기어 절삭 기계의 종류

기어 절삭기계(gear cutting machine) 종류

기어를 가공하는 기계는 주로 창성법에 의한 가공 기계를 말하며 사용하는 공구나 기어 절삭 방식에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.

- 호브(hob)를 사용한 것

호빙 머신(hobbing machine). 스퍼나 헬리컬 기어, 웜기어를 깎을 수 있다.

- 피니언 커터(pinion cutter)를 사용한 것

기어 세이퍼(gear shaper). 피니언과 형상이 동일한 커터를 사용하여 기어를 절삭하며, 스퍼나 헬리컬, 내접 기어뿐만 아니라 단이 있는 기어를 깎을 수 있다. 헤링본 기어도 세이퍼로 절삭한다.

- 랙 커터(rack cutter)를 사용한 것

마그(magg)사의 기어 커팅머신이나 선더랜드(Sunderland)사의 기어 플레너(gear planer). 랙으로는 내접 기어를 깎을 수 없으나 피니언 커터와 같은 효과를 가진다.

이제 기어 절삭 기계를 하나씩 살펴보도록 하겠다.

① 밀링 머신(milling machine)

웜 기어나 스퍼 기어, 헬리컬 기어를 밀링 머신으로 가공할 수 있다. 베벨 기어 이를 절삭할 수 있으나 정확한 베벨 치형을 얻기 어려워 황삭(roughing cut)에 이용하는 경우가 많다. 분할대(dividing head)가 부착된 일반적인 밀링 머신은 대부분 기어 이를 치절할 수 있다.

"기어절삭 기계(gear cutting machines)"라는 이름으로 몇몇 특별한 기어 밀링 머신이 시중에 판매되고 있다. 이러한 기계는 기어 이나 클러치만을 치절할 목적으로 제조된 것이다. 웜을 치절하기 위해서는 반드시 나사 밀링머신(thread-milling machine)을 사용해야만 한다.

밀링 머신은 엔드 밀(end mill) 이나 총형 커터(formed cutter) 등 여러 모양의 커터를 이용하여 기어를 절삭한다. 밀링 머신으로 절삭된 기어는 치면이 정밀하지 못하기 때문에 정밀한 기어를 얻기 위해서는 열처리 후, 기어 이를 연마할 필요가 있다.

② 호빙 머신(hobbing machine)

호빙 머신은 호브(hob)를 사용하여 기어를 절삭하는 기계이다. 만능 호빙 머신(universal hobbing machine)은 스퍼 기어와 헬리컬 기어 뿐 아니라 웜기어와 체인기어(chain gear)와 특수한 여러 모양의 기어를 가공할 수 있다. 이러한 편리성 때문에 호빙 머신은 기어를 절삭하는데 가장 널리 사용되고 있다.

많은 기어가 호빙으로 마무리되나 정밀을 요할 경우, 호빙으로 먼저 절삭하고 열처리 후 연마하여 마무리한다. 호빙 머신은 대량 기어를 생산할 때 가장 적합하다. 여러 가지 기어를 소량으로 생산할 경우에는 자동 호빙 머신(CNC hobbing machine)을 사용하면 훨씬 생산성이 높다.

위의 왼쪽 그림은 CNC 호빙 머신의 구동 체계를 나타낸 것이다. 또한 CNC 호빙 머신은 다음과 같이 여러 가지 특수한 호빙 사이클로 기어 절삭이 가능하다.



③ 세이퍼(shaper)

세이퍼는 피니언 커터를 사용하여 상하 직선운동과 회전 운동으로 기어를 절삭할 수 있는 기계이다. 피니언 커터로 가공물을 조금씩 절삭하여 기어를 창성한다. 기어 세이퍼로 깎을 수 있는 기어는 스퍼 기어와 헬리컬 기어, 랙과 내접 기어 등이 있으나 헬리컬 기어를 가공하기 위해서는 특수한 장치가 필요하다. 세이퍼는 생산 속도가 빠르기 때문에 자동차 공업에 필요한 기어를 생산하는데 많이 사용되고 있다.

세이퍼는 단차를 가진 내기어를 가공하는데 매우 유리하다. 또한 스플라인을 가공하는데도 이용된다.

④ 브로칭 머신(broaching machine)

브로칭(broaching)은 많은 절삭 날을 가진 브로치(broach)라고 부르는 공구를 가지고 필요한 형상을 가공하는 절삭 작업 방식이다. 브로칭 머신으로 다양한 작업을 할 수 있다. 예를 들면 키이 홈을 가진 중공축을 가공한다든지 홈이 많은 스플라인이나 내기어를 가공하거나 다각형을 가진 중공축 등 정밀한 치수를 요하는 부분의 가공도 할 수 있다.

브로칭 공구는 제작이 상당히 어렵고 고가이기 때문에 대량 생산에 적합하다. 그러나 브로칭 만으로도 높은 정밀도를 얻을 수 있기 때문에 생산비를 절감할 수 있으며 내기어나 스플라인을 가공하는데 널리 사용되고 있다. 브로칭만으로 기어 이를 황삭한 후 다듬질 가공을 거치지 않고도 매끈한 표면을 얻을 수 있기 때문이다.

출처:

http://gsgear.com/geargeneratorkind.htm