공작기계의 열변형 대책

공작기계의 열변형 대책
1. 서 론
21 세기의 공작기계의 기술 개발 과제를 살펴보면 표 1 과 같이 정리할 수 있으며 이들은 고유기술로서 고속화, 고정밀도화로 집약되며 에네지 절약 및 크린(Clean) 가공이 중요한 과제가 되고 있다.
제조업의 기본이 되는 머더 머신(mother machine)으로서의 공작기계는 그 정밀도가 고정밀도 일수록 그 후의 공정단축이나 검사공정의 생략으로 연결되고 최종적으로는 종합적인 에네지 절약으로 연결된다.
그러므로 고정밀도를 위하여 지나친 에네지를 낭비하는 공작기계는 21 세기의 공작기계의 이상형이라고 할 수 없으며 고능률 가공을 위한 고속화, 고마력화의 경우도 마찬가지 일 것이다.

한편, 고속화, 고정밀도화에 있어서 필연적으로 문제가 되는 것이 열변형대책으로서 이것은 공작기계의 기본구조와 관계되는 문제이며 열변형 대책을 위한 설계법 및 그 대책에 대한 방법을 이해하고 있어도 기대한 만큼의 개선효과가 나오지 않는 경우가 많다.

 

지금까지 공작기계에 관한 열변형 해석이나 냉각방법에 관한 연구 진행되어 열변형 대책이 어느 정도는 밝혀지고 있지만 실제로는 공작기계의 구성요소 와 환경조
건이 상호 복잡한 관계에 있으며 요소 상호간의 열균형을 고려한 종합적인 해석 및 설계방법이 확립되어 있지 않기 때문에 열변형 제어기술이 중요한 기술과제라고 할 수 있으며 가공정도에 영향을 미치는 오차 요인으로 J.Tlusty 는 그림 1 과같이 나타내고 있다
한편, 여기서는 최근의 열변형 대책에 관한 연구를 중심으로 실용적인 열변형 제어기술을 살펴보기로 한다.