절삭·가공
5축 가공
5-Axis Machining
정의
직선 3축에 회전 2축을 더해 공구 자세를 바꿔가며 가공하는 방식. 임펠러·금형 등 복잡 곡면을 한 번의 셋업으로 가공한다.
자세한 설명
5축 가공은 X·Y·Z 직선축에 회전 2축(테이블 틸팅·로터리 또는 헤드 회전)을 더해 공구와 공작물의 상대 자세를 자유롭게 바꾸는 방식이다. 언더컷·깊은 벽면·임펠러 블레이드처럼 3축으로는 접근 불가능한 형상을 가공할 수 있고, 5면 가공을 한 번의 클램핑으로 끝내 누적 공차와 셋업 시간을 줄인다.
운용 방식은 두 가지다. 자세를 고정한 채 3축 가공을 반복하는 3+2(위치결정 5축)는 강성과 프로그래밍 난이도에서 유리해 실무 활용의 대부분을 차지하고, 5축이 동시에 움직이는 동시 5축은 임펠러·블리스크·복잡 곡면의 전유물이다.
공구 자세를 기울이면 볼엔드밀 중심부(절삭속도 0인 지점)를 피해 날의 유효 부위로 깎을 수 있어 조도와 공구수명이 좋아진다. 대신 회전축 오차가 정밀도에 더해지므로 기계 캘리브레이션과 CAM·시뮬레이션 체계가 전제 조건이다.
실무 예시
항공용 알루미늄 임펠러를 동시 5축으로 가공하는 경우, 블레이드 사이 좁은 유로를 테이퍼 볼엔드밀로 진입해 공구 자세를 연속 제어하며 깎는다. 3축으로는 전극 방전 등 우회가 필요한 형상을 절삭만으로 완성하고, 셋업도 1회로 끝나 리드타임이 크게 준다.
실무 포인트
- 동시 5축 이전에 3+2 활용부터 정착시킨다 — 대부분의 부품은 3+2로 충분하며 리스크가 훨씬 작다.
- 회전축 중심 캘리브레이션을 주기적으로 수행한다 — 회전축 오차는 형상 전체의 왜곡으로 나타난다.
- 충돌 리스크가 3축의 몇 배다 — 기계 전체 모델 기반 시뮬레이션 없이 실가공하지 않는다.
- 볼엔드밀은 자세를 10~15도 기울여 중심부 절삭을 피하면 조도·수명이 개선된다.