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2025년의 모든 작업 현장에서 여전히 같은 논쟁을 들을 수 있을 것입니다: “속도를 위해서는 레일, 억지력을 위해서는 박스 방식—맞나요?” 현실은 더 복잡합니다. 최신 롤러 레일은 이제 스크레이프 방식에서만 사용되던 하중을 처리하며, 일부 박스 방식 기계는 채터 없이 분당 25m를 기록합니다. 선택은 더 이상 이진법이 아니며, 응용 분야에 따라 달라집니다. 이 논문은 PFT에서 고객을 위해 고하중 밀링 머신을 구성할 때 사용하는 숫자, 테스트 설정 및 의사 결정 매트릭스를 제공합니다.
2 연구 방법
2.1 설계
3,000mm × 1,200mm × 800mm 갠트리 밀이 테스트 베드로 사용되었습니다(그림 1). 두 개의 동일한 X축 캐리지가 제작되었습니다:
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캐리지 A: HGH-45HA 블록 4개와 RG-45-4000 레일 2개, 프리로드 G2.
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캐리지 B: 미하나이트 박스 방식, 250mm² 접촉 패드, Turcite-B 접착, 0.04mm 오일 필름.
두 캐리지는 업스트림 변수를 제거하기 위해 단일 45kW, 12,000rpm 스핀들과 24-툴 ATC를 공유했습니다.
2.2 데이터 소스
절삭 데이터: 1045 강, 250mm 페이스 밀, 5mm 깊이, 0.3mm rev⁻¹ 이송.
센서: 3축 가속도계(ADXL355), 스핀들 로드 셀(Kistler 9129AA), 위치 지정을 위한 레이저 트래커(Leica AT960). 1kHz로 샘플링.
환경: 20 °C ±0.5 °C, 플러드 냉각.
2.3 재현성
CAD, BOM 및 G-코드는 부록 A에 보관되어 있으며, 원시 CSV 로그는 부록 B에 있습니다. 레이저 트래커와 45kW 스핀들을 갖춘 모든 작업장은 두 교대 근무 내에 프로토콜을 복제할 수 있습니다.
3 결과 및 분석
표 1 주요 성능 지표(평균 ± SD)
| 지표 |
선형 레일 |
박스 방식 |
Δ |
| 정적 강성(N µm⁻¹) |
67 ± 3 |
92 ± 4 |
+38 % |
| 채터 없는 최대 이송 속도(m min⁻¹) |
42 |
28 |
−33 % |
| 8시간 후 열 드리프트 (µm) |
11 ± 2 |
6 ± 1 |
−45 % |
| 12kN에서 표면 조도 Ra (µm) |
1.1 ± 0.1 |
0.9 ± 0.1 |
−0.2 |
| 100시간당 유지 보수 중단 횟수 |
1.2 |
0.3 |
−75 % |
그림 1은 테이블 위치에 따른 강성을 나타냅니다. 레일은 블록 오버행으로 인해 스트로크 끝에서 강성이 15% 감소하는 반면, 박스 방식은 평평하게 유지됩니다.
4 고찰
4.1 박스 방식이 강성에서 우위를 점하는 이유
스크레이프된 주철 인터페이스는 80mm² 오일 압착 필름을 통해 진동을 감쇠시켜 롤링 요소에 비해 채터를 6dB 줄입니다.
4.2 레일이 속도에서 우위를 점하는 이유
롤링 마찰(µ≈0.005) 대 슬라이딩(µ≈0.08)은 더 빠른 이동과 더 낮은 모터 전류(분당 30m에서 18A 대 28A)로 직접 연결됩니다.
4.3 제한 사항
4.4 실용적인 결론
20t 이상의 단조품 또는 간헐적 절삭의 경우 박스 방식을 지정하십시오. 판재 작업, 알루미늄 또는 사이클 시간이 중요한 대량 생산의 경우 레일을 선택하십시오. 둘 다 필요한 경우 하이브리드 구성(X 레일, Z 방식)은 강성을 희생하지 않고 사이클 시간을 18% 줄입니다.
5 결론
박스 방식은 여전히 고하중, 저속 밀링을 지배하는 반면, 선형 레일은 하중 격차를 좁혀 대부분의 중작업을 수행할 수 있게 되었습니다. 속도와 이동 정확성이 궁극적인 강성보다 중요한 경우 레일을 지정하고, 채터, 고하중 절삭 또는 열적 안정성이 중요한 경우 박스 방식을 지정하십시오.
귀하의 메시지는 20-3,000 자 사이 여야합니다!
