공구와 지그/고정구

공구 선반에서 "아무거나 꽂으면" 벌어지는 일

선반 공구함을 열면 비슷하게 생긴 인서트가 수십 종류 들어 있어요. 신입이 가장 먼저 겪는 일은 비슷하게 생겼길래 꽂았는데 홀더에 안 앉거나, 앉아도 3분 만에 날이 깨지는 것입니다.

인서트에 찍힌 CNMG120408 같은 코드는 장식이 아니에요. 형상·여유각·공차·구멍과 칩브레이커·크기·두께·코너R 이 순서대로 적힌 규격 코드(ISO 1832)입니다. 이걸 읽을 줄 알면 공구함에서 물건을 찾는 시간이 10분에서 30초로 줄어요.

부울경 협력사는 다품종 소량이라 한 사람이 하루에 공구를 대여섯 번 바꿉니다. 코드 읽기는 선택이 아니라 기본기예요.

1. 선삭 공구는 "무슨 일을 하느냐"로 나뉩니다

> 황삭용과 정삭용은 같은 코드가 아닙니다. 황삭은 두껍고 강한 인서트, 정삭은 얇고 예리한 인서트예요. 정삭 인서트로 3mm씩 파면 몇 개 못 가서 깨집니다.

2. 인서트 코드 읽기 — 자리마다 뜻이 있습니다

   C   N   M   G   12   04   08
   │   │   │   │    │    │    └ 코너 R : 08 = 0.8mm
   │   │   │   │    │    └ 두께   : 04 = 4.76mm
   │   │   │   │    └ 크기 : 12 = 절삭날 길이 12.9mm (내접원 IC 는 12.7mm)
   │   │   │   └ 형식 : 구멍 있음 + 양면 칩브레이커
   │   │   └ 공차 등급 : M (일반급)
   │   └ 여유각 : N = 0° (네거티브)
   └ 형상 : C = 80° 마름모

1) 형상 — 강도와 접근성은 반비례합니다

2) 여유각 — 네거티브냐 포지티브냐

> 강성 좋은 기계 + 두꺼운 소재 = 네거티브(N), 약한 고정 + 얇은 벽 + 내경 = 포지티브(C·P). 얇은 파이프를 네거티브로 깎으면 절삭력에 밀려 진동이 터집니다.

3) 공차 등급 (세 번째 글자)

4) 형식 — 구멍과 칩브레이커

5~7) 크기·두께·코너R

크기 기호 = 절삭날 길이(mm)의 소수점 이하를 버린 값
   ※ 내접원(IC) 지름과는 다른 숫자입니다. 헷갈리지 마세요.

  CNMG 12 → 날길이 12.9mm (IC 12.7)
  DNMG 15 → 날길이 15.5mm (IC 12.7)
  TNMG 16 → 날길이 16.5mm (IC 9.525)
  WNMG 08 → 날길이  8.7mm (IC 12.7)

두께
  02 = 2.38mm   03 = 3.18mm   04 = 4.76mm   06 = 6.35mm

코너 R
  00 = 샤프   02 = 0.2mm   04 = 0.4mm
  08 = 0.8mm  12 = 1.2mm   16 = 1.6mm

실제 코드 세 개 해독

DNMG150608
  D=55° 마름모 / N=여유각0° / M=공차M급 / G=구멍+양면칩브레이커
  15 = 날길이 15.5mm / 06 = 두께 6.35mm / 08 = 코너R 0.8mm
  → 윤곽 가공용 중황삭. 코너가 뾰족해 형상 추종에 유리, 대신 약함

VBMT160404
  V=35° 마름모 / B=여유각5°(포지티브) / M=공차M급 / T=원뿔구멍+편면칩브레이커
  16 = 날길이 16.6mm / 04 = 두께 4.76mm / 04 = 코너R 0.4mm
  → 좁은 코너까지 들어가는 정삭. 절삭력이 작아 가는 축·얇은 벽에 적합

CCMT09T304
  C=80° 마름모 / C=여유각7° / M=공차M급 / T=원뿔구멍+편면칩브레이커
  09 = 날길이 9.7mm (IC 9.525) / T3 = 두께 3.97mm / 04 = 코너R 0.4mm
  → 보링바용 소형 포지티브. 내경 정삭의 표준

뒤에 붙는 것도 정보입니다. CNMG120408-PM 처럼 하이픈 뒤에 오는 두 글자는 칩브레이커 코드예요. 제조사마다 다르지만 대체로 앞 글자는 피삭재군(P 강 / M 스테인리스 / K 주철), 뒷 글자는 가공 영역(F 정삭 / M 중삭 / R 황삭) 을 뜻합니다. 그 뒤 숫자·문자는 재종(모재+코팅) 코드이고 이건 반드시 제조사 카탈로그로 확인해야 합니다.

