[NEWS GATHERING] 혁신적인 기어 그라인딩 장비들

[산업일보]
기어 연삭기는 차량용 변속기 등 핵심부품에 사용되는 ‘기어’의 정밀 가공에 필수적인 장비로, 자동차 핵심부품 생산과정에 있어 수요가 그리 많지 않고 단가가 높은 제품이지만 생산공정에 필수적으로 요구되는 핵심제품이다.

현재 국내에는 자동차 및 자동차부품 기업 등에 약 150대 이상 설치돼 있는 것으로 추정되지만, 기어 연삭기를 비롯한 일부 핵심설비 생산기업이 전무한 이유로 독일, 스위스 등으로부터 전량 수입해 사용하고 있다.

최고의 기어 가공기술 확보한 독일 KAPP 그룹
지난 10월 16, 17일 양일간 열린 ‘독일 공작기계 심포지엄’에 참석한 독일 KAPP 그룹은 기어 연삭 및 프로파일 연삭을 위한 자사의 혁신적인 솔루션을 소개해 눈길을 끌었다. 이날 KAAP 그룹의 영업 담당 Hans-Ullrich Jackel 부사장은 “KAPP 그룹은 1953년 설립된 후 전문화된 기어 가공기술을 바탕으로 자동차, 항공우주, 건설 분야에서 다수의 고객을 확보하고 있다”며 “1898년 설립돼 대형 기어 연삭기와 Dressable CBN 연삭 휠을 전문 제작해온 NILES를 1997년 합병해 풍력, 철도 등에 쓰이는 대형 기어 연삭까지 가공영역을 확대하게 됐다”고 회사에 대해 소개했다.

현재 KAPP 그룹은 외치 기어 및 내부 링 기어의 형상 그라인딩을 위한 ‘KX, VX, RX, ZE, ZP’ 시리즈 및 창성식 그라인딩을 위한 ‘KX, ZX’ 시리즈와 함께 CBN 프로파일 그라인딩 휠, CBN 그라인딩 웜 등 툴링 제품을 생산하고 있다.

VX, RX, KX 시리즈는 직경 최대 500mm까지의 외치 기어 가공에, ZE, ZP 시리즈는 직경 400~8,000mm까지의 외치 및 내부 링 기어 가공에 각각 사용된다. 창성식 그라인딩의 경우 직경 500mm까지의 외치 기어 가공에는 KX 시리즈, 500~1,000mm에는 ZX 시리즈가 각각 적용된다.



소형부터 대형 기어까지 전 영역 커버
KAPP 그룹의 기어 가공을 위한 대표적인 장비로는 ▲KAPP KX 300P, ▲KAPP KX500 FLEX, ▲KAPP KX 160 TWIN, ▲NILES ZX 1000, ▲KAPP VX 시리즈, ▲KAPP RX 시리즈, ▲NILES ZE 시리즈, ▲NILES ZP 시리즈, ▲WEISSER-KAPP MultiCELL 등을 꼽을 수 있다.

KAPP KX 300P는 Dressable Tool이나 Non-Dressable KAPP CBN-tool로 Generating Grinding과 프로파일 그라인딩을 하고, 기어 측정 시스템을 장착하고 링 로더를 이용한 자동 Loading/Unloading의 최적화 설계로 다양한 애플리케이션에 적용할 수 있다. KAPP KX500 FLEX는 Dressable Tool이나 Non-Dressable Tool로 Generating Grinding이나 프로파일 그라인딩이 둘 다 가능한 유연성을 갖고 있으며 다양한 프로세스를 요하는 소재에 대해 효과적, 경제적인 대응이 가능하다. KAPP KX 300P는 소품종 대량 생산, KAPP KX500 FLEX는 다품종 소량 생산에 각각 적합하다.

반면, KAPP KX 160 TWIN은 대량 생산공정에 적합한 모델이다. Dressable Tool을 이용한 Generating Grinding에 사용되며, 트윈 스핀들 구조로 돼 있어 한 스핀들이 가공 스테이션에 있을 때 다른 한 스핀들은 그 반대편에서 가공과 함께 Loading/Unloading, Alignment까지 동시에 진행한다.

NILES ZX 시리즈의 대표모델인 LILES ZX 1000은 Dressable Tool이나 Non-Dressable KAPP CBN-tool로 모듈이 큰 사이즈의 기어를 Generating Grinding이나 프로파일 그라인딩하고, 다양한 제품군에 대응이 가능한 드레싱장치와 기어측정시스템을 장착하고 있다.

KAPP VX 시리즈는 모듈러 콘셉트를 기반으로 여러 기종(외치 프로파일 기어 그라인딩설비, 범용 프로파일 외치·내치 기어 그라인딩 설비 등)에 대응이 가능하며, KAPP RX 시리즈는 선성형된 스크루 컴프레서, 로터, 로터 피스톤 등 프로파일의 선삭·정삭 그라인딩에 쓰이고 Non-Dressable CBN Profile Grinding Wheel만을 사용해 가공한다.

NILES ZE 시리즈는 Dressable Tool이나 Non-Dressable KAPP CBN-tool로 내치·외경 그라인딩을 하며, 콤팩트한 디자인으로 작업영역에 쉽게 접근이 가능하고 최적의 가격으로 최고의 성능을 구현하는 경제형 제품이다. 실제 유성기어(mn=16, z=34, β=9°, b=322mm)를 가공했을 때 이송속도를 기존 3,000mm/min에서 8,000mm/min까지, Q'w는 5㎣/mm*s에서 13㎣/mm*s까지 향상시키고 가공시간을 104분에서 50분으로 단축하는 결과를 얻을 수 있었다.

NILES ZP 시리즈는 Dressable Tool이나 Non-Dressable KAPP CBN-tool로 8m까지 프로파일 그라인딩이 가능하고 강한 내구성과 유연성을 확보하고 있다. 큰 모듈 사이즈의 고정도를 요구하는 내치기어 가공용인 NILES ZPI 모델과 보어, 면, 기어의 그라인딩을 하나의 설비로 할 수 있어 NILES ZP B 모델이 있다. NILES ZP B의 경우 셋업 및 가공시간 감소 등으로 생산성을 기존 대비 130%까지 향상시킬 수 있다. 특히 NILES ZP 시리즈에는 ZP Double Spindle Grinding Head가 장착돼 있는데, 이는 선삭과 정삭을 각각의 그라인딩 휠로 가공해 보다 빠른 선삭 가공을 실현하고 품질 개선에 도움을 준다.

한편, KAPP그룹은 최근 WEISSER와 협력해 WEISSER-KAPP MultiCELL이라는 제품을 새롭게 선보였다. 기어 열처리 후 터닝과 기어 그라인딩을 하는 복합가공기로 생산효율을 높이고 자동화에 비해 상대적으로 간소화를 이룬 장비라 할 수 있다. 주로 승객용 차량의 기어 가공에 적용된다.

KAPP 그룹의 Hans-Ullrich Jackel 부사장은 “KAPP 그룹은 소형부터 대형까지 다양한 산업분야에서 쓰이는 기어의 가공이 가능하도록 다양하고 혁신적인 기어 연삭기와 툴링 제품을 바탕으로 가공효율 향상 및 가공시간 단축을 이뤄 결과적으로 고객의 생산성 향상에 기여한다”고 강조했다.