[금형기술 워크숍 논문] JIS 0급 기어 인서트를 3일에 제작하기 위한 제안
많은 산업제품에서 동력 전달을 담당하는 중요한 부품으로서 이용되고 있는 기어. 이가 회전축에 대해 평행한 수퍼기어(평기어), 비틀어져 있는 헬리컬기어(나사선기어) 등이 많이 사용되고 있다. 이가 비틀어져 있기 때문에 이 주변이 분산되는 헬리컬기어는 수퍼기어에 비해 고속 회전 시의 정숙성이 우수하다. 최근에는 보다 매끄러운 동력 전달을 위해 JIS에서 정한 기어 등급 0급 이상이 요구되는 것도 있다.
여기서는 사출성형으로 제작된 JIS 0급 헬리컬기어의 인서트를 와이어 방전가공기, 머시닝센터(이하 MC) 및 형조 방전가공기를 사용하여 전극 제작에서부터 인서트 제작까지 3일에 끝내는 제조 방법을 제안한다.
헬리컬기어의 인서트를 형조 방전가공기로 제작하기 위해서는 기어 형태의 ‘전극’이 필요하다. 그 가공에는 전용기인 호브반과 기어연삭반을 사용하는 것이 일반적이지만, 정도 높은 전극을 제작하기 위해서는 납기도 늘어나고 비용도 상승한다.
최근에는 MC를 사용하여 4축 혹은 5축 가공의 제작도 가능하지만, 소경공구를 사용하기 때문에 생기는 공구 마모나 치수 정도의 관리가 곤란한 점 등의 결점이 많다. MC의 이점으로서는 성형품의 형상 측정 후에 인서트 그 자체를 수정하고자 하는 경우, 이 형상을 쉽게 변경할 수 있다는 점이다. 호브 커터를 이형마다 제작하여 가공하는 호브반보다도 단시간에 수정작업이 가능하므로 러닝 코스트를 낮출 수 있다.
MC에서의 형상 정도를 향상시키는 방법으로서 총형공구 사용을 추천한다. 절삭가공 시의 공구 마모를 억제하기 위한 모재를 PCD로 하고, 호브와 동일한 인볼류트 곡선을 붙임으로써 공구를 교환하지 않고 여러 개의 전극 제작도 가능하다(그림 1). 가공기는 동사의 미세 정밀가공기 ‘iQ300’을 사용함으로써 장시간 가공에서 변위가 억제되어 고정도의 가공이 가능하다.
이글은 일본 일간공업신문사 형기술지에 실린 (주)牧野후라이스제작소의 이케가메 마코토, 네모토 마사노리가 저술한 내용이다.
