선반 공구 필수품: 분류 및 샤프닝 팁

I. 터닝 도구의 구조

선삭 공구는 구조에 따라 일체형, 용접형, 기계식 클램핑, 인덱서블의 네 가지 유형으로 나뉘며, 구조적 특징과 적용 가능한 경우는 표 1에 나와 있습니다.

표 1 선삭 공구의 구조적 특성 및 적용 가능한 경우

II. 회전 도구의 구성과 각도

선삭 공구는 가장 단순한 형태의 단일 모서리 절삭 공구이며, 다른 모든 복잡한 공구는 선삭 공구의 조합과 발전으로 간주할 수 있습니다. 선삭 공구 각도의 정의는 다른 공구에도 적용할 수 있습니다.

1. 터닝 도구의 구성

선삭 공구는 공구 헤드(절삭 부분)와 공구 본체(고정 부분)로 구성됩니다. 선삭 공구의 절삭 부분은 세 개의 표면, 두 개의 모서리, 하나의 팁으로 구성됩니다. 선삭 공구의 구성은 그림 1에 나와 있습니다.

1-세컨드 커팅 엣지
2-정면
3-툴 헤드
4-툴 본체
5-주요 첨단 기술
6-메인 리어 페이스
7-세컨드 리어 페이스
8-도구 팁

(1) 앞면

절단 중에 칩이 흘러나오는 표면입니다.

(2) 메인 후면

절단 중 가공되는 공작물 표면의 반대쪽 표면입니다.

(3) 보조 뒷면

절단 중 공작물의 이미 가공된 표면과 반대쪽 표면입니다.

(4) 주요 커팅 엣지

앞면과 주 뒷면의 교차점입니다. 직선 또는 곡선일 수 있으며 주요 절단 작업을 수행합니다.

(5) 보조 절삭날

앞면과 보조 뒷면의 교차점입니다. 일반적으로 소량의 절단 작업을 수행합니다.

(6) 도구 팁

주 절삭날과 보조 절삭날의 교차 부분입니다. 공구 팁을 강화하기 위해 그림 2와 같이 둥근 호 또는 짧은 직선으로 연마하여 전환 모서리를 형성하는 경우가 많습니다.

2. 회전 도구의 각도

선삭 도구의 주요 각도에는 경사각 γ가 포함됩니다. _o , 이격각 α _o 주 절삭날 각도 k _r 보조 절삭날 각도 k' _r 및 경사각 λ _s 그림 3과 같습니다. 선삭 공구의 각도는 가공 품질과 생산성에 중요한 역할을 합니다.

절삭하는 동안 공구 헤드는 3개의 표면, 2개의 모서리, 1개의 팁을 형성하여 선삭 공구의 실제 유효 각도를 구성합니다. 선삭 공구의 베이스는 수평이며 선삭 공구 바닥과 평행합니다. 그림 4와 같이 절삭면, 직교면 및 베이스는 서로 수직입니다.

(1) 경사각 γ_o

레이크 면과 기준면 사이의 각도로, 레이크 면의 경사도를 나타냅니다. 경사각은 양수, 음수 또는 0이 될 수 있습니다. 레이크 면이 기준면 아래에 있으면 레이크 각도는 양수이고, 그렇지 않으면 음수이며, 일치하면 0입니다. 일반적으로 언급된 경사각은 양의 경사각을 의미합니다.

그림 5는 경사각과 이격각의 단면도를 보여줍니다. 경사각을 높이면 절삭날이 더 날카로워지고 절삭력이 감소하며 절삭 온도가 낮아지고 공구 마모가 감소하며 표면 정삭 품질이 향상될 수 있습니다. 그러나 경사각이 너무 크면 절삭날의 강도가 감소하여 손상되기 쉽습니다.

초경 선삭 공구로 강철 부품(플라스틱 소재 등)을 가공하는 경우 일반적으로 경사각은 10°~20°로, 회주철(취성 소재 등)을 가공하는 경우 일반적으로 경사각은 5°~15°로 선택합니다. 정삭 가공에는 더 큰 경사각을 선택할 수 있고 황삭 가공에는 더 작은 경사각을 선택해야 합니다. 공작물 재료의 강도와 경도가 높으면 더 작은 경사각이 선택되며 때로는 음수 값도 선택됩니다.

