필수 공작 기계 절삭 방법 설명

I. 공작 기계 절삭의 기초

주요 기계 가공 방법에는 선삭, 대패질, 연삭, 밀링, 보링, 드릴링, 성형 등이 있습니다. 공작 기계는 절삭 공구를 사용하여 공작물을 절단하므로 클램핑 도구와 절삭 공구뿐만 아니라 작업 동작을 수행할 수 있는 기능이 있어야 합니다.

1. 공작 기계 절삭 동작

절삭 공구와 공작물 사이의 상대적인 움직임이 절삭 조건입니다. 주요 작업 동작에는 기본 동작과 이송 동작이 포함됩니다.

(1) 기본 모션

절단을 완료하는 작업 동작입니다. 기본 동작은 회전 운동 또는 왕복 선형 운동(공작물 또는 절삭 공구에 의해 수행됨)의 형태일 수 있습니다. 선삭, 연삭, 밀링 및 드릴링 작업의 경우 기본 동작은 회전입니다.

(2) 피드 모션

공작 기계 또는 수동 동력에 의해 제공되는 모션으로, 절삭 공구와 공작물 사이에 추가적인 상대적 움직임을 생성합니다. 기본 모션과 결합하여 공작물을 연속 또는 간헐적으로 절단할 수 있습니다. 기본 동작이 회전인 경우 선삭, 드릴링 및 밀링과 같이 이송 동작이 연속적이며, 기본 동작이 선형인 경우 평면 및 성형과 같이 이송 동작이 간헐적으로 이루어집니다. 절삭 깊이는 이송 동작에 따라 달라집니다.

(3) 커팅 깊이 모션

공구가 공작물을 관통하는 것으로 표시되는 절삭 깊이를 결정합니다.

(4) 가공 모션

선삭, 드릴링, 밀링 및 연삭에서 기본 동작과 이송 동작이 동시에 발생할 때 그 결과 결합된 동작을 가공 동작이라고 합니다.

2. 절삭 공구 형상

공구의 쐐기형 절삭날이 공작물 소재를 관통하여 칩을 소재에서 분리합니다. 절삭에 영향을 미치는 주요 요인은 공구 형상, 공구 재질 및 공작물 재질입니다. 공구의 날카로움은 공구의 다양한 각도에 의해 정의되는 공구의 모양에 따라 결정됩니다.

(1) 쐐기 각도 β

앞면과 주 뒷면 사이의 각도입니다. 공구의 쐐기 각도가 작으면 공구가 날카롭고 절단하기 쉽지만 단단한 재료를 절단할 때 가장자리가 깨지기 쉽습니다.

• 부드러운 절단용 금속: β_o알루미늄과 같은 =40°~50°.
• 연성이 높은 금속 절단용: β_o=55°~75°(예: 42강).
• 단단하고 부서지기 쉬운 금속 절단용: β_o청동, 주물 등과 같은 =75°~85°.

(2) 레이크 각도 γ_o

칩 형성 및 절삭력에 영향을 줍니다. 레이크 각도 범위는 -5° ~ 30°이며, 크기는 공작물 재질과 공구 재질에 따라 결정됩니다.

경사각이 크면 칩이 쉽게 흐르고 절삭력이 작아집니다. 경사각 γ_o 가 작거나 심지어 음수이면 절삭력이 크고 절삭날 강도가 높습니다.

(3) 릴리프 각도 α_o

공구와 공작물 사이의 마찰을 줄일 수 있습니다. 릴리프 각도 범위는 5°~12°입니다.

공작물 소재가 부드러울수록 공작물 직경과 절삭 깊이가 클수록 릴리프 각도 α가 커집니다._o 가 증가하며, 릴리프 각도가 클수록 α_o로 설정할수록 가공된 표면이 더 거칠어집니다.

(4) 도구 노즈 각도 ε_r

• 이송 속도가 높을 때: 두꺼운 칩, 높은 절삭 효율
  공구 팁 반경이 작은 경우: 공작물 표면의 깊은 공구 자국
• 이송 속도가 낮은 경우: 얇은 칩, 낮은 절삭 효율
  공구 팁 반경이 큰 경우: 공작물 표면의 얕은 공구 자국

베이스 평면에서 주 절삭날과 보조 절삭날의 돌출부 사이의 각도입니다. 공구 노우즈 각도가 클수록 공구의 외부 방열 면적이 넓어지므로 열 방출이 더 커집니다. 절삭날에서 열이 덜 발생하고 무뎌질 가능성이 적어 공구 수명이 연장됩니다. 공구 수명은 두 번의 공구 연마 사이의 시간 간격을 의미합니다.

