이전 에는 절삭 현상과 이론의 제 1 회로 칩의 변형 및 절삭 온도에 대해 설명했습니다. 이번 제 2 회 절삭시에 배출되는 리본 모양 절단 부스러기와 강재 절단시 표면 거칠기 등을 설명합니다.
절단 작업에서는 칼 절삭 저항이 작용합니다. 절삭 저항이 커지지 않도록 기계의 능력에 따라 적절한 절삭 조건을 설정해야합니다. 또한 절삭 공구에 작용하는 절삭 열이나 절삭 저항에 의해 절삭 날이 마모합니다. 선명도가 나빠 지므로 예리하게 치유와 공구 교환이 필요합니다. 절삭 공구 예리하게 치유와 공구 교환까지의 간격을 "공구 수명"이라고합니다. 특히 절삭 가공 자동화에서 공구 수명의 적절한 관리가 요구되고 있습니다.
강재 등의 선삭 리본 모양의 흐름 형 칩이 배출됩니다. 이 칩이 공작물과 절삭 공구에 감기는 경우, 작업의 자동화에 지장이 생깁니다. 따라서 소정의 표면 거칠기를 유지하면서 어떻게 칩을 절단하거나 이른바 '브레이킹'이 문제입니다.
1. 절삭 저항과 절삭 동력
절삭 공구로 공작물을 절삭 할 때 절삭 날에는 절삭 저항이 작용합니다. 여기에서는 터닝을 한 경우의 절삭 저항에 대해 생각해 봅시다. 그림 1 을보세요.
그림 1 : 절삭 단면적과 절삭 저항 (인용 : 기계 용어 사전)
노치 t 이송 f로 절단 한 경우의 절삭 단면적 a의 값은 t와 f의 곱으로 표시됩니다. (a = t × f) 또한 힘을 단면적으로 나누면 응력 σ되므로, f = a × σ가 이루어집니다. σ는 공작물의 파괴 응력입니다. 절삭시는 치수 효과 (치수가 클수록 강도가 저하하는 현상)에 의해 이송에 반비례하여 강도가 높아 지므로 비 절삭 저항 Ks를 사용합니다. 즉 f = Ks × a = Ks × t × f입니다. 이처럼 터닝시 공작물 (피삭재)의 재질이 기존 노치와 이송이 알면 대략적인 절삭력 산출 할 수 있습니다 ( 표 1 ).
| 피삭재 재질 | 인장 강도 (MPa) 및 경도 |
각 보내 대한 비 절삭 저항 Ks (N / mm 2 ) | ||||
| 0.1 (mm / rev) |
0.2 (mm / rev) |
0.3 (mm / rev |
0.4 (mm / rev) |
0.6 (mm / rev) | ||
| 연강 | 520 | 3610 | 3100 | 2720 | 2500 | 2280 |
| 중강 | 620 | 3080 | 2700 | 2570 | 2450 | 2300 |
| 경강 | 720 | 4050 | 3600 | 3250 | 2950 | 2640 |
| 공구강 | 670 | 3040 | 2800 | 2630 | 2500 | 2400 |
| 공구강 | 770 | 3150 | 2850 | 2620 | 2450 | 2340 |
| 크롬 망간강 | 770 | 3830 | 3250 | 2900 | 2650 | 2400 |
| 크롬 망간강 | 630 | 4510 | 3900 | 3240 | 2900 | 2630 |
| 크롬 몰리브덴 강 | 730 | 4500 | 3900 | 3400 | 3150 | 2850 |
| 크롬 몰리브덴 강 | 600 | 3610 | 3200 | 2880 | 2700 | 2500 |
| 니켈 크롬 몰리브덴 강 | 900 | 3070 | 2650 | 2350 | 2200 | 1980 |
| 니켈 크롬 몰리브덴 강 | 352HB | 3310 | 2900 | 2580 | 2400 | 2200 |
| 경질 주철 | 46HRC | 3190 | 2800 | 2600 | 2450 | 2270 |
| 미하나이토 주철 | 360 | 2300 | 1930 | 1730 | 1600 | 1450 |
| 회주철 | 200HB | 2110 | 1800 | 1600 | 1400 | 1330 |
절삭력은 절삭에 필요한 동력 (소요 동력)에 영향을줍니다. 선반은 주축을 구동하는 모터가 장착되어 있으며, 모터의 정격 마력 이상 절단되지 않습니다. 또한 선반을 구동하면 절삭을하지 않은 경우에도 벨트 나 기어 등으로 에너지 손실이 발생합니다. 선반에 주어진 에너지 중 유효 절삭에 사용되는 에너지 비율은 기계 효율 계수 η라고 일반적으로 약 80 ~ 85 %입니다.
