콜릿척은 너트로 조이는 슬릿 콜릿을 통해 공구를 파지하며 콜릿 하나로 일정 범위의 샹크 직경을 커버하고, 유압척은 박벽 슬리브에 가해지는 오일 압력으로 파지하며 하나의 보어 직경만 수용합니다. ER 콜릿척의 런아웃은 ISO 15488 Class 2(표준 등급)에서 ≤0.015–0.020 mm TIR, UP/AA 등급 콜릿 사용 시 약 0.005 mm이며, 클램핑력은 사이즈에 따라 일반적으로 3,000-25,000 N(ER32는 약 10,000-15,000 N)으로 추정되고, 가격은 척당 $80-200(ER32 18개 콜릿 세트 포함 시 $230-600)입니다. 유압척은 0.003 mm TIR과 우수한 진동 댐핑을 $300-600에 제공하지만, 헤비 밀링 부하에서 전달 가능한 토크는 더 낮습니다. 런아웃이 공구 수명과 표면 품질을 좌우하는 정삭 작업에서는 표준 등급 ER 콜릿을 유압척(0.003 mm TIR)으로 교체하면 강재 정삭 시 공구 수명이 25–50% 연장될 수 있습니다(십분의 일 법칙 기준; 실제 결과는 소재와 공구 직경에 따라 달라짐). 황삭과 일반 가공에서는 ER 콜릿이 더 나은 가성비와 유연성을 제공합니다.
테이퍼, 콜릿, 워크홀딩을 포함한 툴홀딩 시스템 전반에 대한 종합 개요는 툴홀딩 종합 가이드를 참조하시기 바랍니다.
콜릿과 척의 차이
콜릿은 너트에 의해 테이퍼 보어 안으로 당겨질 때 좁은 범위의 샹크 직경에 맞춰 오므라드는 슬릿 테이퍼 슬리브이고, 척은 실제 파지를 담당하는 홀더로서 조(드릴척), 오일 압력(유압척), 열(열박음 홀더), 또는 콜릿과 너트(콜릿척)로 공구를 잡습니다. CNC 콜릿척에서는 콜릿이 샹크 직경을, 척 몸체가 주축 인터페이스를 결정하므로 홀더 하나로 여러 콜릿 사이즈를 사용할 수 있습니다. 유압척에는 콜릿이 아예 없고 보어 자체가 파지면이 되기 때문에, 유압척 하나는 하나의 샹크 직경만 파지합니다.
각 시스템의 작동 원리
ISO 15488 / DIN 6499 규격의 ER 콜릿척은 하나의 척과 18개 콜릿 세트로 2-20 mm(ER32) 샹크 범위를 적정 비용으로 커버하고, ISO 15488의 ER11-ER40 사이즈를 합치면 1-26 mm에 이르므로, 범용 밀링에서 기본적인 툴홀딩 선택지로 통용됩니다.
콜릿척은 너트로 압축되는 테이퍼 분할 슬리브(콜릿)를 사용해 공구 샹크를 잡습니다. 콜릿이 탄성 변형하면서 클램핑력이 원주 전체에 분산됩니다. ISO 15488(콜릿 형상은 DIN 6499에 상세 규정) 규격의 ER 콜릿이 가장 보편적인 형식이며, 클램핑 범위는 ER16-ER40에서 콜릿당 1 mm, ER11에서 0.5 mm입니다. ISO 15488은 ER11부터 ER40까지를 규정하며, ER8과 ER50은 제조사 확장 사이즈입니다. 적합한 시리즈와 런아웃 등급을 고르는 방법은 ER 콜릿 선정 가이드에서 다룹니다.
유압척은 박벽 슬리브로 밀폐된 내부 오일 챔버를 사용합니다. 셋스크루를 조이면 오일이 가압되어 슬리브가 공구 샹크 주위로 균일하게 팽창합니다. 콜릿이 필요 없으며, 공구가 보어에 직접 삽입됩니다. 유압척 몸체는 일반적으로 HSK(DIN 69893) 또는 선삭용 HSK-T(ISO 12164) 같은 표준 툴홀더 샹크 위에 구성되어 기존 주축 시스템과 통합됩니다.