피드가 작은 경우(≤ 1mm/r), ε=90°; 피드가 큰 경우(> 1mm/r), ε > 90°.

(5) 각도 K 입력_r

진입 각도는 절삭력의 방향과 칩 모양에 영향을 줍니다. 진입 각도가 감소하면 칩 모양이 더 적합하지만 반경 방향의 힘이 증가합니다.

주 절삭날과 이송 방향 사이의 각도입니다. 절삭력의 분해, 칩 모양 및 공구 수명에 영향을 줍니다. 진입 각도 k_r 30°~90° 범위에서 선택할 수 있으며, 가장 유리한 K_r=45°.

(6) 경사각 λ_s

a) λs가 음수이면 칩이 공작물 쪽으로 말립니다.
b) λs가 양수이면 칩이 공작물에서 멀어집니다.

주 절삭날과 베이스 평면 사이의 각도입니다. 공구 팁이 주 절삭날의 가장 낮은 지점일 경우 경사각은 음수로 정의되고, 공구 팁이 주 절삭날의 가장 높은 지점일 경우 경사각은 양수로 정의됩니다.

하중이 높을수록 경사각은 -10°~10° 범위로 더 커집니다.

3. 칩 형성

칩 단면적은 절단 깊이 a의 곱입니다._p 칩 모양은 진입 각도 κ에 따라 달라지며 절삭 깊이는 공작물 모양 및 치수와 관련이 있습니다.

칩이 분리되기 전에 절삭 날이 먼저 앞쪽 재료를 관통하여 균열을 일으킵니다. 절삭날의 쐐기 작용으로 인해 칩이 분리될 때까지 절삭날이 계속 관통합니다.

(1) 조각난 칩

절삭 중에 파편화된 칩이 생성되고 칩이 불연속적이며 가공된 공작물 표면이 고르지 않습니다.

(2) 세그먼트 칩

분리된 칩은 세그먼트 형태입니다. 이러한 세그먼트 칩은 부분적으로 서로 용접되어 연속적인 칩을 형성합니다.

(3) 연속 칩

재료가 분리될 때 절단 영역에서 재료가 흐르기 때문에 재료에 파손이 없어 연속적인 칩이 생성됩니다.

빌드업 엣지: 부드럽고 연성이 높은 재료를 절단할 때 절삭 날에 "빌드업 에지"라고 하는 바람직하지 않은 부착물이 형성됩니다. 이로 인해 가공된 표면이 거칠어지고 공구 자국이 깊게 남습니다. 재료 입자가 절삭 날에 순간적으로 부착되어 빌드업 에지를 형성합니다. 빌드업 에지는 공작물에서 공구 앞쪽의 균열에 매립되며, 분리될 때 공작물 표면에 인상을 남깁니다. 빌드업 에지는 다음과 같은 방법으로 방지할 수 있습니다. 절단 속도를 눌러 절삭 깊이를 늘리고 도구의 앞면을 연마합니다.

4. 절삭유

절삭 공정 중에 절삭유를 적절히 사용하면 절삭 영역의 온도를 낮추고 표면 품질과 정확도를 개선하며 공구 수명을 연장할 수 있습니다.

(1) 절삭유의 기능

1) 냉각

이후 절삭유 를 절삭 영역에 적용하면 절삭유의 열 전도, 대류 및 기화를 통해 칩, 공구 및 공작물에서 열을 방출하여 냉각 효과를 제공합니다.

2) 윤활

절삭유는 칩, 공구 및 공작물의 접촉면 사이로 침투하여 금속 표면에 윤활막을 형성하여 마찰 계수를 줄이고 축적된 모서리 형성을 억제하여 가공 표면의 품질을 개선하고 공구 수명을 연장합니다.

3) 청소

절삭유는 절삭 공정 중에 발생하는 미세한 칩이나 연마 가루를 씻어내어 가공 표면과 공작기계 가이드웨이의 스크래치를 청소하고 방지합니다.

4) 녹 방지

절삭유에 녹 방지 첨가제를 첨가하면 금속 표면에 보호막을 형성하여 공작 기계, 공작물 및 절삭 공구를 주변 매체에 의한 부식으로부터 보호할 수 있습니다.

(2) 절삭유 선택

일반적인 절삭유에는 수용액, 에멀젼, 절삭유 등이 있습니다.

• 수용액은 물을 주성분으로 하고 녹 방지 첨가제를 첨가한 절삭유로, 주로 냉각에 사용됩니다.
• 에멀젼은 가공 공정에서 널리 사용되는 절삭유입니다. 오일과 물의 혼합물이며 지방산, 나트륨 비누, 칼륨 비누와 같은 유화제가 첨가되어 있습니다.
• 절삭유는 주로 윤활 기능을 제공하며 총손실 시스템 오일, 경유, 등유 등이 있습니다.

