실제 사용되는 크랭크샤프트의 경우, 무게가 결정적인 역할을 합니다. 강철이나 주철과 같은 무거운 재료를 적용하면 크랭크샤프트의 전체 무게에 직접적인 영향을 미치며, 결과적으로 엔진 내의 운동 질량에도 영향을 줍니다. 이는 연비와 현행CO₂ 배출 기준 준수 여부에 영향을 미칩니다.
이러한 이유로 많은 엔진 제조업체들이 경량화를 추구하고 있습니다. 흔히 사용되는 방법 중 하나는 크랭크축 전체 길이에 걸쳐 뚫린 중앙 경량화 구멍입니다.
크랭크축의 형상 때문에 이 가공 과정에서 공구는 재료에 반복적으로 진입하고 빠져나옵니다. 크랭크축 전체를 한 번에 가공하기 위해서는 길이가 최대 800 mm에 달하는 공구가 필요합니다. 또한 이 부품은 형상상 보어 가장자리에 접근하기 어려운 구조로 되어 있어, 후속 공정인 디버링 작업이 큰 도전이 됩니다.
자동차 업계의 한 고객사는 두 가지 경도 영역을 가진 맞춤형 강철로 제작된 크랭크샤프트의 경량화 구멍을 가공하고 디버링할 수 있는 이상적인 해결방법을 찾고 있었습니다. 이 작업에서는 구멍 보어경이 18 mm와 22 mm인 두 가지 유형의 크랭크샤프트를 가공해야 했습니다. 정밀한 보어뿐만 아니라, 보어의 앞면과 뒷면에 있는 수많은 모서리에 대한 디버링도 필요했습니다.
자동화 생산 환경에서 작동하는 신뢰할 수 있는 해결방법이 요구되었습니다. 그동안 드릴링과 양면 디버링에는 서로 다른 공구를 사용하는 두 가지 독립적인 공정 단계가 필요했습니다. 매거진이 완전히 채워져 있었기 때문에, 드릴과 디버링 공구 간의 교체는 수동으로 이루어져야 했습니다. 이로 인해 사이클 시간이 길어지고 세팅에 많은 시간이 소요되었습니다.
따라서 고객은 드릴링과 양면 디버링을 단일 공정으로 통합하고, 추가 공구 슬롯을 차지하거나 추가 기계에 대한 대규모 투자를 하지 않고도 기존 드릴링 시스템에 원활하게 통합될 수 있는 방안을 구체적으로 모색했습니다.
두 전문 기업인 MAPAL과 HEULE은 고객의 도전을 파악하고, 함께 맞춤형 응용 솔루션을 개발했습니다. MAPAL은 복잡한 부품의 절삭 가공을 위한 정밀 공구 및 가공 개념 개발 분야에서 세계적인 선두 기업입니다. HEULE는 수십 년 동안 최고 수준의 품질과 스위스식 정밀도가 요구되는 모든 분야에서, 보어의 디버링, 챔퍼링 및 카운터 싱크를 위한 혁신적이고 신뢰할 수 있는 공구 솔루션을 제공해 온 스위스의 유서 깊은 기업입니다.
HEULE와 MAPAL은 드릴링 및 디버링 분야의 핵심 역량을 상호 보완하며, 크랭크샤프트 제조의 높은 요구 사항을 충족하는 해결방법을 마련했습니다. 자사 테스트 센터는 물론 고객 현장에서의 열린 소통, 긴밀한 협력, 정밀한 조정을 통해 완벽하게 맞춤화된 복합 해결방법이 탄생했습니다. 이 과정에서 전체 공정 체인을 항상 염두에 두는 것이 필수적이었습니다. 디버링 공정의 변화는 드릴링 공정에 직접적인 영향을 미치며, 그 반대의 경우도 마찬가지이기 때문입니다. 이러한 종합적인 관점을 통해서만 공정 안정성, 드릴링 및 디버링 품질, 그리고 공구 수명을 최적으로 조화시킬 수 있었습니다.
