기어 제조

기어 제조 방법

기어 제조 환경이 변하면서 가장 효율적이고 정확한 가공 방법과 기어 툴링의 선택이 필수적이 되었습니다. 가공물과 생산 공정 그리고 배치 크기가 공구와 기어 제조 방법의 선택을 결정합니다.

기어 제조는 정밀한 치수 공차에 도달하기가 어려운 열처리 전 단계 중에 수행됩니다. 경화 단계를 신중하게 준비해야 고경도 부품 선삭 가공과 이어지는 기어의 경질 가공을 상대적으로 쉽게 수행할 수 있습니다. 고경도 부품 선삭 가공에서는 일관된 가공과 우수한 표면 조도가 필수적이며, 이 모두는 비용 효율성과 연관됩니다.

기어 가공 공정은 e-모빌리티의 등장, 새로운 트랜스미션 설계 그리고 유연한 동시에 생산적이어야 한다는 요구사항 때문에 크게 변할 것으로 보입니다. 관심이 기존의 기어 가공 장비에서 이동해 기어/스플라인 가공물의 복합 가공이 표준이 될 것입니다. 파워 스카이빙은 쉐이핑, 브로칭 및 스플라인 롤링 그리고 어느 정도까지 호빙을 대체할 것으로 예상되기 때문에 관심의 대상이 될 것입니다.기어 품질

일반적으로 기어는 가공 작업 후 기어 휠의 공차 요건을 지정하는 표준에 따라 분류됩니다. 원통형 기어 분류의 가장 일반적인 표준은 DIN 3962으로, 1–12 범위에서 다양한 기어 매개 변수를 측정하고 분류합니다. 다른 고객별 표준도 일반적으로 사용되지만 DIN 3962 표준과 어느 정도 동일한 평가 매개 변수를 공유합니다.

일반적으로 기어 품질 등급은 가공물 요건에 의해 결정되고 기어 휠 적용 영역에 따라 달라집니다.

우수한 기어 품질을 결정하는 다른 요건은 다음과 같습니다.

• 고품질 공구
• 깨끗한 접촉면
• 공구와 가공물 모두에서 최소의 런아웃
• 안정적인 클램핑
• 정확하고 안정적인 기계

기어 제조 적용 방법

일반적으로 기어 공구 프로파일을 특정 기어 휠에 맞춰야 합니다. 즉, 기어 치 간격의 크기와 모양이 공구와 완전하게 일치해야 합니다.

기어 밀링 공구를 주문할 때 중요 고려사항:

• 모듈 크기
• 압력각
• 기어 이 프로파일(돌기, 팁 릴리프 또는 팁 챔퍼)
• 전위 계수
• 팁 및 루트 직경
• 헬릭스 각
• 기어 품질 요건
• 가능한 공구 직경 범위(최소-최대)
• 커플링 유형 및 크기

필요한 모든 정보를 제공하는 완전한 기어 휠 도면이 필요합니다.

기어 제조 방법

다음과 같은 새로운 절삭 기술들이 기어 제조 산업을 변화시키고 있습니다. 제조업체들이 이러한 기술 전환에 어떻게 대응하느냐가 미래의 경쟁 구도를 결정할 것입니다.

• InvoMilling™
• 파워 스카이빙
• 소규모 및 중규모 생산을 위한 디스크 절삭
• 기어 호빙

InvoMilling™

InvoMilling™이란?

일반적으로 기어를 가공하려면 기어 프로파일 전용 공구가 있어야 합니다. InvoMilling™은 외경 기어, 스플라인 및 직선 베벨 기어를 가공하는 공정이고 표준 기계에서 자체적으로 기어 밀링 가공을 수행할 수 있습니다. 공구를 교환하는 대신 CNC 프로그램을 변경함으로써 다양한 기어 프로파일에 하나의 공구 세트를 사용할 수 있습니다. 복합 가공기나 5축 머시닝 센터를 사용해 한 번의 셋업으로 가공물을 완성할 수 있는 InvoMilling™은 리드 타임과 총 제조 시간을 크게 단축시킵니다.InvoMilling™의 장점

• 가공 유연성 - 하나의 공구로 다양한 기어 프로파일 가공
• 복합 가공기 및 5축 머시닝 센터에서 기어 가공
• 단일 장비에서 한 번의 셋업으로 가공물 완성
• 절삭유를 사용하지 않는 건식 가공으로 더욱 환경 친화적인 솔루션

InvoMilling™ 공정의 적용 시기

• 외경 기어 및 스플라인, 더블 헬리컬 기어, 헤링본 기어 및 직선 베벨 기어의 가공
• 전용 공구나 장비 없이 기어 가공물을 생산해야 할 때
• 짧은 리드 타임이 중요할 때
• 측면 보정과 무관하게 사용 가능
• 모듈 범위: 0.8‒100
• 황삭에서 정삭에 이르는 가공
• 소규모에서 중규모에 이르는 생산

InvoMilling™ 적용 방법

동영상을 보고 InvoMilling™ CAD/CAM 소프트웨어를 사용해 CNC 프로그램을 생성하는 3단계를 확인해 보십시오.

1. 가공물 도면에서 기어 데이터를 가져와 기어 형상을 정의합니다.
2. 가공 전략을 선택하고, 황삭 및 정삭 가공을 추가한 다음, 공구 라이브러리에서 사용할 공구를 선택합니다.
3. 기계를 위한 CNC 프로그램을 자동으로 생성하기 전에 가공 공정을 시뮬레이션해 공구 경로를 검증합니다.

