05/17/2023 - Oliver Hagenlocher - 보도자료

EMAG SU 장비를 사용한 기어 치연삭: E-모빌리티를 위한 최소의 사이클 타임과 완벽한 면조도

E-드리이브용 부품 생산 시 연삭 가공이 점점 더 중요해지고 있습니다. 즉, 생산 계획자들은 빠른 속도와 높은 토크에서 필요한 저소음 작동을 보장하는 완벽한 표면을 위한 새로운 솔루션을 요구합니다. 전문화된 기계 제조사가 이러한 요구 사항을 어떻게 구현하는지는 EMAG SU의 공작 기계를 사용한 “기어 치연삭”에서 명확하게 드러납니다. 이탈리아의 볼로냐와 레지오 에밀리아 근교에 위치한 이 연삭 전문 회사의 제품군에는 이 애플리케이션 분야용으로 예를 들어, 완벽에 가까운 면조도를 위한 버츄얼 축 컨셉트를 갖춘 공작 기계 G 160이 있습니다. 이와 동시에 공작물 핸들링 (자동화 장치) 탑재로 최소의 사이클 시간이 가능해집니다. 기어 치연삭을 위한 EMAG SU의 특별한 기어가공 솔루션을 설비의 다른 특징들과 함께 살펴보겠습니다.

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EMAG SU의 기어 연삭기 G 250은 짧은 사이클 타임과 최고급 품질을 위해 특별히 개발되었습니다.

E-모빌리티가 급격히 성장하고 있으며 최고의 솔루션을 둘러싼 경쟁은 치열해지고 있습니다. 2022년도에 거의 모든 자동차 제조사가 새로운 모델을 시장에 출시하였습니다. 이는 OEM과 부품 공급사의 생산 계획에 어떤 의미가 있나요? “증가하는 생산량도 효율적으로 관리해야 하며 고급화되는 품질도 보장해야 합니다. 왜냐하면 전동 모터는 토크가 높으므로 치수 및 표면에 특별한 요구 사항이 부과되기 때문입니다.”라고 EMAG SU의 알렉산더 모하르트(Alexander Morhard)는 설명합니다. “샤프트와 휠의 기어 치면 가공이 특히 인상적으로 발전하고 있습니다. 이때 µm 범위 내의 정확한 치수가 중요합니다. 부품 표면의 파상도가 극히 작은 경우에도 드라이브 구동중에 소이 발생할 수 있기 때문입니다.”

G 160: 최소한의 공구 교환 시간(chip-to-chip time)

EMAG SU는 이러한 극한 범위에서 품질이 어떻게 향상되는지 일련의 기술적 혁신을 통해 잘 보여줍니다. EMAG SU는 기어 가공 공정 전체를 아우르는 다양한 공작 기계를 공급합니다. 기어 치연삭과 이에 속하는 공정인 “제너레이팅 연삭” 및 “프로파일 연삭”이 핵심적인 애플리케이션 분야입니다. 예를 들어 "제너레이팅 연삭"의 경우 기어의 기하학적 형상이 다수의 축의 움직임에 의해서 연속적으로 만들어 집니다. EMAG SU는 모듈 3 이하이고 외경이 최대 160밀리미터인 부품에 사용되는 공작 기계 G 160으로 시장에 가장 빠른 공작 기계를 공급합니다. 이러한 설비의 속도는 두개의 공작물 테이블을 고속으로 번갈아 사용하는 (강성 리니어모터 사용) 혁신적인 축 컨셉트로 가능해집니다. 부품을 가공하는 동안 로딩 로봇이 원자재를 다른 스핀들로 로딩하거나 또는 그 전에 완성된 부품을 언로딩합니다. 황삭된 공작물에 대한 연삭 디스크의 센터링은 가공 중 공작물 스핀들에서 직접 수행됩니다. 이러한 방식으로 연삭 공정 사이의 칩투칩시간은 1.6초에 불과합니다. 이는 인덱스 테이블을 사용하는 연삭기와 비교할 때 엄청나게 작은 값입니다. 이러한 공정에서는 경우에 따라 동일한 가공에서 칩투칩 시간이 최대 5초가 소요됩니다. 유성 기어와 같은 전형적인 부품의 경우, 실제 연삭 시간은 약 10초에 불과하다는 것을 알아야 합니다. 따라서 칩투칩시간에서 차이가 진정한 “게임 체인저”가 됩니다. 로딩-언로딩 시간(floor-to-floor time)이 약 3초 단축되어 생산량이 현저하게 증가합니다. 이는 E-모빌리티라는 성장하는 시장 부문에서 대량 생산을 계획할 때 결정적으로 중요한 요소가 됩니다.

