안내면

1. 안내면은 무엇인가?

안내면은 공작기계의 운동 특성을 결정하는 중요한 요소이다. 기계의 운동특성은 공작물의 정밀도와 표면품위에 영향을 준다. 따라서 안내면의 특성을 이해하고 특정 가공 공정에 맞는 기계를 선택할 필요가 있다.

안내면(guide way)는 공작기계의 이송계를 지정된 축방향으로 정확하게 이동하도록 안내하는 기구이다. 예를 들어, X축 안내면은 X축 위에서 움직이는 테이블 또는 면삭주축을 X축 방향으로만 이동하도록 허용하고, Y축 또는 Z축 방향으로 움직이지 않도록 구속한다.

안내면은 크게 2가지 방식으로 구분된다. 하나는 각형 안내면(prismatic guide way)이고, 하나는 직선운동 안내면(linear motion guide way)이다. 이 두가지 방식의 차이점은 접촉면의 크기이다. 각형 안내면은 면과 면이 직접 접촉하고, 직선운동 안내면은 중간에 구름베어링을 매개체로 사용하며, 구름베어링의 종류에 따라 선접촉 또는 점접촉을 한다.

면접촉을 하는 각형안내면은 직선운동 안내면과 비교하여, 다음 몇 가지 특성을 보유한다.

• 마찰계수가 커서, 축이송에 필요한 힘이 더 크게 필요하다. 특히 정지상태에서 이송을 시작하는 순간 마찰계수가 크게 변화하는데, 이로 인해 특정 조건에서 최소이송단위(미크론)의 위치결정에 상대적으로 어려움이 있을 수 있다.
• 접촉면이 넓어 안정적이고, 강성이 크다. 이 특성은 외란에 강하다는 의미이다. 자유곡면과 같이 가공면의 연속성이 필요한 분야, 동일가공공정에서 절삭부하의 변화가 큰 분야에는 각형 안내면이 상대적으로 유리하다.
• 각형 안내면은 면과 면의 접촉율을 80%이상 올리기 위한 작업을 사람이 수작업으로 수행한다. 이로 인해 기계의 성능이 인적요소로부터 영향을 받는다.

2. 안내면의 종류

2.1 각형 안내면

2.1.1 박스웨이(boxway)

2.1.2 더브테일(dovetail)

2.1.3 V형(vee)

2.1.4 라운드(round)

2.1.5 유정압(hydrostatics)

2.2 직선운동 안내면(LMG)

2.2.1 볼베어링 직선운동 안내면

2.2.2 롤러베어링 직선운동 안내면

2.3 혼합 안내면

동일한 이송축에 각형 안내면과 직선운동 안내면을 혼합해서 사용하는 경우가 있다. 대부분의 경우 주 안내면은 각형 안내면이 담당하고, 직선운동 안내면은 가동부의 오버행을 줄이는 용도로 적용된다.