파워 스카이빙

파워 스카이빙이란?

파워 스카이빙은 쉐이핑보다 몇 배 더 빠르고 브로칭보다 더욱 유연한 연속 절삭 공정입니다. 개념적으로 파워 스카이빙은 한 세기 이상 이전부터 있었지만, 최근에 와서야 새로운 전환점을 맞이하게 되었습니다. 더욱 견고하고 강력한 기계와 동기화된 스핀들이 빠르게 개발되면서 파워 스카이빙이 더욱 광범위하게 사용되기 시작했습니다.

파워 스카이빙은 내경 및 외경 기어와 스플라인에 사용할 수 있지만, 내경 가공에서 특히 생산적입니다. 이 가공법은 짧은 리드타임이 중요한 대량 생산에서 특히 효과적입니다. 소규모에서 중규모 생산의 경우 유연한 InvoMilling™ 기술을 권장합니다.파워 스카이빙의 장점

• 한 번의 셋업으로 가공을 완료해 생산 시간이 단축되고 품질이 개선되며 취급 및 물류 비용이 감소함
• 직각 가까이에서 가공할 수 있어 더욱 자유로운 가공물 설계 가능
• 환경 및 사용자 친화성
• 건식 조건에서 매우 효율적으로 수행
• 브로칭, 쉐이핑, 호빙 등의 공정에 비해 총 생산 시간이 크게 감소
• 관리 가능하고 예측 가능한 가공물 가공
• 가공물 품질은 이에 상응하는 기어 밀링 솔루션과 비슷하거나 더 우수함
• 전용 기계, 복합 가공기 및 머시닝 센터에서 사용 가능

파워 스카이빙 공정의 적용 시기

• 내부 및 외부 기어와 스플라인
• 원통형 스퍼 및 헬리컬 기어
• 황삭에서 정삭에 이르는 가공

디스크 절삭

디스크 절삭이란?

디스크 절삭은 한 번에 하나의 기어 치차를 절삭하는 공정입니다. 디스크 절삭 방법은 머시닝 센터, 복합 가공기 및 터닝 센터에서 쉽게 사용할 수 있어 한 번의 셋업으로 전체 가공물을 가공할 수 있습니다. 디스크 절삭 기술을 사용하면 보통 호빙 머신으로 가공하거나 외주로 제작되는 스플라인을 기존 장비를 사용해 자체적으로 가공할 수 있습니다. 따라서 디스크 절삭은 대규모 초기 투자가 필요하지 않습니다.디스크 절삭의 장점

• 머시닝 센터, 복합 가공기 및 터닝 센터에서 스플라인 밀링 가공
• 낮은 투자 비용
• 호빙 머신을 따로 구매할 필요 없이 기존 장비에서 스플라인 가공 가능
• 물류 시간 및 비용 절감
• 다른 장비 또는 작업장으로 가공물 이동 불필요
• 고속도강(HSS) 공구의 재연삭 및 재코팅 불필요
• 높은 절삭 속도
• 난삭재 절삭 가능
• 건식 가공으로 리드 타임과 절삭유 비용이 감소하고 더욱 친환경적이고 작업자 친화적인 환경 조성에 기여
• 소규모에서 중규모의 생산을 위한 경제적인 솔루션

디스크 절삭 공정의 적용 시기

• 외경 스플라인
• 황삭에서 정삭에 이르는 가공
• 모든 기계 유형
• 건식 가공

하향 밀링

상향 밀링

기어 호빙

기어 호빙이란?

호빙은 헬리컬 절삭 공구를 사용한 연속적인 절삭으로 기어 치차를 생성하는 기어 제조 공정입니다. 모든 기어 치차가 가공될 때까지 호브와 기어 블랭크가 연속으로 회전합니다. 호빙은 외경 기어에만 가능합니다.기어 호빙의 장점

• HSS 공구에 비해 총 기어 휠당 비용 감소
• 높은 절삭 속도
• 긴 공구 수명, 유지보수 시간 감소
• 손쉽고 반복 가능한 공구 인덱싱 및 취급
• 추가적인 재연마 또는 재코팅 비용 없음

기어 호빙 공정의 적용 시기

• 황삭, 준정삭, 정삭 가공
• DIN 3972-2에 따른 기어 프로파일
• 모듈 범위: 3–10
• 호빙 머신, 복합 가공기, 5축 기계

기어 호빙 적용 방법

• 모든 날이 서로 다른 칩을 절삭합니다. 공구 수명은 가장 강한 절삭과 가장 두꺼운 칩에 의해 제한됩니다. 칩 두께를 평가하려면 최대 칩 두께 hex를 계산해 축 방향 이송률을 결정하십시오. 최대 hex는 호프마이스터(Hoffmeister) 공식에 따라 계산됩니다.
• 권장 최대 hex = 0.18–0.22 mm (0.007–0.009 inch)
• 공구 수명 개선을 위해 가능하면 호브 시프팅을 이용하십시오.
• 초경 공구 사용 시 건식 밀링이 유리하고 습식 밀링에 비해 향상된 공구 수명을 제공합니다.
• 가능하면 공구 수명 향상을 위해 하향 밀링을 사용하십시오.