II. 선회

수평 선반은 다양한 선삭 작업을 수행할 수 있는 널리 사용되는 범용 공작 기계입니다. 다양한 특수 선반은 대량 생산에 적합하며, 일부는 매우 큰 공작물 가공에 적합하고, 일부는 매우 작은 공작물 가공에 적합하며, 일부는 특수 공정 가공에 적합합니다.

1. 터닝의 기본

(1) 개요

선삭은 선반에서 공작물의 회전과 절삭 공구의 움직임을 이용하여 다양한 회전 표면을 가공하는 절삭 방법입니다. 선삭의 특징으로는 회전 부품 가공, 금속 소재 가공은 물론 목재, 플라스틱, 고무, 나일론과 같은 비금속 소재 가공이 있습니다. 터닝은 IT6~IT11의 치수 정확도와 Ra0.1~12.5μm의 표면 거칠기 값을 달성할 수 있습니다.

선삭 가공에는 외부 실린더 가공, 센터 홀 드릴링, 홈 가공, 나사 가공, 면삭, 보링, 테이퍼 가공, 널링 가공, 디스크 스프링 가공 등 다양한 응용 분야가 있습니다. 적절한 픽스처와 어태치먼트를 사용하면 선반은 평평한 표면의 연삭, 연마, 버니싱, 브로칭 및 밀링뿐만 아니라 내부 및 외부 원통형 표면을 가진 기타 특수하고 복잡한 부품을 가공할 수도 있습니다.

(2) 주요 절단 매개변수

금속 절삭 시 절삭 공구와 공작물 사이의 상대적인 움직임을 절삭 모션이라고 합니다. 절삭 모션은 기본 모션과 이송 모션으로 나뉩니다. 공작물에서 절단되는 층을 직접 제거하여 칩으로 만드는 동작을 1차 동작이라고 하고, 절단되는 층을 절단 공정에 연속적으로 또는 간헐적으로 공급하여 전체 공작물 표면을 점차적으로 가공하는 동작을 이송 동작이라고 합니다.

절삭 공정에서 공작물 표면은 가공할 표면, 전이 표면 및 가공된 표면으로 나뉩니다. 외부 원통형 선삭의 세 가지 표면이 그림에 나와 있습니다.

원하는 가공 표면을 얻고, 가공 효율성을 개선하고, 가공 비용을 절감하려면 절삭 속도, 이송 속도, 절삭 깊이 등 적절한 절삭 파라미터를 선택해야 합니다.

1) 절단 속도 v_c. 공작물의 기본 동작에 대한 절삭 날에서 선택한 지점의 순간 속도입니다.

v_c=πd_wn/100

어디

• v_c-절단 속도(m/min);
• d_w-절삭날(또는 도구)에서 선택한 지점의 직경(mm);
• N--선반 스핀들 속도(R/분).

2) 이송 속도 f. 이송 방향에서 공작물에 대한 공구의 변위, 선삭 시 이송 속도는 선반 스핀들의 회전당 공구의 움직임(mm/r)으로 표시됩니다.

3) 컷 깊이 a_p. 작업 평면에 수직인 방향으로 절삭 날의 기준점을 통과하는 절삭 깊이를 측정합니다.

a_p=(d_w-d_m)/2

어디

• a_p-절단 깊이(mm);
• d_w-가공할 공작물 표면의 직경(mm);
• d_m-가공된 공작물 표면의 직경(mm).

2. 터닝 도구

선삭 작업에는 다양한 선삭 공구가 사용되며, 용도별로 직선형 외부 선삭 공구, 45° 굽힘 외부 선삭 공구, 90° 선삭 공구, 페이스 선삭 공구, 보링 공구, 분리 공구 등으로 분류할 수 있습니다. 구조에 따라 일체형 선삭 공구, 용접 선삭 공구, 기계식 클램핑 선삭 공구, 기계식 클램핑 인덱서블 선삭 공구 등으로 분류할 수 있습니다.

선삭 공구는 절삭 작업을 수행하는 절삭 헤드와 공구 생크로 구성되며, 절삭 부분은 3개의 면, 2개의 모서리, 1개의 점으로 이루어져 있습니다.

(1) 레이크 페이스

칩이 흐르는 도구의 표면입니다.

(2) 메인 측면

도구의 뒷면은 갈퀴면과 교차하여 주 절삭 날을 형성합니다.

(3) 보조 측면

도구의 뒷면은 갈퀴면과 교차하여 보조 절삭 날을 형성합니다.

