자동차 전달계의 핵심 부품인 등속조인트(CV Joint)는 내경의 치수 정밀도, 표면 품질 및 배치 간 일관성이 조립 성능과 생산 안정성에 직접적인 영향을 줍니다. 특히 S55C 경화강(HRC58–62)을 소여유 조건으로 정삭하는 공정에서는 공구 절삭날의 안정성, 인서트 구조의 일관성 및 수명 관리가 중요합니다.
UHD(Henan UHD Ultrahard Tools Co., Ltd)는 자동화 CNC 선삭 라인에 적용된 UPN312/860, TNGA160416 CBN 복합 브레이징 인서트를 통해 표면 결함과 치수 변동을 줄이고, 연속 생산 환경에서 보다 예측 가능한 공구 사용을 지원한 내경 정삭 사례를 소개합니다.
해당 자동차 부품 제조 현장은 완성차 공급망을 대상으로 자동화 CNC 선삭 생산을 운영하고 있었습니다. 공작물은 S55C 경화강이며, 경도는 HRC58–62 범위입니다. 약 0.2 mm의 소여유 내경 정삭은 절삭 부하가 작아 보이지만, 절삭날의 미세한 불안정이나 장착 편차도 표면과 치수 결과에 영향을 줄 수 있는 공정입니다.
생산 라인은 단순한 절삭 성능뿐 아니라 공구 간 균일성, 계획 가능한 교체 주기, 무인 연속 가공에 대한 적합성을 함께 요구했습니다. 따라서 공구 선정과 절삭 조건 설정은 속도만 높이는 방식이 아니라 가공 안정성 우선의 관점에서 검토되었습니다.
소여유 절삭 구간에서 절삭날이 불안정해지며 내경 표면에 미세한 공구 자국이 발생해 후속 조립 품질에 영향을 줄 수 있었습니다.
배치 가공이 지속될수록 치수 일관성을 장기간 유지하기 어려워 검사 및 재작업 부담이 증가했습니다.
공구 수명이 제한적이어서 교체를 위한 설비 정지가 발생했고, 이는 생산 라인의 takt time 관리에 부담이 되었습니다.
공구 성능과 수명의 변동은 무인 운전 구간에서의 가공 예측성과 연속 생산 안정성을 낮추는 요인이었습니다.
UHD는 경화강 내경 정삭의 절삭 안정성과 표면 제어 요구를 고려해 CBN 정밀 인서트 솔루션을 제안했습니다. 고정밀 복합 브레이징 구조를 기반으로, 소여유 조건에서 절삭날의 안정적인 작동과 인서트 간 일관성을 지원하도록 구성했습니다.
| 항목 | 적용 내용 |
|---|---|
| 공작물 | 자동차 등속조인트 내경, S55C 경화강, HRC58–62 |
| 인서트 모델 | UHD UPN312 / 860 |
| 인서트 규격 | TNGA160416 |
| 절삭 방식 | 건식 연속 절삭 |
| 정삭 여유 | 절삭 깊이 ap 0.2 mm |
적용 조건은 고객 설비와 실제 가공 상태를 바탕으로 설정되었습니다. 목표는 절삭 속도 향상과 동시에 내경 표면 품질, 치수 안정성 및 공구 수명 관리의 균형을 확보하는 것이었습니다.
| 평가 항목 | 기존 조건 | UHD 적용 후 | 변화 |
|---|---|---|---|
| 절삭 속도 | 160 m/min | 180 m/min | 향상 |
| 단품 가공 시간 | 30초 | 25초 | 약 17% 단축 |
| 단일 절삭날 수명 | 400개 | 600개 | 약 50% 향상 |
수치 비교와 함께 내경 표면의 공구 자국이 줄고 표면 상태가 더 안정적으로 유지되었습니다. 또한 배치별 치수 변동과 공구 교체 빈도가 낮아져, 자동화 생산라인의 연속 운전과 교체 계획 수립에 도움이 되었습니다.
본 사례는 CBN 인서트의 적용 가능성을 보여주는 하나의 가공 조건입니다. 실제 결과는 공작물 소재와 경도 분포, 공작기계 강성, 홀더 및 클램핑 상태, 형상, 요구 공차, 절삭 경로에 따라 달라질 수 있습니다. 유사 공정에서는 다음 기준을 함께 검토하는 것이 유용합니다.
UHD는 자동차 부품, 베어링·기어, 풍력 및 산업용 전동 부품의 고경도 정삭 요구에 맞춰 CBN 인서트, PCD/CBN 성형 공구 및 비표준 맞춤형 공구 솔루션을 제공합니다. 소재 특성, 가공 형상, 설비 조건 및 목표 품질을 바탕으로 공구 선정과 절삭 조건 검토를 지원합니다.
등속조인트와 같이 표면 품질 및 치수 일관성이 중요한 경화강 내경 정삭에서는, 공구의 안정적인 성능과 관리 가능한 수명이 자동화 생산의 중요한 기반이 됩니다.
가공 대상 품목, 수량 및 필요한 공구를 알려주시면, 저희 팀에서 실용적인 솔루션을 제시해 드리겠습니다.