유압 콜릿척의 구조와 작동 방식
CNC 툴홀딩에서 "유압 콜릿척"은 대개 유압 팽창식 척을 의미합니다. 가압 스크루를 돌리면 피스톤이 박벽 팽창 슬리브 뒤의 밀폐 챔버에 있는 오일을 가압하고, 슬리브가 h6 공구 샹크 둘레로 균일하게 안쪽으로 휘어지는 구조입니다. 스크루를 풀면 슬리브는 탄성에 의해 원래의 자유 보어 직경으로 복귀합니다.
- 가압 스크루와 피스톤 -- 스크루 이동량을 오일 압력으로 변환하며, 콜릿이나 너트는 관여하지 않음
- 오일 챔버와 유로 -- 클램핑 길이 전체에 압력을 분산시켜 거의 균일한 파지력과 댐핑 효과를 만들어 냄
- 박벽 팽창 슬리브 -- 공구와 접촉하는 유일한 부품으로, 보어 공차가 런아웃을 결정함
- 리덕션 슬리브 -- 슬릿이 있는 중간 슬리브로 척 하나에서 더 작은 샹크 직경을 파지할 수 있으나, 런아웃과 파지력은 다소 손해를 봄
- 공구 삽입 -- 가압 전에 샹크가 클램핑 구간 전체를 덮는 것이 바람직하며, 빈 척을 조이면 슬리브에 과부하가 걸릴 수 있음
선반에서는 "유압 콜릿척"이 드로튜브를 통해 유압 실린더로 콜릿을 닫는 워크홀딩 척을 가리키기도 합니다. 이는 다른 장치로, 절삭 공구가 아니라 공작물을 파지합니다.
콜릿척의 종류
콜릿척은 주로 콜릿을 테이퍼 안으로 당기는 방식과 파지하는 샹크 길이에서 차이가 납니다. ER이 범용 기본형이며, 나머지 형식은 클램핑 범위를 일부 희생하는 대신 파지력, 정밀도 또는 길이 안정성을 얻습니다.
- ER 콜릿척 -- 세팅 각도 8°의 ISO 15488 콜릿을 전면 너트로 닫는 방식으로, 콜릿당 클램핑 범위가 가장 넓고 호환 생태계도 가장 큼
- 고정밀 / 고파지력 ER 척 -- 일반 ER 콜릿을 사용하되 보강된(대개 전둘레 원통형) 너트를 적용하여 표준 ER 척보다 높은 파지력과 낮은 런아웃을 구현
- DA 콜릿척 -- 주로 드릴링에 쓰이는 구형 더블 앵글 콜릿 시스템
- TG 콜릿척 -- 완만한 테이퍼(협각 8°) 콜릿 시스템으로, 클램핑 범위(약 0.4 mm 수축량)를 희생하는 대신 밀링에서 ER보다 높은 파지력을 얻음
- 풀백 콜릿척 (SDC 타입) -- 클램핑 시 콜릿을 주축 쪽으로 끌어당겨 공구가 바깥으로 밀려나지 않으므로 설정 길이가 안정적으로 유지됨
- SK 타입 콜릿척 -- 제조사 고유의 콜릿 시트로, 각각 연속된 클램핑 범위(전 사이즈 합계 약 1–25 mm)를 커버
- 파워 밀링척 -- 긴 평행 보어에서 스트레이트 콜릿을 쓰거나 콜릿 없이 파지하며, 클램핑 범위보다 고토크 황삭에 맞춰 설계됨
유압척과 열박음 홀더는 콜릿척이 아닙니다. 둘 다 홀더 보어로 샹크를 직접 파지합니다.