3. 홀더 코드도 같은 방식입니다

P   C   L   N   R  2525  M  12
│   │   │   │   │   │    │   └ 인서트 크기 (12 = CNMG12__)
│   │   │   │   │   │    └ 공구 전장 : M = 150mm
│   │   │   │   │   └ 생크 : 25 × 25mm
│   │   │   │   └ 손방향 : R 오른손 / L 왼손 / N 양용
│   │   │   └ 인서트 여유각 : N = 0°
│   │   └ 홀더 스타일(접근각) : L = 95°
│   └ 인서트 형상 : C = 80° 마름모
└ 클램핑 방식 : P = 레버 클램프 (S 스크류 / M 상부+핀 / C 상부)

PCLNR2525M12에는 CNMG12 계열만 들어갑니다. DNMG를 억지로 얹으면 시트에 안 맞아 절삭 중 인서트가 튀어나와요.

내경 보링바는 앞에 생크 정보가 붙습니다.

S 25 S - PCLNR 12
│  │  └ 생크 길이 코드 (S = 250mm)
│  └ 생크 지름 25mm
└ 생크 재질/급유 : S = 강, 내부급유 없음
                   A = 강 + 내부급유 / E = 초경 + 내부급유

접근각(κr)이 하는 일

4. 코너 R — 면 거칠기와 강도를 동시에 결정합니다

코너 R이 크면 날이 강하고 수명이 길지만 반경방향 힘이 커져 가는 축이 휩니다. 작으면 힘은 작지만 잘 깨져요.

이론 표면거칠기  Rz(μm) ≈ f² / (8 × rε) × 1000
   f = 이송(mm/rev), rε = 코너 R(mm)

예 1)  f = 0.20,  rε = 0.8
   Rz ≈ 0.04 / 6.4 × 1000 = 6.25 μm    (Ra 대략 1.5~1.6)
   → 도면이 Ra 1.6 이면 여유가 거의 없음

예 2)  f 를 0.15 로 낮추면
   Rz ≈ 0.0225 / 6.4 × 1000 = 3.5 μm   (Ra 대략 0.9)
   → 안전. 대신 사이클 타임이 33% 늘어남

예 3)  f 0.20 을 유지하고 rε 를 1.2 로 키우면
   Rz ≈ 0.04 / 9.6 × 1000 = 4.2 μm     (Ra 대략 1.0)
   → 이송을 유지한 채 면을 잡는 방법. 단 절삭력이 커짐

> 절입 깊이(ap)는 코너 R의 2/3 이상으로 잡으세요. R0.8 인서트로 ap 0.3mm를 깎으면 칩이 코너 R 안에서만 얇게 흘러 반경방향 힘이 튀고 채터가 납니다. "정삭인데 왜 떨리지?" 의 가장 흔한 원인이에요.

5. 홈파기·절단·나사

홈파기와 절단

• 인서트 폭이 곧 홈 폭입니다. MGMN300 = 폭 3.0mm. 도면 홈 폭을 먼저 보고 인서트를 고르세요.
• 절단은 돌출을 최소로. 절단 지름보다 조금 더 나오는 만큼만 내밀어야 부러지지 않아요.
• 이송은 0.05~0.15mm/rev 수준으로 낮게. 중심 부근에서는 G96(주속 일정)을 G97(회전수 고정)로 바꿔야 회전수가 치솟지 않습니다.
• 절단 직전 마지막 0.5mm는 이송을 더 낮춥니다. 그대로 밀면 제품 끝면에 심(꼭지)이 남아요.

나사절삭

• 부분 프로파일(예: 16ER AG60) 은 60° 형상만 만들어 여러 피치에 두루 쓰고, 전 프로파일(예: 16ER 1.5ISO) 은 피치 전용이라 산 꼭대기까지 한 번에 완성됩니다. 다품종이면 부분, 양산이면 전 프로파일이 유리해요.
• 나사는 한 번에 못 깎습니다. ISO 미터 수나사 기준 산 높이는 대략 0.61 × 피치예요.

M20 × 1.5  수나사
  산 높이(반경) ≈ 0.613 × 1.5 ≈ 0.92mm
  지름으로는 1.84mm 를 줄여야 함  (φ20 → φ18.16 부근)
  8~12 패스로 나눠 절입, 마지막 1~2 패스는 스프링 패스(무절입)

• 나사 절삭 중에는 이송 오버라이드가 듣지 않습니다. 회전과 이송이 동기화돼 있어서예요. 잘못 걸면 손댈 방법이 없으니 첫 사이클은 반드시 싱글블록으로.

6. 신입이 자주 내는 실수

> 인서트 스크류는 규정 토크가 있습니다. 손 감으로 조이는 습관이 스크류 파단의 1위 원인이에요. 전용 토크 드라이버를 공구함에 같이 두세요.

체크리스트

• 지금 물린 인서트의 코드 7자리를 읽고 뜻을 말할 수 있다
• 홀더 코드의 인서트 크기와 실제 인서트 크기가 같다
• 인서트 시트를 에어·솔로 청소한 뒤 앉혔다
• 스크류를 토크 드라이버로 조였다
• 절입 깊이가 코너 R의 2/3 이상이다
• 보링바 돌출을 필요한 만큼만 냈다
• 절단·홈파기 공구의 중심 높이를 맞췄다

밀링은 공구를 잘못 고르면 "구멍이 안 맞습니다"

선반은 공구 하나로 여러 형상을 만들지만, 밀링은 형상마다 공구가 따로 있습니다. 면은 페이스밀, 옆은 엔드밀, 구멍은 드릴, 정밀 구멍은 리머, 나사는 탭이에요.

