연삭 및 선삭, 밀링을 포함한 절삭 가공에서 문제가 발생하고 있음을 알리는 신호가 채터링 진동(Chattering vibration)이다. 채터링이란 공구와 피삭재 사이의 접촉에 의해 진동과 소음이 비정상적으로 급격하게 커지는 현상을 말한다. 절삭 가공에서는 떨림이 가공 정밀도에 지대한 영향을 주기 때문에 진동 억제 대책이 강구되고 있다.
채터링의 영향
절삭 깊이를 감소시켜 주면 안정화에는 기여하지만 가공 능률 면에서는 비효율적이기 때문에 균형 잡힌 가공 조건을 설정하는 것이 중요하다. 절삭 가공에서 채터링 진동이 미치는 영향은 다음과 같다.
- 가공 표면에 남는 물결 무늬로 인한 표면 거칠기 수준 저하
- 치수 정밀도 저하
- 공구의 마모와 파손, 이로 인한 작업자의 위험 초래
- 공작 기계 성능 저하와 수명 단축
- 과다한 소음 발생에 의한 작업 환경 악화
공작 기계 노후화에 따른 기어 물림 상태 불량, 전동기에서 발생하는 유압 작동 불량 등으로 이상 진동이 발생할 수 있다. 기계 상태를 정기적으로 점검하여 채터링 현상을 예방하도록 한다.
| 원인 | 대책 |
|---|---|
| 기계 자체의 강성 부족 | 기계를 구성하는 각 부품의 틈새를 최소화한다. |
| 기계 설치 불안정 | 무거운 받침대 위에 기계를 올려 놓고 받침대와 지면 사이에 진동을 흡수하는 댐퍼(damper)를 설치한다. |
| 부적합한 절삭날 | 절삭날 수와 비틀림 각도를 공작물 재질에 맞도록 적절하게 선정한다. |
| 부적합한 절삭 조건 | 절삭 속도와 이송 속도를 최적화한다. 칩의 폭을 작게 하고 작은 직경의 공구를 사용한다. |
| 불안정한 가공물 고정 | 고정 방법을 합리적으로 개선한다. 가공물과 공구의 위치를 칼럼(column, 본체 기둥)에 가깝게 위치시킨다. |