런아웃과 정밀도 비교
런아웃은 두 시스템을 가장 크게 차별화하는 요소입니다. 유압척은 일반적으로 3xD 돌출에서 0.003 mm TIR을 달성하며, 이는 강재 정삭 셋업 기준 ER 콜릿의 ISO 15488 Class 2 한계값보다 약 5-7x 작은 수치입니다.
| 측정 위치 | 콜릿척 (ISO 15488 Class 2) | 콜릿척 (UP/AA 등급) | 유압척 |
|---|---|---|---|
| 시험 돌출 위치 (ISO 15488 기준) | ≤0.015 mm (d₁ ≤ 10 mm); ≤0.020 mm (d₁ 10–26 mm) | ~0.005 mm | ≤0.003 mm (3xD, 제조사 사양) |
ISO 15488 Class 2는 일반 ER 콜릿의 양산 기준입니다. Rego-Fix, Schunk, BIG DAISHOWA 같은 제조사가 판매하는 "UP" 또는 "AA" 등급은 ISO 규격의 Class 1을 상회하는 수준이며, 해당 정밀도를 유지하려면 시스템 전체(주축, 홀더, 콜릿, h6 샹크)가 그 조건을 충족해야 합니다.
런아웃이 정량적으로 중요한 이유
BIG DAISHOWA의 "십분의 일 법칙"은 강재의 초경 엔드밀 정삭 시험에 기반하여 런아웃 0.0001 inch (2.5 µm)당 약 10%의 공구 수명 감소를 추정합니다. 실제 영향은 소재, 반경 방향 절입량, 날 수에 따라 달라집니다. 0.01 mm(4 tenths)에서는 그 영향이 약 40%에 이릅니다. 따라서 0.003 mm의 유압척과 0.015 mm의 표준 콜릿을 비교하면 공구 수명이 25–50% 연장됩니다(십분의 일 법칙 기준; 실제 결과는 소재와 공구 직경에 따라 달라짐). 고가의 초경 엔드밀을 사용하는 현장에서는 정삭 작업에 유압척을 적용하는 것이 수치상 유리합니다.
유압척이 우수한 런아웃을 달성하는 이유는 가압된 오일이 샹크 둘레에 거의 균일한 압력으로 힘을 분산시키기 때문입니다. 콜릿척은 콜릿의 기계적 변형에 의존하는데, 이 과정에서 미세한 비대칭성이 발생합니다.
클램핑력과 강성
유압척이 비슷하거나 더 높은 반경 방향 클램핑력(10,000-20,000 N)으로 조이더라도, 매끄러운 보어 뒤의 오일 막이 극한 부하에서 미세 슬립을 허용할 수 있기 때문에 미끄러지기 전까지 전달하는 토크는 콜릿척이 더 큽니다. ER32 콜릿 너트는 136 Nm(약 100 ft-lb, 표준 너트에 대한 REGO-FIX 권장 체결 토크)으로 체결되며, 콜릿의 분할 파지 구조가 유압척의 매끄러운 보어보다 풀아웃에 강하므로, 풀아웃 위험이 가장 높은 황삭 및 슬로팅에서는 콜릿척이 일반적으로 선호됩니다.
✦ 콜릿척의 강점
- 너트를 정격 토크(ER32 표준 너트 기준 136 Nm)로 체결했을 때 슬립 전까지 더 높은 토크 전달
- 헤비 황삭과 슬로팅에 유리
- 콜릿 세트당 더 넓은 공구 직경 범위
- 웰돈 샹크와 h7-h10 원통 샹크도 수용 (유압척은 h6 필요)
✦ 유압척의 강점
- 오일 챔버에 의한 우수한 진동 댐핑
- 정삭 작업에서 더 나은 표면 조도
- 빠른 공구 교환 (삽입 후 스크루 한 개 체결)
- 낮은 유지보수 (콜릿 마모나 교체 없음)
높은 칩 부하의 공격적인 황삭에서는 콜릿척이 공구 풀아웃을 방지하는 데 필요한 파지력을 제공합니다. 진동 제어와 표면 품질이 가장 중요한 정삭 작업에서는 유압척이 우위를 보입니다.
파워 밀링척·열박음 홀더와 콜릿척 비교
파워 밀링척은 두꺼운 몸체와 긴 평행 보어로 파지하므로 헤비 황삭에서 비슷한 사이즈의 ER 콜릿척보다 풀아웃에 강하고, ER 콜릿척은 홀더 하나로 여러 샹크 직경을 커버하며 경·중부하 혼합 작업에서 비용이 더 낮습니다. 파워 밀링척은 대개 큰 샹크 직경에 한정되며 주축 선단에 무게를 더합니다.
