제조 및 가공 산업에서, 도구의 절감 수명은 생산 효율성, 비용 및 제품 품질에 직접적인 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 절단 공급 업체로서, 도구의 절단 수명에 영향을 미치는 다양한 요소를 이해하는 것은 고객에게 고품질 제품과 서비스를 제공하는 데 필수적입니다. 이 블로그에서는 절단 도구가 효과적으로 수행 할 수있는 시간을 결정하는 데 중요한 역할을하는 주요 요인을 탐구 할 것입니다.
1. 도구 자료
절단 도구의 재료는 아마도 절단 수명에 영향을 미치는 가장 근본적인 요소 일 것입니다. 다른 재료는 경도, 인성 및 내마모성과 같은 별개의 특성을 가지고 있습니다.
- 고속 스틸 (HSS): HSS는 좋은 강인함과 비교적 높은 경도로 알려진 일반적인 도구 재료입니다. 경도와 인성 사이의 균형을 달성하기 위해 열이 될 수 있습니다. 그러나 HSS 도구는 높은 절단 온도에서 경도를 잃는 경향이있어 절단 속도와 전반적인 절단 수명이 제한됩니다. Light -Duty 및 Medium -Duty Cutting Operations의 경우 HSS 도구는 비용 - 효과적인 선택이 될 수 있지만 고속 또는 무거운 듀티 응용 프로그램에서는 성능이 빠르게 감소 할 수 있습니다.
- 카바이드: 카바이드 도구는 금속 바인더, 일반적으로 코발트와 함께 결합 된 텅스텐 카바이드 입자로 만들어집니다. 카바이드는 경도와 내마모성이 매우 높기 때문에 고속 절단 작업에 적합합니다. 고온에서 경도를 유지하여 HSS에 비해 절단 속도와 도구 수명이 길어질 수 있습니다. 그러나 카바이드 도구는 HSS보다 부서지기 쉬우므로 치핑 또는 크래킹을 피하기 위해 신중한 처리 및 적절한 가공 매개 변수가 필요합니다.
- 도예: 세라믹 절단 도구는 카바이드보다 더 높은 경도와 내열성을 제공합니다. 그들은 매우 높은 절단 속도로 단단한 재료를 가공하는 데 이상적입니다. 그러나 세라믹은 매우 부서지기 쉬우 며 충격과 진동에 민감합니다. 절단 조건의 갑작스런 변화로 인해 도구가 파손될 수 있습니다. 따라서, 절단 공정을 신중하게 제어 할 수있는 정밀 가공 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다.
2. 절단 매개 변수
절단 속도, 공급 속도 및 절단 깊이를 포함한 절단 매개 변수는 공구의 절단 수명에 큰 영향을 미칩니다.
- 절단 속도: 절단 속도는 공구의 최첨단이 공작물에 비해 움직이는 속도입니다. 절단 속도를 높이면 일반적으로 재료 제거 속도가 높아지지만 절단 영역에서 더 많은 열이 발생합니다. 과도한 열은 공구 재료가 부드러워지고 경도와 내마모성을 줄이며 궁극적으로 도구 수명을 단축시킬 수 있습니다. 반면에 절단 속도가 너무 낮 으면 공구가 깨끗하게 자르지 않고 공작물에 문지르면 마모가 증가 할 수 있습니다. 특정 도구 - 공작물 조합에 대한 최적의 절단 속도를 찾는 것이 중요합니다.
- 피드 속도: 공급 속도는 도구가 혁명 당 또는 뇌졸중 당 공작물로 발전하는 거리입니다. 공급 속도가 높을수록 생산성이 높아질 수 있지만 단위 시간당 절단력과 재료의 양이 증가합니다. 이로 인해 도구가 더 크게 마모 될 수 있습니다. 특히 도구가 증가 된 하중을 견딜 수있을만큼 강하지 않은 경우. 더 낮은 공급 속도는 마모를 줄이면 가공 시간이 길고 생산성이 낮아질 수 있습니다.
- 컷 깊이: 컷 깊이는 단일 패스로 공구에 의해 제거 된 재료 층의 두께를 나타냅니다. 절단 깊이가 커지면 절단력과 절단 동안 열이 증가합니다. 컷 깊이가 너무 커지면 도구는 과도한 스트레스를 경험하여 조기 마모 또는 파손을 초래할 수 있습니다. 절단 속도 및 공급 속도와 유사하게, 절단 깊이는 공구 재료, 공작물 재료 및 원하는 가공 결과에 따라 최적화되어야합니다.
3. 공작물 재료
경도, 강인성 및 화학 성분과 같은 공작물 재료의 특성은 공구의 절단 수명에 큰 영향을 줄 수 있습니다.
- 경도: 더 어려운 공작물 재료에는 효과적으로 절단하려면 경도가 높은 도구가 필요합니다. 단단한 재료를 가공 할 때 공구의 절단 가장자리에 스트레스와 마모가 더 커집니다. 예를 들어, 경화 강철 또는 티타늄 합금을 가공하는이 재료는 경도와 강도가 높기 때문에 매우 어려울 수 있습니다. 합리적인 절단 수명을 보장하기 위해서는 특수 공구 재료 및 절단 매개 변수가 종종 필요합니다.
- 강인함: 일부 유형의 스테인레스 스틸과 마찬가지로 거친 재료는 골절에 대한 저항력이 높습니다. 거친 재료를 절단하는 동안,이 도구는 재료를 분리하는 데 필요한 높은 절단력으로 인해 더 많은 변형과 마모를 경험할 수 있습니다. 또한, 거친 재료는 공구에 구축 된 가장자리 (Bue) 형성을 유발할 수 있으며, 이는 공작물의 절단 성능 및 표면 마감에 영향을 줄 수 있습니다.
