1. 채터진동의 정의
(1)절삭가공 중 공구와 가공물 사이의 상대운동으로 인해 발생하는 진동을 말한다.
(2)일반적으로 가공 중 ‘덜덜덜’ 하는 진동·소음이 커지고, 결과물 표면에 일정한 파형 흔적이 남는다.
2. 발생원인
채터진동은 주로 다음과 같은 기계적, 물리적 요인들의 상호작용으로 발생한다.
낮은 강성: 공작기계의 구조적 강성, 지그(Jig)의 고정력, 공구의 돌출 길이가 길 때 발생.
절삭 조건: 부적절한 이송 속도, 너무 깊은 절삭 깊이 및 높은 절삭 속도.
공구 형상: 공구의 마모 상태, 여유각 부족 및 날 수의 부적절한 조합
3. 발생 메커니즘
채터진동이 지속적으로 증폭되는 가장 대표적인 원리는 '재생 채터' 이론으로 설명
최초 진동 발생 -> 파형 형성 -> 위상차 발생 -> 절삭 저항의 증폭 -> 진동의 증폭
4. 방지대책
(1)공구 강성 확보 - 공구의 돌출 길이를 최소화하여, 툴 홀더와 공구를 단단히 고정한다. 돌출부가 짧을수록 진동이 줄어든다.
(2) 절삭 조건 변경 - 이송 속도(Feed)는 유지한 채 스핀들 회전수를 조절하거나, 가공 부하를 줄이기 위해 절삭 깊이를 낮춘다.
(3) 공구 선택 - 진동을 유발하는 고조파를 분산시키는 가변 피치 엔드밀을 사용
(4) 장비 상태 점검 - 테이블, 바이스, 공작물의 클램핑 상태가 견고한지 확인
5. 맺음말
채터진동은 가공 정밀도를 떨어뜨릴 뿐만 아니라 공구 수명을 급격히 단축시키므로, 절삭 속도 변경, 절삭 깊이 줄이기, 공구 돌출 길이 최소화, 방진구 사용 등을 통해 방지해야 한다.