(4) 주요 커팅 엣지

선삭 공구의 경우 주요 절삭 작업을 수행하는 레이크 면과 메인 측면의 교차선입니다.

(5) 보조 절삭날

선삭 공구의 경우 부분 절단 작업에 참여하는 레이크면과 보조 측면의 교차선입니다.

(6) 도구 팁

주 절삭날과 보조 절삭날의 교차점에 있는 절삭날의 작은 부분입니다. 도구 팁의 강도를 높이기 위해 일반적으로 작은 과도기적 호로 연마합니다.

3. 공작물 클램핑

클램핑 도구의 선택은 공작물의 모양, 크기, 수량 및 품질 요구 사항에 따라 달라집니다. 공작물 고정 장치는 회전 운동을 공작물에 전달하고 절단 중에 발생하는 반력을 충분히 견딜 수 있어야 합니다.

(1) 셀프 센터링 척

셀프 센터링 척은 원형, 삼각형 및 육각형 단면의 공작물을 클램핑하는 데 사용됩니다.

척 렌치를 돌려 베벨 기어를 회전시키면 죠의 클램핑 동작이 발생하여 바깥쪽에서 안쪽으로 클램핑할 수 있습니다. 죠의 스텝은 클램핑 범위를 확장할 수 있습니다. 긴 봉재를 클램핑할 때는 중공 스핀들까지 확장할 수 있습니다.

(2) 독립 척

정사각형 및 팔각형 공작물을 고정하는 데 사용됩니다.

(3) 센터

공작물이 완전히 원형이고 자주 다시 고정해야 하는 경우 왼쪽과 오른쪽 중앙 사이에 고정해야 합니다. 드라이브 플레이트와 도그가 회전 동작을 공작물에 전달합니다. 접촉면 압력을 줄이고 센터의 손상을 방지하기 위해 라이브 센터로 만들 수 있습니다.

(4) 꾸준한 휴식

고정 받침대는 가공 중 휨과 변형을 방지하기 위해 긴 공작물을 지지하는 데 사용됩니다. 또한 긴 공작물의 끝면을 가공할 때도 사용됩니다. 고정 받침대는 선반 베드의 슬라이딩 가이드에 고정됩니다. 공작물의 양호한 진원도는 서포트 죠를 사용하기 위한 조건입니다. 지지 죠와 공작물 사이의 고착을 방지하기 위해 죠는 경화 강철, 청동, 카바이드 또는 플라스틱 인서트로 만들어야 합니다.

(5) 맨드릴

맨드릴은 구멍과 공작물의 외경 사이에 높은 동심도가 필요한 경우에 사용됩니다.

(6) 고정 맨드릴

직경은 공작물의 구멍 직경과 동일합니다. 맨드릴은 경화 및 연삭 후 1:400의 매우 작은 테이퍼를 가지므로 큰 클램핑력을 생성할 수 있습니다.

(7) 맨드릴 확장

원뿔형 내부 표면과 측면에 3개의 슬롯이 있는 원통형 클램핑 슬리브는 링 너트를 사용하여 원뿔형 회전 맨드릴에 장착됩니다. 클램핑 슬리브가 확장되어 공작물의 내부 구멍을 안쪽에서 바깥쪽으로 클램핑합니다. 확장되는 맨드릴은 양쪽 끝의 중심 사이에 고정됩니다.

(8) 콜릿 척

짧은 직경의 작은 원통형 공작물을 클램핑하는 데 사용됩니다. 빠르고 정밀하며 안전하게 클램핑할 수 있습니다.

콜릿의 전면에는 리버스 테이퍼와 3개의 슬롯이 있습니다. 외부 너트를 사용하여 스핀들의 테이퍼 구멍으로 누르거나 중공 스핀들을 통과하는 클램핑 레버를 사용하여 스핀들의 테이퍼 구멍으로 당겨 넣을 수 있습니다. 그러나 연마, 디버링 및 적절한 크기의 원통형 공작물을 내부에 클램핑해야만 방사형 런아웃을 방지할 수 있습니다.

(9) 페이스 플레이트

페이스 플레이트는 직경이 크거나 비대칭 형상의 공작물을 고정하는 데 사용됩니다. 페이스 플레이트에는 독립적으로 조절 가능한 4개의 죠가 있습니다. 죠는 180° 회전이 가능하여 내부 및 외부 죠로 사용할 수 있습니다.

공작물을 고정할 때는 먼저 육안으로 정렬한 다음 표시 다이얼을 사용하여 공작물의 중심을 맞춥니다. 더 높은 가공 정확도가 필요한 경우 다이얼 인디케이터를 사용하여 공작물의 중심을 맞춥니다. 페이스 플레이트에는 여러 개의 방사형 슬롯이 있으므로 나사, 클램프 또는 벤트 플레이트를 사용하여 공작물을 클램핑할 수도 있습니다.