열박음 홀더("압입" 홀더로 검색되기도 함)는 일반적으로 ≤0.003 mm TIR과 25,000-40,000 N의 클램핑력을 달성하며, 이는 ER 콜릿의 ISO 15488 Class 2 한계값 ≤0.015-0.020 mm와 대비됩니다. 그 대신 가열 장치가 필요하고, 홀더당 보어 사이즈가 하나이며, h6 샹크만 사용할 수 있습니다.
| 시스템 | 일반적인 런아웃 | 클램핑력 | 홀더당 샹크 범위 | 적합 용도 |
|---|---|---|---|---|
| ER 콜릿척 (Class 2) | ≤0.015-0.020 mm (ISO 15488) | 사이즈에 따라 3,000-25,000 N (일반적 추정치) | 콜릿 세트 전체 (예: ER32는 2-20 mm) | 일반 밀링, 드릴링, 다양한 공구 |
| ER 콜릿척 (UP/AA 콜릿) | ~0.005 mm | 사이즈에 따라 3,000-25,000 N (일반적 추정치) | 콜릿 세트 전체 | 기존 ER 홀더에서의 정삭 |
| 유압척 | 3xD에서 ≤0.003 mm | 10,000-20,000 N | 보어 1종 (리덕션 슬리브로 소경 대응) | 정삭, 긴 돌출, 댐핑 |
| 열박음 홀더 | 3xD에서 ≤0.003 mm | 25,000-40,000 N | 보어 1종 | 고속, 슬림한 돌출, 높은 파지력 |
| 파워 밀링척 | 제조사 사양 | 제조사 사양 | 스트레이트 콜릿 1종당 보어 1종 | 헤비 황삭, 고토크 |
진동 댐핑
유압척 내부의 오일 챔버는 수동 진동 감쇠기로 작용하여, 공구와 주축 사이를 전달되는 채터 주파수를 흡수합니다. 유압척은 채터가 발생하는 긴 돌출 정삭 셋업(4xD 이상)에서 일반적으로 표면 조도를 0.2-0.4 µm Ra 개선하지만, 강성이 확보된 짧은 돌출 절삭에서는 그 이점이 거의 없어집니다. 채터가 발생하거나 발생 직전 상태인 셋업(긴 돌출, 박벽, 경질 소재)에서는 이 댐핑 효과로 표면 조도가 0.2-0.4 µm Ra 개선될 수 있습니다. 공구 돌출이 짧은 강성 셋업에서는 감쇠할 채터 자체가 없으므로 그 효과가 미미할 수 있습니다.
이러한 이점은 다음과 같은 조건에서 더 두드러집니다:
- 긴 돌출 정삭 작업 (4xD 이상)
- 채터 자국이 허용되지 않는 박벽 가공
- 공구 진동이 마모를 가속화하는 경질 소재 정삭
비용과 실무적 고려사항
ER32 콜릿척과 18개 콜릿 세트는 총 $230-$600으로 샹크 2 mm~20 mm 범위를 커버하는 반면, 단일 유압척은 하나의 샹크 직경만 커버하면서 $300-$600의 비용이 들어, 다양한 공구 직경을 사용하는 현장에서는 콜릿 시스템이 훨씬 경제적입니다.
콜릿척은 초기 비용이 낮고 하나의 척과 콜릿 세트로 넓은 공구 직경 범위를 커버합니다. 유압척은 샹크 직경마다 별도의 척이 필요하여 초기 투자 비용이 증가합니다. 다만 유압척은 마모되거나 교체할 콜릿이 없어 사실상 소모품 비용이 발생하지 않습니다.
선정 의사결정 프레임워크
대부분의 생산성 높은 현장은 두 시스템을 병행하여 사용합니다. 황삭에서는 콜릿척이 경제성에서 우위를 보이고, 정삭에서는 유압척이 표면 품질과 공구 수명에서 우위를 보이기 때문입니다.
