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일반적으로 절삭 조건이라고 하면 절삭속도, 이송률, 절삭 깊이의 세가지 항목을 말한다.
3.5.1 절삭 속도
일반적으로 절삭 속도는 공구와 공작물이 접촉하고 있는 점에서의 상대 속도를 말한다.
절삭 온도는 절삭 속도에 직접적인 영향을 받게 되므로, 피삭재 재질, 공구 재료, 작업 특성 등에 따라 절삭 속도를 결정할 필요가 있다.
절삭속도가 'V', 공작물 직경이 'D'인 선삭 가공의 경우, 주축 회전수 'N'은 아래 식으로 계산할 수 있다.
N = 1000V / πD
또는, 주축 회전수와 공작물 직경값으로 절삭 속도를 계산하면 아래식이 된다.
V = πDN / 1000
예1) 외경 100 mm인 공작물(SM45C)의 외경을 초경 공구로 황삭시 필요 주축 회전수는 ?
- 절삭 속도 120 m/min 으로 계산
- N = 1000 * 120 / (3.14 * 100) = 382 (rpm : rev/min)
공구가 회전하는 밀링 가공이나, 드릴 가공에서는 공작물 직경 대신 공구 직경값을 사용해 같은 방법으로 계산할 수 있다.
예2) 지름 35 mm 고속도강 드릴로 SM45C 재질 공작물에 구멍 가공시 필요한 주축 회전수는 ?
- 절삭 속도 25 m/min 으로 계산
- N = 1000 * 25 / (3.14 * 35) = 227 (rpm)
3.5.2 이송률
공구가 이동하는 속도를 말한다.
단위는 공작물이 회전하는 선삭에서는 공작물 일회전당 이동거리(mm/rev), 공구가 회전하는 밀링 가공에서는 분당 이동거리(mm/min)를 사용하는 것이 일반적이다.
이송률은 표면 거칠기에 직접적인 영향을 미치므로 요구 표면 조도에 따라 제약을 받는다.
예를 들어 인선 반경 'R'인 공구로 선삭 가공시, 커습 높이(Cusp Height 또는 Scallop Height) 'H'로 가공할 경우, 주축 1회전당 이송률 'Frev'는 아래 식으로 계산할 수 있다 (상대적으로 값이 작은 'H'의 제곱은 무시하고 계산한 식임).
Frev = SQRT (8RH)
주축 회전수가 'N'이라면, 분당 이동거리로 표현한 이송률 'Fmin'은 윗식의 'Frev'에 회전수 'N'을 곱한 값이 된다.
Fmin = Frev * N
예) 인서트 인선 반경 0.8 mm, 주축 회전수 1000 rpm, 커습 높이 0.005 mm로 할 경우 이송률은 ?
- Frev = SQRT (8*0.8*0.005) = 0.18 (mm/rev)
- Fmin = N * Frev = 1000 * 0.18 = 180 (mm/min)
밀링 가공에서도 공구의 날수만 추가로 곱해 주면 유사한 방법으로 계산할 수 있다.
윗식에서 보는 것처럼 절삭 속도가 빠를수록, 공구의 날수가 많을수록 이송률을 빠르게 할 수 있다.
3.5.3 절삭 깊이
절삭 깊이가 공구 마모에 미치는 영향은 절삭 속도에 비해 상대적으로 크지 않다.
생산성을 올리기 위해서는 절삭 깊이를 가능한 크게 하는 것이 좋지만 공구 강성, 절삭 저항 등의 문제로 제약을 받는다.
예를 들어, 인서트를 이용한 선삭 가공에서는 보통 절삭 깊이를 인서트 폭의 1/3 이내로 해야 된다.
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