III. 연삭

1. 그라인딩 휠

그라인딩 휠은 연마 입자와 접착 재료로 구성되며 특정 모양으로 되어 있습니다. 연삭 휠이 고속으로 회전하면 연마 입자가 공작물과 접촉하여 절삭을 수행합니다.

무딘 연마 입자가 파손되어 파손된 표면에 새로운 날카로운 입자(절삭날)를 형성합니다.

그라인딩 휠은 주로 평면, 단면 오목, 원통형, 그릇 모양, 접시 모양 및 이중 경사 모양으로 제공되어 다양한 모양과 크기의 연삭 표면에 적합합니다.

(1) 그라인딩 휠의 구조

그라인딩 휠은 연마재(휠의 연마 입자를 형성하는 재료), 그릿 크기(연마 입자의 굵기), (결합 강도), 구조(휠의 다공성), 결합제(연마 입자를 서로 결합하는 재료)로 구성됩니다.

(2) 그라인딩 휠 장착하기

연삭 휠을 설치하기 전에 연삭 휠을 매달아 소리 점검을 받아야 합니다(휠을 가볍게 두드리면 이상한 소음 없이 깨끗한 소리가 나야 합니다). 그런 다음 회색 주철, 강철 또는 이와 유사한 재료로 만든 플랜지로 고정합니다. 다음으로 견고한 소재(강철, 주강 등)로 만든 가드가 설치됩니다. 회전 속도가 빠르기 때문에 설치된 그라인딩 휠은 정적 및 동적 밸런스 점검 및 조정을 거쳐야 합니다.

2. 연삭 과정

(1) 표면 연마

연삭 휠 축의 위치에 따라 표면 연삭은 주변 연삭(수평 휠 축)과 면 연삭(수직 휠 축)으로 나뉩니다. 연삭기에는 앞뒤로 움직이는 긴 작업대 또는 회전하는 원형 작업대가 있습니다.

연삭은 세 단계로 나눌 수 있습니다:

1) 거친 연삭.

큰 재료 제거, 공작물 모양 개선, 가공 자국 제거. 휠 그릿 크기 F40~F60, 절삭 깊이 0.010~0.030mm.

2) 반제품 연삭.

표면 품질이 향상되고 치수 정확도가 IT5에 도달할 수 있습니다. 휠 그릿 크기 F80~F100, 절삭 깊이 0.005~0.015mm.

3) 연삭을 완료합니다.

표면 품질이 더욱 향상되어 치수 정확도가 IT3에서 IT4에 도달할 수 있습니다. 휠 그릿 크기 F220 ~ F320, 절삭 깊이 0.001 ~ 0.008mm.

연삭 공차는 공작물 크기에 따라 0.1~0.6mm 사이입니다.

(2) 원통형 연삭

공작물이 저속으로 회전합니다. 이 동작은 이송 동작이며 연삭 휠 회전과 같은 방향이거나 반대 방향일 수 있습니다. 보조 모션에 따라 다음과 같이 분류할 수 있습니다:

• 트래버스 연삭. 공작물이 회전하여 축 방향으로 이동합니다.
• 플 런지 연삭. 연삭 휠이 공작물을 향해 방사형으로 이동합니다.
• 긴 공작물의 플 런지 연삭. 각 플 런지 후 공작물은 연삭 휠의 폭보다 작은 축 방향으로 이동합니다.
• 성형 휠을 사용한 플 런지 연삭. 이러한 유형의 연삭에서는 직경의 차이가 너무 크지 않아야 합니다.
• 센터리스 연삭. 공작물은 고정되지 않고 연삭 휠과 조절 휠 사이에 배치됩니다. 연삭 휠은 비교적 빠른 속도로 공작물을 연삭합니다.

(3) 내부 연삭

홀 연삭은 일반적으로 트래버스 연삭과 플 런지 연삭을 사용하여 수행됩니다. 연삭 휠과 공작물 사이의 접촉 면적이 너무 크지 않도록 하기 위해 연삭 휠의 최대 직경은 홀 직경의 2/3를 초과하지 않아야 합니다. 내경 연삭의 문제점은 온도 상승과 열악한 칩 제거 조건입니다.

3. 연삭기

연삭기는 고정밀 공작 기계입니다. 연삭기로 가공되는 공작물은 높은 형상 정확도, 치수 정확도 및 표면 품질을 가져야 합니다.

일반적인 연삭기에는 주로 표면 연삭기, 범용 공구 연삭기, 원통형 연삭기, 센터리스 연삭기 등이 있습니다.

