환경영향을 고려한 고속절삭가공의 경제성 평가

Evaluation of the Economics of High Speed Machining Considering Environmental Effects

본 연구에서는 생산성 향상을 위하여 적용 분야가 점차로 확대되고 있는 고속 절삭가공의 경제성 및 환경비용을 평가하였다. 가공시간 및 가공비용이라는 절삭공정의 경제성 평가 모델과 더불어 수학적으로 모델링 된 절삭유제의 손실량 및 폐 유제 처리비용을 이용하여 환경비용을 고려한 절삭공정의 생산비용을 분석하였다. 분석에는 CBN 볼 엔드밀을 사용한 고속가공과 여러가지 냉각방식을 적용한 고속 선삭가공 공종에 대한 공수수명 및 공구마모 실험 데이터를 이용하였다. 고속 밀링가공에서 절삭속도가 높을수록 생산비용은 작아져서 고속가공의 장점을 그래도 보여주었다. 압축공기, 냉풍, 수용성 절삭유제, 건식 절삭의 네 가지 냉각방법을 사용한 선삭가공의 분석에서는 절삭유제를 이용한 냉각방식이 절삭유제를 사용하지 않은 방식에 비하여 공수수명의 향상으로 생산비용이 작았으나 환경비용을 고려하면 냉풍을 이용한 냉각방식이 생산성과 환경영향의 모든 면에서 가장 우수하였다.

In this study, high speed machining is evaluated with regard to economical and environmental effects. Considering environmental loads, machining costs are analyzed with the mathematical models of machining economics and cutting fluid loss. Data from the tool life experiments of high speed milling and turning are used for the analysis. The analysis of high speed milling shows that the machining cost decreases as increasing the cutting speed. In turning process, the cooling method using cutting fluid shows the minimum machining cost. Considering both machining and environmental costs, cooling method using cold air is superior to other methods.