신입이 가장 많이 저지르는 사고가 탭 하수 구멍을 잘못 뚫는 것입니다. M10 나사에 φ10 드릴을 뚫으면 나사가 아예 안 나요. 반대로 너무 작게 뚫으면 탭이 부러지고, 부러진 탭은 빼는 데 하루가 걸립니다.

부울경 자동차부품 협력사는 서열 납품이라 하루라도 밀리면 라인이 섭니다. 공구 선택 실수 하나가 회사 신뢰도로 이어져요.

1. 공구별 역할 정리

2. 엔드밀 — 날수·헬릭스·코너로 고릅니다

날수

> 알루미늄에 4날 이상을 쓰면 칩이 홈에 막혀 공구가 부러집니다. 알루미늄 칩은 끈적하고 부피가 커서 나갈 공간이 필요해요.

헬릭스각

코너 형상

도면이 직각을 요구하지 않으면 코너 R 엔드밀을 기본으로 쓰세요. 결손이 눈에 띄게 줄어요.

돌출 길이가 전부입니다

외팔보 처짐  δ ∝ L³ / D⁴
  L = 척에서 나온 돌출 길이, D = 공구 지름

φ10 엔드밀을 30mm 돌출 → 40mm 로 늘리면
   (40 / 30)³ = 2.37 배 더 휨

φ10 을 φ12 로 키우면 (같은 돌출)
   (10 / 12)⁴ = 0.48  → 처짐이 절반 이하

결론 : 짧게, 굵게. 깊은 포켓은 위쪽을 굵은 공구로 먼저 넓히고
       바닥만 가는 공구로 마무리합니다.

하향절삭 vs 상향절삭

> 볼스크류가 낡아 백래시가 큰 오래된 기계에서 하향절삭을 하면 공구가 소재로 끌려 들어가 순간 과절삭이 납니다. 내 기계 상태를 먼저 확인하세요.

3. 페이스밀 — 접근각과 걸치는 위치

페이스밀 지름 고르기
  공구 지름 D ≈ 절삭 폭 ae 의 1.2 ~ 1.5 배

  소재 폭 100mm  →  D 125~160  (한 번에 지나감)
  소재 폭 200mm  →  D 125 로 두 번 나눠 지나감

중심을 소재 중앙에 정확히 두지 마세요
  → 인서트 진입·이탈 각이 나빠져 충격이 커집니다
  → 중심을 소재 폭의 5~10% 만큼 옆으로 비켜 놓습니다

4. 드릴 — 종류와 심공 가공

스팟(센터) 드릴

구멍 위치를 잡는 공구예요. 스팟 드릴의 선단각이 본 드릴의 선단각보다 같거나 커야 합니다.

본 드릴 118°  →  스팟 120° 또는 142°     (OK)
본 드릴 140°  →  스팟 142°               (OK)
본 드릴 140°  →  스팟 120°               (X)
   스팟 원뿔이 드릴보다 뾰족해서
   드릴의 바깥 코너가 스팟 벽에 먼저 닿습니다
   → 코너에 충격이 몰려 결손되고, 중심이 지지되지 않아 흔들립니다
   → 구멍이 커지고 위치가 틀림

반대로 스팟이 드릴보다 무디면(각이 크면)
   드릴 중심부터 스팟 바닥에 닿아 원뿔이 드릴을 안내합니다

심공은 펙 드릴링

구멍 깊이 / 드릴 지름 = L/D

L/D ≤ 3    G81 로 한 번에
L/D 3~5    G83 펙 드릴링, 1회 절입 = 지름의 1배
L/D 5 이상  G83 + 절입량 축소 + 내부급유(쿨런트 스루)

예)  φ8 드릴로 깊이 40mm  →  L/D = 5
     G83 Z-40. Q8000 R2. F120 ;   ( 8mm 씩 나눠 뚫고 칩 배출 )

칩이 홈에 꽉 차면 드릴이 그 자리에서 부러집니다. "드릴 소리가 갑자기 높아지면 칩이 막힌 것" 이니 즉시 멈추세요.

5. 탭 — 하수 구멍이 전부입니다

절삭탭 하수 구멍  ≈  호칭지름 - 피치

M6  × 1.0    →  6 - 1.0  = 5.0
M8  × 1.25   →  8 - 1.25 = 6.75  →  6.8 드릴
M10 × 1.5    →  10 - 1.5 = 8.5
M12 × 1.75   →  12 - 1.75 = 10.25 →  10.2 드릴
M16 × 2.0    →  16 - 2.0 = 14.0
M20 × 2.5    →  20 - 2.5 = 17.5

절삭탭 vs 전조탭

> 전조탭에 절삭탭용 하수 구멍(작은 구멍)을 뚫으면 100% 부러집니다. 반대로 절삭탭에 전조탭용 큰 구멍을 뚫으면 나사가 헐렁해져 체결력이 안 나와요. 탭 종류를 먼저 정하고 드릴을 고르세요.

리지드 태핑 이송 계산

탭 이송 F(mm/min) = 주축 회전수 N(rpm) × 피치 P(mm)

M10 × 1.5 를 S500 으로 태핑
   F = 500 × 1.5 = 750 mm/min

G84 Z-25. R5. F750 S500 ;

피치를 틀리게 넣으면 탭이 그 자리에서 부러집니다. 태핑 이송은 계산기로 두 번 확인하세요.