IV. 밀링

1. 밀링의 기본

(1) 개요

밀링은 현재 가장 널리 사용되는 금속 절삭 방법 중 하나입니다. 이는 회전하는 밀링 커터의 동작과 커터에 대한 공작물의 이송 동작을 결합하여 공작물 표면에서 금속을 제거하는 과정을 말합니다.

밀링의 특징: 절삭에 멀티 엣지 밀링 커터를 사용하여 높은 효율과 넓은 가공 범위를 제공하여 다양한 복잡한 형상의 부품을 가공할 수 있으며, 표면 거칠기 값이 Ra1.6~12.5μm로 IT7~IT9에 이르는 비교적 높은 가공 정밀도를 제공합니다.

(2) 밀링 작업

절삭 작업은 밀링 커터와 공작물 사이의 접촉을 통해 가공 공정과 가공된 표면을 생성합니다.

보조 작업에는 가공 전 준비 작업(공구 및 공작물 설치, 기계 파라미터 조정 등)과 가공 후 보조 작업(기계 정지, 공구 후퇴, 완제품 제거 등)이 포함됩니다.

1) 커팅 모션.

절삭 공정 중에 가공 표면을 형성하는 데 필요한 공구와 공작물 사이의 상대적인 동작은 기본 동작과 이송 동작으로 나뉩니다. 기본 동작은 기계의 절삭 속도를 형성하거나 주 동력을 소비하는 동작으로 밀링 커터의 회전입니다. 이송 동작은 절단 층을 형성하기 위해 절단을위한 공작물 재료를 지속적으로 공급하는 동작으로 공작물의 이동 및 회전, 밀링 커터의 이동 등을 포함합니다.

2) 보조 동작.

밀링 테이블이 공작물에 빠르게 접근하고 절삭이 완료된 후 빠르게 복귀하는 등 가공 중 보조 작업을 완료하는 데 필요한 동작입니다.

3) 절단 중에 생성된 표면.

절단 시 생성되는 표면은 가공할 표면, 가공된 표면, 절단 표면의 세 가지 유형으로 분류됩니다.

(3) 밀링 매개변수

밀링 커터가 절삭 동작 중에 칩을 제거하는 과정에는 다음과 같은 기본 매개 변수와 함께 많은 요소가 포함됩니다.

1) 밀링 속도.

밀링 커터에서 중심에서 가장 먼 지점까지 1분 동안 이동한 거리입니다.

2) 피드 속도.

밀링 공정에서 공작물이 밀링 커터를 기준으로 이동하는 거리입니다. 이송 속도, 회전당 이송량 및 톱니당 이송량을 포함합니다.

3) 축 방향 컷 깊이.

(페이스 밀링 커터의 경우 밀링 깊이에 해당, 원통형 밀링 커터의 경우 반대) 공작물 평면에 수직인 방향으로 절삭날의 기준점을 통과하여 측정한 절삭 깊이로, 밀링 커터의 축을 따라 측정한 공구가 공작물에 진입하는 깊이입니다.

4) 방사형 컷 깊이.

(면삭 밀링 커터의 경우 밀링 폭에 해당, 원통형 밀링 커터의 경우 반대) 절삭 날의 기준점에서 공작물 평면에 평행하고 이송 방향에 수직인 방향으로 측정한 절삭 깊이로, 밀링 커터의 축에 수직으로 측정한 절삭 대상 공작물 부분의 치수입니다.

2. 밀링 커터의 분류

밀링 커터에는 여러 종류가 있습니다. 목적에 따라 평평한 표면, 직각 홈, 특수한 모양의 홈, 특수한 모양의 표면 가공용 커터로 나눌 수 있습니다. 모양에 따라 솔리드 밀링 커터와 인서트 밀링 커터로 나눌 수 있습니다.

3. 밀링의 기본 방법

밀링은 금속 재료 가공의 중요한 방법으로 평평한 표면, 경사진 표면, 특수한 모양의 표면, 홈 및 치아 모양을 가공하는 데 사용할 수 있습니다.

(1) 평평한 표면 밀링

공작물의 평평한 표면을 밀링하는 방법에는 주로 주변 밀링과 면 밀링의 두 가지 방법이 있습니다.

주변 밀링은 밀링 커터의 원통형 표면에 분산된 절삭날을 사용하여 평평한 표면을 형성합니다. 여기에는 업 밀링과 다운 밀링이 포함됩니다. 주변부 밀링은 주로 수평 밀링 머신에서 수행되며 밀링된 표면은 작업대 표면과 평행합니다.