- 화학 성분: 공작물 재료의 화학적 구성은 또한 도구 수명에 영향을 줄 수 있습니다. 일부 재료는 고온에서 공구 재료와 화학적으로 반응하여 부식 또는 확산 마모를 유발할 수 있습니다. 예를 들어, 알루미늄 합금을 가공하면 도구에 달라 붙는 알루미늄 칩이 형성되어 마찰과 마모를 증가시킬 수 있습니다.
4. 도구 형상
갈퀴 각도, 클리어런스 각도 및 절단 가장자리 반경을 포함한 절단 도구의 형상은 절단 성능과 수명을 결정하는 데 중요한 역할을합니다.
- 갈퀴 각도: 레이크 각도는 절단력과 칩 형성 과정에 영향을 미칩니다. 양의 레이크 각도는 절단력을 줄여 절단 과정을보다 쉽고 효율적으로 만듭니다. 그러나, 큰 양의 갈퀴 각도는 또한 절단 가장자리를 약화시켜 치핑에 더 취약 할 수 있습니다. 음의 레이크 각도는 절단 가장자리의 강도를 증가시키고 절단력을 증가시킵니다. 적절한 레이크 각도를 선택하는 것은 공작물 재료, 절단 조건 및 가공 작동 유형에 따라 다릅니다.
- 클리어런스 각도: 클리어런스 각도는 공구의 측면과 공작물 표면 사이의 각도입니다. 공구가 공작물에 문지르는 것을 방지하기 위해서는 충분한 클리어런스 각도가 필요하며, 이는 과도한 마모 및 열 발생을 유발할 수 있습니다. 클리어런스 각도가 너무 작 으면 도구는 측면 마모를 경험할 수 있지만 너무 큰 클리어런스 각도는 절단 가장자리를 약화시킬 수 있습니다.
- 최첨단 반경: 절단 가장자리 반경은 절단력과 공작물의 표면 마감에 영향을 미칩니다. 더 작은 절단 가장자리 반경은 더 선명한 절단 가장자리를 제공하여 절단력이 낮고 표면 마감이 향상 될 수 있습니다. 그러나, 특히 단단하거나 거친 재료를 가공 할 때 매우 작은 최첨단 반경은 마모 및 치핑이 더 발생할 수 있습니다.
5. 절단 환경
절단 유체 사용 및 오염 물질의 존재를 포함한 절단 환경은 도구의 절단 수명에도 영향을 줄 수 있습니다.
- 절단 유체: 절단 유체는 절단 영역을 식히고 마찰을 줄이며 칩을 씻어내는 데 사용됩니다. 절단 성능을 크게 향상시키고 도구 수명을 높일 수 있습니다. 물 기반 에멀젼, 합성 유체 및 오일 기반 유체와 같은 다양한 유형의 절단 유체가 있습니다. 각 유형에는 고유 한 장점과 단점이 있으며 절단 유체 선택은 가공 작업, 공작물 재료 및 공구 재료에 따라 다릅니다. 예를 들어, 물 기반 절단 유체는 냉각에 적합하지만 오일 기반 유체는 윤활에 더 좋습니다.
- 오염 물질: 먼지, 칩 및 연마 입자와 같은 절단 환경의 오염 물질은 공구에 추가 마모를 유발할 수 있습니다. 이러한 오염 물질은 도구와 공작물 사이를 얻을 수있어 마찰과 마모가 증가합니다. 적절한 칩 관리와 깨끗한 작업 환경은 도구의 장기 절단 수명을 보장하기 위해 필수적입니다.
6. 가공 조건
공작 기계 안정성, 진동 및 가공 작동 유형과 같은 전체 가공 조건은 공구의 절단 수명에 영향을 줄 수 있습니다.
- 공작 기계 안정성: 안정적인 공작 기계는 긴 도구 수명을 달성하는 데 중요합니다. 가공 중 진동 및 수다쟁이는 도구에 고르지 않은 마모를 유발하고 표면 마감이 불량화 될 수 있습니다. 강성이 높고 역동적 인 성능이 우수한 공작 기계는보다 안정적인 절단 환경을 제공하여 도구의 스트레스를 줄이고 수명을 연장 할 수 있습니다.
- 진동: 진동은 불균형 절단력, 부적절한 도구 보유 또는 마모 된 기계 구성 요소와 같은 다양한 요인으로 인해 발생할 수 있습니다. 과도한 진동으로 인해 공구의 절단 가장자리가 칩 또는 파손되며 가공 공정의 정확도에도 영향을 줄 수 있습니다. 진동 - 댐핑 기술과 적절한 도구 - 보유 장치는 진동을 줄이고 도구 수명을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.
- 가공 작동 유형: 회전, 밀링, 드릴링 및 그라인딩과 같은 다양한 가공 작업은 도구 성능에 대한 요구 사항이 다릅니다. 예를 들어, 드릴링 작업에는 칩 대피 기능이 우수한 도구가 필요할 수 있으며 밀링 작업에는 높은 최첨단 강도가 높은 도구가 필요할 수 있습니다. 올바른 도구를 선택하고 절단 매개 변수를 최적화하는 데 각 가공 작업의 특정 요구 사항을 이해하는 것이 필수적입니다.
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참조
- Trent, EM, & Wright, PK (2000). 금속 절단. 버터 워스 - 하이네만.
- Shaw, MC (2005). 금속 절단 원리. 옥스포드 대학 출판부.
- Astakhov, VP (2010). 금속 절단 역학. CRC 프레스.