관통 구멍은 포인트(스파이럴 포인트) 탭으로 칩을 앞으로 밀어내고, 막힌 구멍은 스파이럴 탭으로 칩을 위로 빼냅니다. 막힌 구멍에 포인트 탭을 쓰면 칩이 바닥에 쌓여 탭이 부러져요.

6. 리머 — 정밀 구멍의 마무리

리머 여유량 (드릴 지름 = 리머 지름 - 여유량)

φ5 이하    :  0.1 ~ 0.2mm
φ5 ~ φ20   :  0.2 ~ 0.3mm
φ20 이상   :  0.3 ~ 0.5mm

예)  φ10 H7 구멍
     φ9.8 드릴  →  φ10 H7 리머

• 회전수는 드릴의 절반, 이송은 2~3배. 빠르게 돌리면 오히려 구멍이 커지고 면이 나빠집니다.
• 절대 역회전으로 빼지 마세요. 날 뒷면이 구멍 벽을 긁어 치수가 커지고 리머가 망가집니다. 정회전 상태로 빼냅니다.
• 여유량이 너무 적으면 리머가 깎지 못하고 문질러서 경화층을 만들고, 너무 많으면 구멍이 커지고 진원도가 깨져요.

7. 실수와 그 결과

> 외국인 동료와 함께 작업할 때는 탭·드릴 대응표를 코팅해서 기계 옆에 붙여두세요. 한국어 설명보다 표 한 장이 확실합니다. M10 옆에 8.5 라고만 적혀 있어도 사고가 크게 줄어요.

체크리스트

• 도면의 나사 호칭과 피치를 확인했다
• 절삭탭인지 전조탭인지 정하고 그에 맞는 드릴을 골랐다
• 태핑 F = N × P 를 계산기로 확인했다
• 막힌 구멍 / 관통 구멍에 맞는 탭 형식을 골랐다
• 엔드밀 돌출을 가공 깊이 + 여유만큼만 냈다
• L/D 3 이상 구멍에 펙 드릴링을 걸었다
• 리머 앞 드릴 여유량이 규정 범위다

아무리 좋은 공구도 소재가 움직이면 끝입니다

절삭 조건을 완벽하게 잡고, 최고급 인서트를 물려도 소재가 0.05mm 움직이면 제품은 불량입니다. 그리고 크게 움직이면 사람이 다칩니다.

현장에서 나오는 치수 불량의 상당 부분은 공구나 프로그램이 아니라 고정(클램핑) 에서 시작해요. "어제는 됐는데 오늘은 안 되네"의 범인은 대개 평행대 사이에 낀 칩 한 조각입니다.

부울경 협력사는 다품종 소량 + 잦은 셋업 교체가 기본이라, 고정 실력이 곧 생산성입니다.

1. 물체는 6개 방향으로 움직입니다

자유도 6개
  이동 : X, Y, Z   (앞뒤·좌우·상하로 미끄러짐)
  회전 : X축돌기, Y축돌기, Z축돌기

고정이란 = 이 6개를 전부 못 움직이게 만드는 것

여기서 두 가지를 구분해야 합니다.

> 클램프는 위치를 정하지 않습니다. 클램프로 위치를 잡으려 하면 조일 때마다 소재가 조금씩 다른 자리로 갑니다. 이게 "같은 프로그램인데 개체마다 치수가 다른" 대표 원인이에요.

2. 3-2-1 위치결정 원리

가장 기본이 되는 규칙입니다. 면 3개에 3점·2점·1점으로 총 6점을 대면 6자유도가 모두 잡힙니다.

[1차 기준면]  가장 넓은 면에 3점
   → Z 이동 + X축 회전 + Y축 회전  = 3개 구속

[2차 기준면]  두 번째 넓은 면에 2점
   → Y 이동 + Z축 회전            = 2개 구속

[3차 기준면]  마지막 면에 1점
   → X 이동                       = 1개 구속

                    합계 6개 = 완전 구속

과잉구속(Over-constraint)이 왜 문제인가

"더 튼튼하게" 하려고 1차 기준면에 지지점을 4개 두면 어떻게 될까요.

평면에 4점 지지  →  소재가 어느 3점에 앉을지 알 수 없음
                 →  누를 때마다 다른 조합으로 앉음 (덜컹거림)
                 →  개체마다 높이·기울기가 달라짐

해결 : 지지점은 3점.  더 필요하면 "조절식 서포트(auxiliary support)"
       를 써서 소재가 앉은 뒤에 밑에서 받쳐 올립니다.

> 정밀도를 위한 지지는 3점, 힘을 받기 위한 보조 지지는 소재가 앉은 뒤에. 이 순서를 지키는 것이 지그 설계의 기본입니다.

