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경화강 중간 샤프트 정삭 – 복합 브레이징 CBN 인서트 사례 연구

허난 UHD 울트라하드 툴스 유한공사는 침탄 및 담금질 처리된 자동차 중간 샤프트의 정삭 가공을 위해 복합 브레이징 CBN 인서트 솔루션을 개발했습니다. 인서트 구조, 브레이징 일관성 및 절삭 조건을 최적화하여 자동 연속 생산에서 가공 속도, 공구 수명, 표면 안정성 및 치수 일관성을 향상시켰습니다.

AUTOMOTIVE COMPONENTS · CBN FINISHING CASE

자동차 중간축 가공 공작물 이미지

가공 조건 및 공구 구성

산업자동차 부품 공작물중간축 소재20CrMnTiH 경도HRC 58–62 가공 부위양단 외경면 가공 유형연속 절삭, 정삭 인서트 재종UPN602 C06 인서트 규격DNGA150408 절삭 방식건식 절삭 절삭 조건Vc = 200 m/min, ap = 0.25 mm, f = 0.08 mm/r

동일 가공 조건 기준 비교 결과

공구 솔루션 절삭속도 Vc 가공 사이클 공구 수명 주요 변화
기존 일본 브랜드 CBN 인서트 120 m/min 7초/개 150개/날 기준 조건
UHD UPN602 C06 200 m/min 3초/개 200개/날 효율 약 57% 향상
수명 약 33% 증가

프로젝트 배경과 가공 과제

자동차 동력전달 부품인 중간축은 정밀도, 표면 품질 및 배치 간 일관성이 중요합니다. 20CrMnTiH 소재가 침탄·경화된 후 HRC 58–62 상태에서 진행되는 소여유량 정삭에서는 미세한 진동도 표면 흔적과 치수 변동으로 이어질 수 있습니다. 자동화 생산라인에서는 잦은 공구 교체와 불안정한 가공 품질이 설비 활용 및 생산 리듬에 직접적인 영향을 주는 과제였습니다.

UHD의 해결 접근 방식

Henan UHD Ultrahard Tools Co., Ltd.는 UPN602 C06 복합 용접 CBN 인서트를 적용했습니다. CBN 층과 초경합금 모재의 결합 구조, 소형 정밀 팁, 용접 위치 정밀도 및 칩 배출 설계를 함께 고려해 0.2–0.5 mm 수준의 정삭 여유에서 안정적인 연속 절삭을 목표로 했습니다.

도입은 기존 공구의 가공 사이클과 수명을 기준값으로 설정한 뒤, 절삭속도를 단계적으로 높이고 표면 상태·마모 추이·치수 변동을 확인하는 방식으로 진행했습니다. 별도의 기계 구조 변경 없이 공구와 절삭 조건의 조합을 조정해 자동화 라인 적용 가능성을 검증했습니다.

적용 가치와 참고점

  • 높은 절삭속도에서도 표면 품질과 가공 안정성을 함께 고려할 수 있도록 지원했습니다.
  • 공구 수명 연장으로 교체 빈도를 줄여 연속 생산의 운영 안정성 개선에 기여했습니다.
  • 용접 구조와 팁 형상, 절삭 조건을 함께 최적화함으로써 치수 일관성 관리에 유리한 기반을 마련했습니다.
  • 침탄 경화강 중간축뿐 아니라 자동화 정삭이 필요한 축류 부품의 CBN 공구 선정과 검증 과정에 참고할 수 있는 사례입니다.

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해결책

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