초정밀공작기계의 기본부품 가공기술과 응용기술의 획기적인 발전은 제조업의 생존과 발전을 위한 강력한 기술지원이 될 수 있습니다. 그러나 우리나라의 초정밀 공작기계와 핵심 기본 부품은 이전까지 주로 수입에 의존해 왔습니다.
국내외 샤프트 부품의 원통형 진원도 가공은 기본적으로 초정밀 원통 연삭기로 이루어집니다. 직경 100mm, 길이 300mm의 샤프트 코어를 연삭하는 경우를 예로 들면, 우리나라의 원통형 연삭기는 아마도 1~2미크론 수준까지 연삭이 가능한 반면, 외국에서는 0.3~0.5미크론 수준을 달성할 수 있습니다.
공작기계와 핵심부품의 기술적 문제를 해결하기 위해 국립국방기술대학교 Dai Yifan 교수와 그의 팀은 5년에 걸쳐 샤프트 부품의 외부 원형도에 대한 결정적 수정 처리 기술을 제안했습니다. 샤프트 코어의 진원도 정확도를 0.1 마이크론으로 개발에 성공했습니다. 초정밀 공기정압 스핀들을 소개합니다. 최근 중국 계측 연구소의 테스트를 거쳐 정수압 스핀들의 관련 매개변수가 국제 선진 수준에 도달했으며 이는 우리나라의 초정밀 가공 정확도를 효과적으로 향상시킬 것입니다. 관련 연구 결과는 "Materials"와 "Micro Machinery"에 게재되었습니다.
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맨드릴 다중 센서 현장 측정. 사진 제공: 국립국방기술대학교
초정밀 부품을 삽처럼 갈아주세요
우리나라의 초정밀 공작기계와 주요 기초부품이 이전까지 주로 수입에 의존해왔던 이유는 핵심부품을 가공하는 '작업기계', 즉 기계와 기계를 제작하는 기계가 부족하다는 것이 가장 큰 기술적인 문제이기 때문입니다. 공작기계라고도 불리는 선반, 연삭기, 대패, 드릴링 머신 등은 공구 제작을 위한 도구이자 산업 자립의 기반입니다.
일반 가공은 공작 기계의 정밀도를 부품에 "복사"하는 프로세스입니다. 즉, 고정밀 공작기계가 없으면 고정밀 부품을 가공할 수 없습니다. 고정밀 부품이 없으면 고정밀 부품과 공작기계를 조립할 수 없습니다. 고정밀 부품을 제조하는 작업 기계의 부재는 전체 초정밀 공작기계 산업의 발전을 제한합니다.
Dai Yifan 팀은 오랫동안 현대 광학 제조 기술의 연구 개발에 참여해 왔습니다. 그들은 광학 부품의 최종 제조 정확도가 사용된 가공 장비의 정확도를 훨씬 초과한다는 사실을 발견했으며, 광학 제조의 기본 원리는 정밀 진화 가공에서 높은 오류 지점을 점차적으로 제거하는 것입니다. 연구팀은 '정밀 진화' 원리에 기초한 이 가공 방법을 기계 부품의 고정밀 가공에 적용하려고 했다. 마지막으로 가공 원리의 혁신을 통해 샤프트 부품의 외부 진원도에 대한 결정론적 수정 프로세스를 제안하여 고정밀 "작업 기계" 한계를 돌파했습니다.
결정론적 성형 프로세스는 어떻게 작동하나요? "삽을 사용하여 땅을 고르는 것과 같습니다. 즉, 능선이 있고 울퉁불퉁한 부분에서 적당량의 흙을 퍼내고 아주 평평한 땅이 될 때까지 이를 반복하는 것과 같습니다." Dai Yifan은 이 프로세스가 원통형에 대한 고정밀 진원도 측정기, 재료 제거의 디지털 정밀 제어를 실현하는 시간 제어 연삭 기계, 체류 시간을 얻는 특수 컴퓨터 프로그램을 포함한 일련의 디지털 장비에 의존한다고 말했습니다. 특정 공간 위치의 연삭 도구 등
기계가 숙련된 작업자를 대체합니다.
신기술의 도움으로 Dai Yifan 팀은 정밀 진화의 원리에 기반한 시간 제어 연삭 가공 기술을 돌파하고 원통형 부품의 현장 가공 및 테스트를 위한 통합 공정 방법을 형성하고 초정밀 장치를 성공적으로 개발했습니다. 공기정역학적 스핀들.
중국 계측 연구소의 테스트 결과에 따르면 기압 스핀들의 방사형 런아웃은 15나노미터 미만이고 단면 런아웃은 15나노미터 미만인 것으로 나타났습니다. 지구만큼 큰 주축이라면 회전 운동으로 인한 진폭은 1m를 넘지 않을 것입니다.
테스트 결과에 따르면 공기정역학적 스핀들의 방사형 정적 강성은 마이크론당 200N보다 크고, 축 정적 강성은 마이크론당 200N보다 큽니다. 일반인의 관점에서 이는 스핀들이 20kg의 중력 하중 하에서 움직이지 않고 유지될 수 있으며 변형이 1미크론을 초과하지 않음을 의미합니다. 미국 초정밀 분야 최고 수준을 대표하는 프레시텍의 제품 매뉴얼을 비교해 보면, 위의 기술 지표들은 동등하거나 그 이상 수준이다.
현재 샤프트 부품의 외부 원형도는 국내외에서 수십 마이크론 수준까지 가공 및 연삭이 가능합니다. 개선하고 싶다면 수동 연삭 및 트리밍에만 의존할 수 있습니다. "우리의 신기술은 경험이 풍부한 작업자 마스터에 대한 의존성을 없애고 현대 산업화 모델에 따라 생산을 쉽게 조직할 수 있어 초정밀 기본 부품의 대량 및 고효율 생산과 응용을 촉진할 수 있습니다." Dai Yifan은 기본 공작 기계 부품 가공 및 응용 기술의 초정밀 혁신은 제조 산업의 생존과 발전을 위한 강력한 기술 지원을 제공하고 고급 공작 기계의 지원 산업 체인을 개선하며 경쟁력을 크게 향상시킬 것이라고 말했습니다. 고성능 기능성 부품을 생산하고, 첨단 정밀·초정밀 공작기계 국산화를 추진하고 있습니다.
Dai Yifan은 이러한 혁신이 주요 감지 및 유도 부품의 초정밀 가공이 직면한 초정밀 장비 및 핵심 공정 문제를 효과적으로 해결하고 고급 핵심 부품의 초정밀 가공 대량 생산을 더욱 촉진할 것이라고 덧붙였습니다. 과학적 연구 결과의 신속한 변화를 달성합니다.