업 밀링과 다운 밀링 중 선택하는 원칙은 높은 기계 정밀도와 우수한 강성, 업 밀링은 미세 가공에 적합, 다운 밀링은 부품 내부 모서리의 미세 가공에 사용, 황삭 가공에는 다운 밀링, 미세 가공에는 업 밀링입니다.

페이스 밀링은 밀링 커터 끝면의 절삭 날을 사용하여 평평한 표면을 형성합니다. 페이스 밀링은 수평 밀링 머신에서 수행할 수 있으며 밀링된 표면은 작업대 표면과 수직입니다.

(2) 경사진 표면의 밀링 가공

경사면은 기준면에 대해 경사져 있는 공작물의 평면, 즉 기준면과 필요한 각도로 교차하는 평면을 말합니다. 경사진 표면을 밀링하는 방법에는 공작물 기울이기, 밀링 커터 기울이기, 앵글 밀링 커터 사용의 세 가지 방법이 있습니다.

(3) 홈 밀링 가공

밀링 머신에서 홈을 가공하는 방법에는 여러 가지가 있으며, 일반적으로 사용되는 홈에는 직각 홈, V자 홈, 도브테일 홈, T자 홈 및 다양한 키홈이 있습니다. 또한 스플라인, 기어, 톱니형 클러치도 밀링 가공이 가능하지만 밀링 커터에 대한 요구 사항은 비교적 엄격합니다.

(4) 특수한 모양의 표면 밀링 가공

하나 이상의 단면 방향이 원형이 아닌 곡선인 서페이스를 특수한 모양의 서페이스라고 합니다. 단 하나의 단면 방향에서만 원형이 아닌 곡선인 특수한 모양의 서페이스를 단순 특수 모양의 서페이스라고 합니다. 제너레이터가 짧은 경우 캠의 작업 프로파일과 같이 곡선 회전 서피스라고 합니다. 제너레이터가 긴 경우, 이를 형성된 서피스라고 합니다.

V. 계획 및 모양 만들기

평면 및 곡면 가공에는 대패와 셰이퍼가 사용됩니다.

1. 가공 프로세스 및 도구

(1) 계획

주 동작은 작업대가 완료하고 공구는 이송 및 절삭 깊이 동작을 수행합니다. 평면 가공은 길고 좁은 표면을 가공하는 데 적합합니다. 조건이 허락하는 경우 여러 공작물을 작업대에 고정할 수 있습니다.

밀링에 비해 평면 가공의 장점은 공작물의 열 변형이 적고 가공 정확도가 높으며 공구 비용이 저렴하다는 점이며, 단점은 가공 시간이 길고 주 동작의 전력 소비가 높다는 점입니다.

(2) 모양 만들기

주 동작은 공구에 의해 완료되고 공작물은 이송 동작을 수행합니다. 성형 공정은 짧은 표면 가공 및 단일 부품 생산에 적합합니다. 수평 성형(불 헤드 셰이퍼)은 주로 외형 가공에 사용되며, 수직 성형은 내형 가공에 주로 사용됩니다.

(3) 이송 속도 f 및 축 방향 절삭 깊이 a_p

선삭과 같이 리턴 스트로크에서 작업 스트로크로 전환할 때는 이송 속도가 작아야 하고 평면 가공 및 성형 시 축 방향 절삭 깊이가 커야 합니다. 진입 각도 kr은 45°여야 합니다. 수직 성형에서는 작업 테이블 이동이 절삭 날과 평행하거나 수직이기 때문에 진입 각도는 90°입니다.

(4) 계획 및 성형 도구

선삭 공구와 마찬가지로 카바이드 인서트를 장착할 수 있습니다. 수직 성형에는 특수 공구가 필요합니다.

(5) 리턴 스트로크 시 공구 리프팅

리턴 스트로크 중에 절삭날이 공작물에 마찰되는 것을 방지하려면 작업 테이블이 리턴할 때 공구를 공작물에서 들어 올려야 합니다. 기계에는 자동 공구 리프팅 장치가 장착되어 있습니다.

작업을 시작하기 전에 공구가 작업 위치로 정확하게 복귀했는지 확인하십시오. 그렇지 않으면 공구 파손, 공작물 파편 및 개인 사고와 같은 위험이 발생할 수 있습니다.

(6) 절단 속도

절삭 속도는 공작물 및 공구의 재료와 이송 속도의 크기에 따라 달라집니다. 성형 시 절삭 속도와 스트로크 수는 작업자가 추정합니다. 긴 공작물을 계획할 때는 가공 시간이 길기 때문에 절삭 속도와 왕복 스트로크 수를 정확하게 계산해야 합니다.

일반적으로 다음 공식을 사용하여 계산합니다.