3. 현장에서 쓰는 고정 수단

바이스에서 나는 문제 — 조 들림(Jaw Lift)

바이스를 조이면 이동조가 위로 살짝 기울어집니다
  → 소재가 평행대에서 0.02~0.05mm 들림
  → 가공 후 풀면 소재가 내려앉음
  → 상면이 기울고 두께 치수가 틀림

대책
 1) 소재를 물린 뒤 플라스틱 해머로 톡톡 쳐서 평행대에 앉힌다
 2) 평행대를 손으로 밀어본다 — 움직이면 아직 안 앉은 것
 3) 조 들림 보정된 정밀 바이스 사용
 4) 물림 깊이를 5mm 이상 충분히

바이스 고정조 직각 잡기

다이얼 게이지를 주축에 물고 고정조 면을 따라 X축을 이동시킵니다. 0.01mm 이내로 맞춘 뒤 볼트를 조여요. 조인 뒤 다시 한 번 확인합니다 — 조이면서 틀어지는 경우가 흔합니다.

척에서 나는 문제

• 척 렌치를 꽂아둔 채 기동 — 사망 사고로 이어지는 대표 유형입니다. 손을 떼면 렌치도 뺀다, 몸에 붙이세요.
• 물림 길이 부족 — 돌출 길이가 물림부 지름의 3배를 넘으면 심압대나 방진구로 지지합니다.
• 유압 척압 과다 — 얇은 링을 세게 물면 삼각형으로 눌립니다. 가공 후 풀면 진원도가 깨져 있어요. 척압을 낮추거나 접촉 면적이 넓은 소프트조를 쓰세요.

마그네틱 테이블

• 자력은 소재를 아래로 당기는 힘입니다. 옆으로 미는 힘에는 약해요. 반드시 백스톱(스토퍼) 을 대고 절삭력이 스토퍼 쪽으로 가게 방향을 잡습니다.
• 얇은 소재는 자속이 다 통과하지 못해 흡착력이 떨어집니다. 판재 사이에 자속을 이어주는 블록을 놓기도 해요.
• 가공 후 잔류자기가 남으면 칩이 달라붙어 다음 공정에서 상처가 납니다. 탈자기로 지우세요.
• 전자석식은 정전되면 흡착이 풀립니다. 영구자석식 또는 영전자석(전기로 켜고 끄되 자력은 영구자석)이 안전해요.

4. 클램프 위치가 변형을 만듭니다

이게 이 차시에서 가장 중요한 부분입니다.

원칙 1 — 클램프는 지지점 바로 위에

[나쁜 예]                        [좋은 예]
     ↓ 클램프                         ↓ 클램프
 ────────────────                 ────────────────
 ▲            ▲                   ▲              ▲
지지          지지                지지            지지
   (가운데를 누름)                  (지지점 바로 위를 누름)

가운데를 누르면 소재가 활처럼 휩니다
 → 휜 상태로 평면을 깎음
 → 클램프를 풀면 소재가 펴지면서 가공면이 오목/볼록해짐

원칙 2 — 얇은 벽·링은 힘을 분산

3爪 척으로 얇은 링을 물면 세 군데가 눌려 삼각형(3엽 형상) 이 됩니다. 그 상태로 내경을 깎아 진원으로 만들어도, 풀면 다시 원래대로 돌아가 내경이 삼각형이 돼요.

원칙 3 — 스트랩 클램프의 지렛대

 [받침대(스텝블록)]────── x ──────[볼트]──────[소재]
 └────────────────────── L ──────────────────────┘

 소재를 누르는 힘  =  볼트 조임력 × x / L

  L = 60mm, 볼트가 받침에서 40mm (x=40)  →  볼트 힘의 0.67 배
  볼트를 소재 쪽으로 옮겨 x=50            →  볼트 힘의 0.83 배

 규칙
  - 볼트는 소재에 가깝게
  - 받침대 높이는 소재 상면과 같거나 아주 살짝 높게
    (받침이 낮으면 클램프가 기울어 힘이 옆으로 새고, 소재를 밀어냅니다)
  - 클램프 높이는 소재보다 낮게 → 공구와 부딪히지 않게

원칙 4 — 절삭력 방향을 읽으세요

페이스밀이 왼쪽에서 오른쪽으로 지나가면
  절삭력은 소재를 오른쪽으로 밉니다
  → 소재의 오른쪽에 스토퍼(고정 기준)를 둡니다
  → 클램프에만 의존하면 소재가 밀려 나갑니다

바이스는 고정조가 기준입니다
  → 절삭력이 고정조 쪽으로 향하게 가공 방향을 잡으세요

5. 고정 전에 반드시 하는 것

6. 외국인 근로자와 셋업을 공유할 때

E-9 동료가 셋업을 맡는 경우가 늘고 있습니다. 말로 설명한 셋업은 재현되지 않아요.