- 황삭 작업, 높은 칩 부하 — 콜릿척 (더 높은 토크 전달)
- 정삭 작업, 엄격한 표면 사양 — 유압척 (더 우수한 런아웃과 댐핑)
- 다양한 공구 사이즈를 다루는 잡샵 — 콜릿척 (하나의 척으로 다수 직경 커버)
- 고정 툴링 양산 라인 — 유압척 (빠른 교환, 일관된 런아웃)
- 고속 가공 (20,000+ RPM) — 유압척 (더 나은 밸런스, 더 낮은 런아웃)
이러한 홀더 선택과 적합한 절삭 공구 형상을 매칭하는 방법은 엔드밀 선정 가이드를 참조하시기 바랍니다.
용도별 툴홀딩 빠른 선택표
| 시나리오 | 권장 시스템 | 속도 범위 | 사양 | 선택 이유 |
|---|---|---|---|---|
| 1045 강재 황삭, 10 mm 엔드밀, 0.15 mm/날 | ER 콜릿척 (ISO 15488 Class 2) | 6,000-10,000 RPM | G6.3 밸런스, 너트 체결 토크 136 Nm (ER32 표준 너트) | 콜릿의 분할 파지 구조가 오일막 척에서 발생할 수 있는 미세 슬립 없이 황삭의 높은 토크 요구를 견딤 |
| P20 금형강 정삭, 6 mm 공구 | 유압척 | 12,000-18,000 RPM | 0.003 mm TIR, G2.5 | 0.005 mm 미만의 런아웃이 십분의 일 법칙에 따라 정삭 공구 수명을 일반적으로 25-50% 연장하여 초경 마모 비용만으로 척 비용 회수 가능 |
| 12 mm 공구, 박벽 포켓 6xD 깊은 가공 | 유압척 | 8,000-14,000 RPM | 0.003 mm TIR, 오일챔버 댐핑 | 오일 챔버가 공구 고유 주파수에서 채터를 흡수하여 긴 돌출 시 Ra를 일반적으로 0.2-0.4 µm 개선 |
| 잡샵 다품종 작업, 3-20 mm 샹크 범위 | ER32 콜릿척 + 18개 콜릿 세트 | 15,000 RPM 이하 | G6.3, 콜릿당 1 mm 클램핑 범위 | 척 하나와 콜릿 세트로 전 직경 범위를 $230-$600에 커버 (유압척 18개를 따로 갖추는 경우와 비교) |
| 양산 셀, 고정 8 mm 샹크, 무인 가공 | 유압척 | 12,000-20,000 RPM | 0.003 mm TIR, h6 샹크, 소모품 없음 | 실링 서비스 사이에 콜릿 마모가 없어 무인 교대 중 고장 요인이 줄어듦 |
| 20,000+ RPM 알루미늄 HSM | HSK-A(DIN 69893) 샹크 기반 유압척 또는 열박음 홀더 | 20,000-25,000 RPM | G2.5 밸런스, 0.003 mm TIR | HSK-A 샹크 위의 유압척은 속도 증가 시에도 단면 및 테이퍼 접촉이 유지되어 고RPM 밸런스와 낮은 런아웃을 동시에 확보 |
두 시스템을 전략적으로 함께 활용하여 현장 성능을 극대화하시기 바랍니다.
콜릿척은 유연성, 황삭 시 슬립 저항성, 가성비 측면에서 여전히 가장 우수한 범용 툴홀딩 시스템입니다. 유압척은 정삭 스테이션, 고속 머신, 그리고 0.005mm 미만의 런아웃이 부품 품질이나 공구 수명을 직접적으로 향상시키는 작업에서 그 높은 가격을 정당화합니다. 생산성이 높은 대부분의 현장은 황삭에 콜릿척을, 정삭에 유압척을 함께 사용합니다.
콜릿과 척의 차이는 무엇입니까?
콜릿은 너트에 의해 테이퍼 보어 안으로 당겨질 때 좁은 범위의 샹크 직경에 맞춰 오므라드는 슬릿 테이퍼 슬리브입니다. 척은 실제 파지를 담당하는 홀더로서 조(드릴척), 오일 압력(유압척), 또는 콜릿과 너트(콜릿척)로 공구를 잡습니다. 콜릿척에서는 콜릿이 직경을, 홀더가 주축 인터페이스를 결정합니다.