축 컨셉트는 표면에 “유령 주파수”의 발생을 방지합니다

다른 한편 EMAG SU의 기술은 뛰어난 표면 품질을 자랑하며, 이러한 품질은

G 160의 축 컨셉트로 가능해집니다. 이 컨셉트에는 많은 다른 기어 연삭기와는 달리 접선 축이 없습니다. 그 대신 기존의 Y-축과 Z-축이 동시에 이동하여 “가상” 접선 축을 "생성"합니다. 그 결과 연삭 디스크와 공작물의 접점은 회전 축의 회전 중심에서 약 100밀리미터 더 근접하게 되어 연삭 공정 시 회전 거동이 더 잘 수행됩니다. 결과는 완성된 부품의 표면 구조에서 알 수 있습니다. 위에서 말한, µm 범위의 “유령 주파수”가 거의 완전히 사라집니다. 또한 ffa 값도 상당히 낮은 수준입니다. 전동 드라이브의 많은 샤프트와 휠은 이러한 품질이 주는 장점을 누리게 됩니다.

G 250: 짧은 사이클 시간 - 최대의 유연성

이와 유사하게 흥미로운 것은 모듈 7 이하이고 직경이 최대 250밀리미터인 부품을 위한 EMAG SU의 공작 기계 G 250 컨셉트입니다. 이 솔루션을 이용하여 축 드라이브 휠, 기어 휠 또는 길이가 최대 550밀리미터인 샤프트는 기어 연삭이나 프로파일 연삭에 의해 짧은 사이클 시간으로 제조됩니다. 또한 이 공작 기계에는 테이블 스핀들이 두 개 있어 제조 공정 중 유휴 시간을 최소화합니다. “그 외에도 당사는 유연성에 상당한 가치를 부여합니다.”라고 모하르트는 설명합니다. “G 250에는 예를 들어 상당히 작은 연삭 디스크과 연삭 웜이 장착되어 있습니다.” G 250 HS 버전에는 이 공작 기계에 고속 연삭 헤드가 있어서 작은 연삭 웜을 사용할 때 20,000rpm의 속도를 낼 수 있습니다. 이 공작 기계 컨셉트의 또 다른 장점:

기어 연삭과 프로파일 연삭은 동일한 메인 연삭 스핀들에서 수행되므로 이 공작 기계에는 열변형이 없습니다(프로파일 연삭용 보조 스핀들 사용 시와 유사). 또한 다른 공정을 위해 몇 분 내에 장치를 교체할 수 있습니다.
기어의 외경이 최대 68mm인 기어 연삭 웜을 사용하여 간섭 윤곽이 있는 많은 부품을 기어 연삭으로 제조합니다. 이로 인해 연삭 시간이 상당히 단축됩니다. 다른 모든 부품은 최대 30밀리미터의 작은 프로파일 연삭 디스크로 제조됩니다.
센터링은 가공 중 로딩 위치에서 수행됩니다.
내장된 드레싱 장치에 의해 공정의 안전성이 추가로 확보됩니다.

트럭이나 일반적인 변속기 제조에 사용되는 더 큰 부품에는 적정한 가격의 G 400이 사용되므로, EMAG SU의 연삭 디스크 프로그램이 확대됩니다. 이 공작 기계에는 직경이 최대 400밀리미터이고 샤프트의 길이가 최대 750밀리미터인 부품을 위한 공구 테이블이 있습니다. 많은 사용자들에게 중요한 사항: 이 공작 기계에서는 원자재를 위에서 로딩할 수 있습니다. 하우징에 도어가 비스듬하게 장착되어 있기 때문입니다.

강점을 시장에 적극적으로 도입합니다

짧은 공구 교환 시간, 지능형 축 컨셉트, 열적 및 기계적 안정성, 그리고 높은 조작 친화성과 직관적인 입력 마스크. 이러한 품질 특성으로 EMAG SU의 공작 기계는 기어 톱니면 연삭에 비약적인 성능 향상을 보장합니다. 상이한 여러 연삭 디스크의 크기와 종류에 적절한 출력을 지닌 여러 스핀들을 이용할 수 있습니다. 또한 이러한 기술을 여러 자동화 기술에 간단히 접목할 수 있습니다. “당사는 E-모빌리티 부문에 필요한 연삭 작업용 장비를 이상적으로 갖추고 있다고 생각합니다. 예를 들어, 현재 프랑스의 자동차 제조사는 이 분야에서 EMAG SU의 연삭기를 여러 대 사용하여 성과를 거두고 있습니다.”라고 모하르트는 요약합니다. “당사는 윤곽이 극히 다양하고 상당히 미세한 표면 제조에서 당사의 강점을 몇 년 이내에 성장하고 있는 시장에 적극적으로 도입하려고 합니다.”

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