• 지그에 위치결정 핀 자리와 클램프 조임 순서를 번호로 각인해 두세요 (1 → 2 → 3)
• 클램프 규정 토크를 숫자와 색 라벨로 표시
• 셋업 사진을 A4로 뽑아 기계 옆에 부착 — 문장보다 사진이 확실합니다
• "알겠어요" 대신 직접 한 번 물려보게 하고 다이얼로 확인

체크리스트

• 1차 기준면을 가장 넓고 평평한 면으로 잡았다
• 지지점이 3점이다 (4점 이상 아님)
• 바이스·평행대·기준면의 칩과 버를 제거했다
• 평행대가 손으로 안 움직일 만큼 소재가 앉았다
• 클램프가 지지점 바로 위를 누른다
• 받침대 높이가 소재 상면과 같다
• 클램프 높이가 소재보다 낮아 공구 경로와 안 겹친다
• 척 렌치·바이스 핸들을 뺐다
• 얇은 부품이면 척압·클램프 힘을 낮췄다
• 초물을 측정하고 반장 확인을 받았다

재종을 못 고르면 절삭조건도 못 잡습니다

경력자가 신입과 갈리는 지점은 코드 읽기가 아니라 "이 소재에 이 조건이면 어떤 재종이어야 하는가" 입니다. 같은 CNMG120408이라도 재종에 따라 절삭속도가 두 배 차이 나요.

그리고 현장에서 가장 흔한 손실은 "안 되니까 속도를 낮추는 것" 입니다. 속도를 낮춰서 해결되는 문제(소성변형·크레이터)와, 오히려 악화되는 문제(구성인선·노치)가 따로 있어요. 마모 형태를 읽지 못하면 매번 잘못된 방향으로 조정합니다.

1. ISO 피삭재군 — 모든 카탈로그의 출발점

부울경 현장에서는 P(자동차부품 SCM·SM계)와 K(주물 소재) 비중이 크고, 조선·플랜트 협력사는 M(스테인리스), 원전·에너지 기자재는 S가 섞이는 경우가 많습니다. 회사마다 다르니 우리 공장에 들어오는 재질 상위 5개를 먼저 정리하세요.

2. 모재(基材) — 무엇으로 만든 인서트인가

> PCD를 강에 쓰면 안 됩니다. 탄소가 철로 확산돼 순식간에 마모돼요. 반대로 CBN을 알루미늄에 쓰는 것도 낭비입니다. "비싼 게 좋은 것"이 아니라 궁합입니다.

3. 코팅 — CVD와 PVD는 성격이 다릅니다

코팅 종류별 성격

코팅과 피삭재 궁합 — 여기가 핵심입니다

> DLC는 철계 금속에 쓰지 마세요. 고온에서 탄소가 철로 확산돼 코팅이 빨리 죽습니다. DLC의 자리는 알루미늄·구리·플라스틱·흑연이에요. > > 알루미늄에 TiAlN을 쓰는 것도 흔한 오답입니다. 카탈로그에 "범용 코팅"이라고 적혀 있어도 N군 항목을 다시 확인하세요.

4. 인서트 선정 절차 — 순서를 지키면 헤매지 않습니다

1) 피삭재 확정      재질기호 + 경도(HB/HRC) + 열처리 상태 + 스케일 유무
2) 가공 유형        황삭 / 중삭 / 정삭
3) 절삭 안정성      연속 / 단속, 고정 강성, 공구 돌출, 기계 출력
4) 인서트 형상      코너각이 클수록 강함. 접근 필요하면 작은 각
5) 홀더 접근각·손방향
6) 인서트 크기      절입 깊이 기준
7) 코너 R           이송·요구 거칠기·강성
8) 칩브레이커       ap - f 영역도에서 내 조건이 들어가는 칸
9) 재종(모재+코팅)   위 궁합표 + 카탈로그 Vc 범위
10) 시험 절삭 → 마모 관찰 → 1개 인자만 바꿔 재조정

6단계 — 인서트 크기 정하는 계산

필요한 유효 절삭날 길이  la ≥ ap / sin(κr)
  ap = 절입 깊이,  κr = 홀더 접근각

현장 안전 기준 : ap ≤ 절삭날 길이의 1/2

예 1)  CNMG120408 + 95° 홀더
   절삭날 길이 12.9mm  →  ap 는 6mm 이하로 운용

예 2)  45° 페이스밀로 ap 5mm
   la ≥ 5 / sin45° = 5 / 0.707 = 7.07mm
   → 절삭날 길이 8mm 이상 인서트 필요

8단계 — 칩브레이커는 "영역도"로 고릅니다

카탈로그의 칩브레이커 페이지에는 가로축 이송(f), 세로축 절입깊이(ap)의 영역도가 있어요. 내 조건 점이 그 영역 안에 들어가야 칩이 부러집니다.

> "칩이 안 부러지니까 이송을 낮춘다" 는 대표적인 오답입니다. 대부분은 이송을 올려야 칩이 두꺼워져 부러져요.

5. 마모 형태로 원인을 판정합니다

인서트를 버리기 전에 10배 확대경으로 날 끝을 보세요. 여기에 답이 다 있습니다.

같은 "빨리 죽는다"도 처방이 정반대입니다

  크레이터·소성변형  →  속도를 낮춘다
  구성인선(BUE)      →  속도를 올린다
  치핑               →  인성 높은 재종 + 조건 낮춤
  노치               →  속도가 아니라 절입 깊이를 흔든다

  → 마모 형태를 안 보고 속도만 만지면 절반은 틀립니다

6. 재종 변경은 한 번에 하나만

시험 절삭에서 조건을 두세 개 동시에 바꾸면 무엇이 효과였는지 알 수 없습니다.