유압 콜릿척이란 무엇입니까?
CNC 툴홀딩에서는 대개 유압 팽창식 척을 의미합니다. 가압 스크루를 돌리면 피스톤이 박벽 슬리브 뒤의 오일을 가압하고, 슬리브가 h6 샹크 둘레로 균일하게 오므라듭니다. 보어 사이즈는 하나이며, 더 작은 샹크에는 리덕션 슬리브를 사용합니다. 선반에서는 같은 표현이 유압 작동식 워크홀딩 콜릿척을 뜻하기도 합니다.
파워 밀링척과 콜릿척 중 황삭에서 더 잘 잡는 것은 무엇입니까?
파워 밀링척은 두꺼운 몸체와 긴 평행 보어로 파지하므로, 헤비 황삭에서 비슷한 사이즈의 ER 콜릿척보다 일반적으로 풀아웃에 강합니다. ER 콜릿척은 홀더 하나로 여러 샹크 직경을 커버하고 가격도 낮아, 경·중부하가 섞인 절삭에서는 더 나은 범용 선택지입니다.
열박음 홀더가 콜릿척보다 더 좋습니까?
런아웃과 파지력 면에서는 대체로 그렇습니다. 열박음 홀더는 일반적으로 ≤0.003 mm TIR과 25,000-40,000 N의 클램핑력을 달성하는 반면, ISO 15488 Class 2 ER 콜릿은 ≤0.015-0.020 mm입니다. 다만 가열 장치가 필요하고 홀더당 보어 사이즈가 하나이며 h6 샹크만 사용할 수 있으므로, 다양한 공구를 다룰 때는 ER 척이 더 저렴하고 유연합니다.
콜릿척과 유압척의 일반적인 런아웃 차이는 어느 정도입니까?
Class 2(표준 등급) 콜릿을 사용하는 ER 콜릿척은 ISO 15488 시험 돌출 위치에서 ≤0.015-0.020 mm TIR로 제한되는 반면, 유압척은 0.003 mm 이하를 달성하므로 약 5-7x 더 작습니다. 정밀 UP/AA 등급 콜릿을 쓰면 차이가 약 0.005 mm까지 좁혀지지만, 런아웃이 표면 품질을 좌우하는 정삭 작업에서는 여전히 유압척이 앞섭니다.
유압척으로 헤비 황삭 작업이 가능합니까?
유압척은 ER 콜릿척보다 전달 가능한 토크가 낮습니다. 강한 측방향 부하에서 오일 막이 미끄러질 수 있기 때문입니다. 칩 부하가 높은 헤비 황삭에는 너트를 정격 토크(ER32 표준 너트 기준 136 Nm)로 체결했다는 전제에서 ER 콜릿척이 더 안정적인 공구 파지력을 제공합니다.
유압척은 서비스가 필요할 때까지 얼마나 오래 사용할 수 있습니까?
유압척은 일반적으로 실링 서비스 간격이 길고, 콜릿 시스템과 달리 소모 부품이 없습니다. 교체할 콜릿도, 다시 조여야 할 너트도 없습니다. 주기적인 실링 서비스 비용이 같은 공구 교환 횟수 동안 마모된 콜릿을 교체하는 비용보다 적기 때문에, 장기적인 총비용은 비슷한 경우가 많습니다.
같은 현장에서 두 시스템을 언제 함께 사용해야 합니까?
생산성이 높은 대부분의 현장은 황삭 스테이션에 콜릿척을 배치하고 — 올바르게 체결된 ER32 콜릿(너트 체결 토크 136 Nm)은 높은 칩 부하에서도 풀아웃에 견딥니다 — 정삭 스테이션에는 유압척을 배치합니다. 정삭에서는 0.003 mm TIR과 오일 챔버의 진동 댐핑이 표면 품질을 높이고 초경 엔드밀 수명을 최대 25-50%까지 연장합니다.