그리고 절삭시의 일은 "절삭 저항 × 절삭 거리」, 즉 「절삭 저항 × 절삭 속도 × 단위 시간"으로 표시됩니다. 절삭 저항은 "비 절삭 저항 × 노치 × 보내"이므로 "절삭 일 = 비 절삭 저항 × 노치 × 보내 × 절삭 속도 × 단위 시간"입니다. 따라서 절삭에 필요한 동력은 비 절삭 저항, 절삭 깊이, 이송, 절삭 속도 및 단위 시간에 모든 적을 기계 효율 계수로 나눈 값입니다. 그러나 절삭 속도는 일반적으로 분이므로이를 초 단위로 변환합니다. 또한 m 단위는 mm 단위로 변환합니다. 따라서 60 × 1000로 나눕니다 ( 그림 2 ).
그림 2 : 절삭 저항과 소요 절삭 동력 (인용 : 철저히 부드러운 절삭 가공의 책)
2. 공구 마모와 공구 수명
절삭시 절삭 공구에 고온 고압이 작용합니다. 따라서 절단 개시시에는 날카로운이었다 절삭 공구가 마모 절삭 공구 재 연삭 또는 공구 교환이 필요합니다. 선반의 경우 절삭 공구 (바이트)의 여유면에는 "여유면 마모 (프랭크 마모) '가 구원면에는"구원면 마모 (크레이터 마)'이 생겨 이들이 일정한 값을 초과하면 다시 연삭 및 공구 교환이 필요합니다 ( 그림 3 ).
그림 3 : 여유면 마모와 대충면 마모 (인용 : 철저히 부드러운 절삭 가공의 책)
초경 바이트를 이용한 강재 절단의 경우 절단 속도가 200m / min까지 여유면 마모가 지배적 그 값을 초과 대충면 마모가 지배적이되는 것으로 알려져 있습니다. 바이트가 절단을 시작하고 다시 연삭 (공구 교환)이 필요할 때까지의 시간 또는 절단 길이를 공구 수명이라고합니다. 또한 공구 수명이 다한 것으로 간주되는 바이트의 마모량을 수명 평가 기준이라고합니다.
강재 절단시 여유면 마모 폭을 측정하고 시간과 관련하여 나타낸 것이 여유면 마모 경과 곡선입니다. 여유면 마모 경과 곡선은 절삭 시작 시점에서 마모가 급격히 진행 초기 마모 영역 절삭 시간의 진행에 비례하여 마모가 직선적으로 커지는 정상 마모 영역, 그리고 마모가 급격히 진행 급격히 마모 영역이 있습니다.
초기 마모 영역에서 마모의 원인에는 절삭 날의 마이크로 칩핑 등을들 수 있습니다. 여유면 마모 폭이 약 0.4mm된다고 마모량이 급격하게 증가하기 때문에 일반적으로 강재의 절단은이 값을 가지고 공구 수명 판단합니다. 또한 절삭 속도를 올리는 여유면 마모가 급격히 증가하여 공구 수명의 0.4mm에 빨리 도달합니다. 즉 절삭 속도를 높이면 공구 수명은 짧아집니다 ( 그림 4 ).
그림 4 : 절삭 속도와 여유면 마모 경과 곡선 (일러스트 지수 : 절삭 가공 기초가 차트 인용 : 가공 공학)