그 결과, 한 번의 작업 단계에서 경감 구멍의 드릴링과 디버링을 연속적으로 수행할 수 있으며, 기존 공정에 바로 통합될 수 있는 복합 솔루션이 탄생했습니다. 이 복합 공구는 TTS 인터페이스를 갖춘 MAPAL 교체식 헤드 드릴과 HEULE의 통합형 SNAP18 파스 모듈을 기반으로 합니다.
이 해결방법은 기계 내에서 드릴 헤드를 신속하게 교체할 수 있게 해줍니다. 수명이 다하면 드릴 헤드만 교체하면 되므로, 세팅 시간과 공구 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 베이스 홀더를 교체하지 않고도 다양한 형상과 코팅을 서로 다른 소재에 유연하게 적용할 수 있습니다. 교체형 헤드 홀더 뒷면에 장착된 CFS 인터페이스를 통해 공구 시스템을 모듈식으로 확장할 수 있으며, 높은 안정성과 공정능력을 유지하면서 다양한 드릴링 깊이에 유연하게 대응할 수 있습니다. 이는 크랭크샤프트와 같은 긴 부품을 가공할 때 중요한 장점입니다.
SNAP18 모듈은 크기가 단 16.0 x 3.5 x 5.0 mm에 불과한 소형 디버링 시스템으로, TTS 교환형 헤드 홀더에 통합되어 있습니다. 이 모듈은 교환형 드릴 헤드 바로 뒤에 장착되며, 신속하게 가동할 수 있고 유지보수가 용이하여 자동화 생산 환경에서 확실한 이점을 제공합니다.
드릴링 작업 중 이 모듈을 사용하면 전방 및 후방 디버링을 동시에 수행할 수 있습니다. 이때 블레이드는 가공 이송 중에 1mm의 원하는 챔퍼 각도를 형성합니다. 정의된 챔퍼 깊이에 도달하면 블레이드는 툴바디 안쪽으로 방사형으로 이동합니다. 드릴이 구멍에서 빠져나올 때, 스프링이 장착된 조절 볼트를 통해 블레이드가 다시 초기 위치로 복귀하여 뒷면의 챔퍼를 형성할 수 있게 됩니다.
이 복합 솔루션은 보어경 18 mm 이상의 다양한 소재와 용도에 적합하며, 크랭크축에만 국한되지 않습니다. 특히 하우징, 베어링 링 또는 플랜지와 같이 형상이 복잡하거나 크기가 큰 부품의 경우, 접근이 어려운 부위에서도 드릴링과 양면 디버링을 동시에 수행할 수 있습니다. 또한 이 해결방법은 필터 요소, 연결 부품 또는 철강 구조물과 같이 보어 수가 많은 가공소재에도 적합합니다. 이를 통해 한 번의 작업 공정으로 모든 보어 가공을 완료할 수 있어 공정 시간을 대폭 단축할 수 있습니다.
MAPAL의 드릴링 기술과 HEULE의 SNAP18 모듈을 결합함으로써 크랭크샤프트 가공의 효율성을 새로운 차원으로 끌어올립니다. 공정 안정성이 뛰어난 이 복합 공구는 드릴링과 양면 디버링을 단일 작업 단계로 통합합니다. 그 결과 정밀도가 뛰어나며 최고 수준의 품질을 자랑합니다. 사이클 시간이 대폭 단축되고, 긴 수명이 보장되며, 공정 안정성이 향상되고, 효율성이 지속적으로 증가합니다.
또한 이 복합 솔루션을 통해 추가 공구가 필요 없어집니다. 이는 공구 매거진의 공간을 절약할 뿐만 아니라, 기존 가공 센터(BAZ)에 통합됨으로써 투자 비용과 운영 비용도 상당히 절감합니다. 교체식 헤드 시스템으로 설계되어 비용이 많이 드는 초경 삽입체를 교체식 드릴 헤드로만 제한함으로써 공구 비용을 크게 최적화합니다. 전반적으로 이 해결방법은 최소의 사이클 시간과 최적화된 비용 구조 속에서 최고의 품질을 추구하는 모든 이들에게 분명한 부가가치를 제공합니다.