왕복 스트로크 수 = 절단 속도 / (2 × 스트로크 길이)

2. 플래너 및 셰이퍼

(1) 불 헤드 셰이퍼의 구조

불 헤드 셰이퍼의 램은 기계식 변속기(크랭크-로커 메커니즘) 또는 유압식 변속기를 사용합니다.

불 헤드 셰이퍼는 주로 베드, 램, 작업대 크로스 레일, 작업대, 메인 모션 기어박스 및 피드 메커니즘으로 구성됩니다.

(2) 셰이퍼의 구조

셰이퍼의 주요 동작은 도구가 수행하는 수직 선형 동작입니다.

셰이퍼는 일체형 생산에서 내부 평평한 표면 또는 내부 곡면을 가공하는 데 적합합니다. 셰이퍼는 주로 기둥, 베드, 램, 작업대, 램 구동 시스템 및 이송 메커니즘으로 구성됩니다.

VI. 브로칭

브로칭은 긴 막대 모양의 도구(브로치)를 사용하여 공작물의 구멍이나 공작물의 외부 표면을 따라 절단하는 절삭 공정입니다. 가공된 표면의 특성에 따라 브로칭은 내부 브로칭과 외부 브로칭으로 나뉩니다.

1. 브로치, 칩 형성 및 절단 매개변수

특정 모양의 공작물을 가공하려면 해당 모양의 브로치가 필요하므로 브로칭은 대량 생산에만 적합합니다.

(1) 도구의 구성 요소

• 섕크 - 브로치를 고정하고 전력을 전송하는 데 사용됩니다.
• 전면 파일럿 섹션 - 브로치가 비뚤어지는 것을 방지하는 가이드 역할을 합니다.
• 절단 섹션 - 황삭 톱니와 정삭 톱니로 구성된 절단 작업을 수행합니다.
• 버니싱 섹션 - 연마 및 보정 역할을 하며, 마무리 치아의 예비 치아 역할을 합니다.
• 브로치의 구조와 치아 모양은 브로칭 방법과 관련이 있습니다.

(2) 칩 형성

브로치는 세로 이동(주 동작)만 수행합니다. 톱니의 치수가 앞쪽에서 뒤쪽으로 점차 증가하기 때문에 연속 절단을 위해 이송이 필요하지 않습니다. 톱니당 상승(축 방향 절삭 깊이와 동일)은 재료에 따라 다릅니다. 무딘 브로치를 다시 연마할 때는 원래의 치아 높이를 엄격하게 유지해야 합니다. 칩 포켓에 말린 칩을 위한 충분한 공간을 제공하려면 칩을 연마해야 합니다.

(3) 참고 사항

브로칭의 효율성을 극대화하려면 다음 사항에 유의해야 합니다:

1) 올바른 치아 상승.

톱니가 너무 크게 올라오면 공구에 과부하가 걸려 치핑이 발생할 수 있습니다. 톱니 상승이 너무 작으면 브로치를 크게 늘리거나 여러 번에 걸쳐 가공하거나 여러 개의 브로치를 사용해야 합니다.

2) 올바른 절단 속도 선택.

절삭 속도가 너무 빠르면 브로치의 수명이 짧아지고 절삭 속도가 너무 느리면 가공 시간이 길어집니다.

3) 적절한 윤활 및 냉각.

적절한 윤활과 냉각을 통해 브로치의 수명을 연장하고 표면 거칠기를 줄일 수 있습니다.

4) 시기적절한 도구 연마.

적시에 공구를 연마하는 것은 표면 거칠기와 브로칭 힘을 줄이기 위한 전제 조건입니다. 브로치의 무뎌진 상태를 이해할 필요가 있습니다. 무딘 브로치의 특징은 둥근 절삭날, 높은 브로칭 힘, 거친 표면을 가진 대형 가공품입니다.

2. 브로칭 기계

브로칭 방법은 일반적으로 레이어 브로칭과 섹션 브로칭의 두 가지 범주로 나뉩니다.

브로칭의 경제적 효율성을 보장하려면 대량 생산 배치가 필요합니다. 브로칭 기계는 대량 생산에 적합합니다.

필요하고 가능한 경우 브로칭 기계에 자동 로딩 기능을 장착하거나 자동 라인에 통합할 수 있습니다. 브로칭 기계는 일반적으로 유압식 변속기를 사용합니다. 브로칭 기계의 특징은 다음과 같습니다:

• 브로칭 동작은 충격이나 진동 없이 균일하게 이루어집니다.
• 브로칭 속도는 무한대로 조정할 수 있습니다.
• 압력 게이지를 통해 브로칭 힘을 제어하고 조정할 수 있습니다.