• 기준 조건으로 1개 가공 → 마모 사진 + 사이클 타임 + 치수 기록
• 인자 하나만 변경 (Vc → 다음엔 f → 다음엔 재종)
• 같은 조건으로 3개 이상 반복해 산포 확인
• 공구 1개당 가공 개수와 개당 공구비로 판단

개당 공구비 비교
  A 재종 : 인서트 8,000원, 코너 4개, 코너당 30개 가공
     → 8,000 / (4 × 30) = 개당 67원
  B 재종 : 인서트 14,000원, 코너 4개, 코너당 75개 가공
     → 14,000 / (4 × 75) = 개당 47원

  비싼 B 가 개당으로는 30% 저렴.
  여기에 교환 횟수 감소(정지시간)까지 더하면 차이는 더 커집니다.

> "인서트 단가"로 구매를 결정하면 손해 보는 경우가 많습니다. 판단 기준은 개당 공구비 + 공구 교환으로 인한 정지시간이에요. 이 숫자를 못 대면 원가 절감 회의에서 밀립니다.

체크리스트

• 우리 공장 재질 상위 5개를 ISO 피삭재군으로 분류해 두었다
• 알루미늄 공정에 Al계 코팅을 쓰고 있지 않다
• 단속절삭 공정에 두꺼운 CVD를 쓰고 있지 않다
• 칩이 안 부러질 때 이송을 올려봤다
• 폐기 전 인서트를 확대경으로 보고 마모 형태를 기록한다
• 재종 비교를 개당 공구비로 계산했다
• 시험 절삭에서 인자를 하나씩만 바꿨다

공구를 못 찾아서 기계가 서는 회사가 많습니다

공구 관리를 안 하는 공장의 하루는 이렇습니다. 셋업 때 φ12 엔드밀을 찾느라 20분, 기계 안에서 공구 길이를 하나씩 터치해 잡느라 40분, 오후에 갑자기 공구가 부러져 대체품이 없어 1시간. 하루 2시간이 사라지는데 아무도 이걸 비용으로 세지 않아요.

공구 관리 시스템은 거창한 소프트웨어가 아닙니다. "어떤 공구가 / 어떻게 조립되어 / 어디에 있고 / 얼마나 살았는지" 네 가지를 아는 상태를 말해요. 엑셀 한 장으로도 시작할 수 있습니다.

부울경 협력사는 다품종 소량 + 잦은 셋업 교체라 공구 관리 효과가 대기업보다 오히려 큽니다. 셋업이 하루에 5번이면 개선 효과도 5배예요.

1. 툴 프리세터 — 기계 밖에서 재는 이유

핵심은 정밀도보다 "기계를 멈추지 않는다" 입니다. 공구 8개짜리 셋업이면 기계 안 터치는 30분, 프리세터는 다음 작업 중에 미리 끝나 있어요.

프리세터 운영의 기본 규칙

1) "조립체 단위"로 측정합니다
   홀더 + 콜릿 + 공구를 실제 쓸 상태로 조립한 뒤 측정
   → 측정한 그 조립체가 그대로 기계로 들어가야 의미가 있음
   → 기계에서 콜릿을 다시 풀었다 조이면 값이 달라집니다

2) 게이지 라인 기준이 기계와 같아야 합니다
   BT40 / BT50 / HSK 마다 기준면이 다름
   마스터 게이지(기준봉)로 주기 교정 — 월 1회 이상

3) 값 전달은 자동으로
   RS232 / 네트워크 / USB / QR·바코드 출력
   → 손으로 옮겨 적으면 오타가 납니다. 오프셋 오타 = 충돌

프리세터 값과 기계 값이 다를 때 확인 순서
  1. 조립체를 다시 풀었다 조이지 않았는가
  2. 테이퍼·홀더 접촉면에 칩·기름때가 없는가
  3. 프리세터 마스터 교정 주기가 지나지 않았는가
  4. 주축 열변위 — 아침 첫 가동과 3시간 후는 Z가 다릅니다
     → 초물 측정 후 마모 보정으로 잡는 절차는 그대로 유지

> 프리세터를 도입해도 초물 측정은 없어지지 않습니다. 프리세터가 없애는 것은 "기계 안에서 공구를 잡는 시간"이지 "치수를 확인하는 절차"가 아니에요. 이걸 오해해서 초물 검사를 생략하다 대량 불량이 나는 경우가 있습니다.

2. 공구 수명 관리

수명 판정 기준을 숫자로 정합니다

수명 설정 예시

T05  φ12 4날 초경 코너R 엔드밀  (SCM440 측면 정삭)

  1개당 절삭시간 = 3분 20초 = 200초

  시험 결과
    40개까지 : 치수·거칠기 정상
    42개째   : 벽면 거칠기 Ra 상승, 이상음
    43개째   : 코너 결손

  수명 설정
    안전율 0.75 적용 → 42 × 0.75 = 31.5 → 30개로 확정
    누적 절삭시간으로는 30 × 200 = 6,000초

  운영
    28개  : "예비 공구 준비" 경보
    30개  : 자동 정지 또는 자매공구 자동 전환

> 안전율은 공정의 성격으로 정합니다. 뒤 공정이 없는 최종 정삭, 고가 소재, 무인 야간 운전이면 0.6~0.7까지 보수적으로. 뒤에 검사 공정이 있고 소재가 싸면 0.8~0.85도 가능합니다.

제어기 기능 활용

야간 무인 운전을 하는 공장이라면 파손 감지가 필수입니다. 부러진 드릴로 300개를 계속 뚫는 사고가 실제로 납니다.

3. 공구대장 — 관리의 뼈대

관리의 8할은 "표준 조립"을 정하는 것입니다. 같은 φ12 엔드밀이라도 돌출 30mm와 45mm는 다른 공구예요.

코드 체계 예시

E M - C 4 - 12.0 - 30
│     │ │    │      └ 돌출 또는 유효날 길이(mm)
│     │ │    └ 공구 지름(mm)
│     │ └ 날수
│     └ 재질 : C 초경 / H 하이스 / I 인덱서블
└ 종류 : EM 엔드밀 / FM 페이스밀 / DR 드릴 / RM 리머
         TP 탭 / BR 보링 / CH 챔퍼 / TR 선삭홀더 / IN 인서트

코드를 정해두면 검색·발주·재고 집계가 전부 자동으로 됩니다. 반대로 "12파이 엔드밀"이라고만 적힌 대장은 아무 쓸모가 없어요.

재고와 불출

재연마 관리

재연마한 엔드밀은 지름이 줄어듭니다. φ12가 φ11.8이 되면 다른 공구예요.

재연마품은 반드시 별도 코드 + 별도 보관
  EM-C4-12.0-30      신품
  EM-C4-11.8-30-R1   재연마 1회, 실측 φ11.8

같은 통에 섞이면
  → 프로그램은 φ12 기준, 실물은 φ11.8
  → 측면에 0.1mm 살이 남거나 반경보정이 어긋납니다

재연마 횟수 상한(보통 2~3회)과 재코팅 여부를 정해두세요. 재연마는 코팅층을 벗겨내므로 재코팅 없이 쓰면 수명이 신품의 절반 이하가 됩니다.

4. 도입 순서 — 중소기업 현실 버전

한 번에 시스템을 사는 게 아니라 순서대로 쌓습니다.

1단계  현물 조사 (1주)
   서랍·기계 옆·창고를 전부 꺼내 세기. 여기서 대개 놀랍니다.
   "없어서 샀는데 세 개 있었다"가 흔해요.

2단계  코드 부여 + 표준 조립 정의 (2~4주)
   전체를 하지 말고 사용 빈도 상위 20% 부터.
   80% 의 사용량을 이 20% 가 차지합니다.

3단계  엑셀 대장 + 발주점 관리 (즉시)
   최소재고·발주점만 넣어도 품절 정지가 크게 줄어요.

4단계  수명 카운터 운영 (1~2개월)
   반복 품목부터. 예상 밖 파손 건수를 월별로 셉니다.

5단계  프리세터 도입 (예산 확보 후)
   중고·보급형도 충분합니다. 오프셋 자동전송을 반드시 함께.

6단계  자매공구 자동 전환 / MES·ERP 연계
   무인 야간 운전을 할 때 의미가 생깁니다.

> 프리세터부터 사는 것은 순서가 틀렸습니다. 표준 조립이 정의돼 있지 않으면 프리세터로 잰 값을 재현할 수 없어요. 코드와 표준 조립이 먼저입니다.

5. 효과를 숫자로 증명하세요

경영진에게 예산을 받으려면 개선 전후를 숫자로 보여야 합니다.

개선 효과 계산 예시

  셋업 1회당 공구 관련 시간 : 60분 → 25분  (35분 단축)
  하루 셋업 횟수 : 4회
  가동일 : 월 22일

  절감 시간 = 35분 × 4 × 22 = 3,080분 = 약 51시간/월

  기계 시간당 부가가치를 40,000원으로 잡으면
     51 × 40,000 = 약 204만원/월

  → 보급형 프리세터 투자비를 몇 개월이면 회수합니다
     (시간당 부가가치는 회사 실제 값으로 바꿔 계산하세요)

6. 외국인 근로자와 공유할 때

• 공구대장은 사진 열을 반드시 포함하세요. 코드와 사진이 같이 있으면 언어 장벽이 사라집니다.
• 툴크립 선반에 색 라벨 + 코드를 붙이고, 공구함에도 같은 색을 붙여 정위치를 시각화
• 표준 조립(돌출 길이)은 조립 지그와 사진으로 — "30mm 내밀어"라는 말은 재현되지 않습니다
• 파손·이상 발견 시 "멈추고 알린다" 를 벌 없는 규칙으로 명시. 숨기면 다음 300개가 불량이 됩니다

체크리스트

• 사용 빈도 상위 20% 공구에 코드가 붙어 있다
• 각 공구의 표준 조립(홀더·돌출) 이 문서화돼 있다
• 대장에 최소재고·발주점이 있고 주간으로 점검한다
• 수명 기준이 개수 또는 시간 숫자로 정해져 있다
• 프리세터 값이 자동 전송되고 손으로 옮겨 적지 않는다
• 프리세터를 마스터 게이지로 주기 교정한다
• 재연마품이 별도 코드·별도 보관돼 있다
• 공구 관련 정지시간을 월 단위로 집계하고 있다
• 무인 운전 공정에 파손 감지 또는 부하 감시가 걸려 있다