(2) 클리어런스 각도 α_o

주 측면면과 절단면 사이의 각도로, 주 측면면의 경사를 나타냅니다. 클리어런스 각도의 기능은 주 측면면과 공작물 사이의 마찰을 줄이는 것이며 절삭 날의 강도와 날카로움에 영향을 미칩니다. 일반적으로 클리어런스 각도 α _o 를 5°~7°로 선택할 수 있습니다.

(3) 주 절삭날 각도 k_r

주 절삭날과 베이스 평면에 투영된 이송 방향 사이의 각도입니다. 주 절삭날 각도의 기능은 절삭날의 작업 길이, 배력, 팁 강도 및 방열 조건에 영향을 미칩니다. 주 절삭날 각도가 작을수록 절삭날의 작동 길이가 길어지고 방열 조건이 좋아지지만 배력이 커집니다.

선삭 공구에 일반적으로 사용되는 주요 절삭날 각도는 45°, 60°, 75°, 90°입니다. 공작물의 강성이 좋은 경우 더 작은 값을 선택할 수 있습니다. 가느다란 샤프트를 선삭할 때는 배력을 줄이고 공작물의 굽힘 변형을 방지하려면 더 큰 값을 선택해야 합니다. 선삭 공구의 주요 절삭날 각도는 그림 6에 나와 있습니다.

(4) 보조 절삭날 각도 k'_r

보조 절삭날과 베이스 평면에 투영된 이송 방향 사이의 각도입니다. 보조 절삭날 각도의 기능은 표면에 영향을 주는 것입니다. 거칠기 가공된 표면의 2차 절삭날 각도를 줄이면 가공된 표면의 거칠기 값이 감소할 수 있습니다. 선삭 공구의 2차 절삭날 각도는 그림 6에 나와 있습니다. _r 는 일반적으로 5°~15°, 미세 회전의 경우 5°~10°, 거친 회전의 경우 10°~15°로 선택됩니다.

(5) 리드 각도 λ_s

주 절삭날과 베이스 평면 사이의 각도로, 공구 팁이 절삭날의 가장 높은 지점일수록 양수 값이고, 그렇지 않으면 음수 값입니다. 리드 앵글의 기능은 주로 주 절삭 날의 강도에 영향을 미치며 칩 흐름 방향을 제어합니다.

공구 생크의 바닥면을 기준으로 공구 팁이 주 절삭 날의 가장 높은 지점인 경우 λ _s >0°인 경우, 그림 7a와 같이 칩이 가공할 표면 쪽으로 흐르며, 주 절삭날이 공구 생크의 바닥면과 평행할 때 λ _s =0°인 경우 칩은 그림 7b와 같이 주 절삭 인선에 수직인 방향으로 흐르며, 공구 끝이 주 절삭 인선의 가장 낮은 지점인 경우 λ _s <0° 미만이면 그림 7c와 같이 칩이 가공된 표면을 향해 흐릅니다.

일반적으로 λ_s 는 -5°~+5° 사이에서 선택됩니다. 거친 가공의 경우, λ_s 는 종종 음수이지만, 칩이 가공된 표면을 향해 흐르지만 주 절삭 날의 강도를 보장합니다. 미세 가공의 경우, λ_s 는 종종 양수이므로 칩이 가공할 표면을 향해 흐르기 때문에 가공된 표면이 긁히지 않습니다.

III. 선삭 공구 연마

선삭 공구가 무뎌진 후 다시 연마하는 작업은 연삭숫돌에서 수행합니다. 고속 강철 선삭 공구는 산화알루미늄 연삭 휠(흰색)로 연마하고, 카바이드 공구 팁은 실리콘 카바이드 연삭 휠(녹색)로 연마합니다.

1. 선삭 공구를 연마하는 단계

• 그림 8a와 같이 주요 측면 면을 연마하면서 주요 절삭날 각도와 주요 간격 각도를 연마합니다.
• 그림 8b와 같이 보조 측면 면을 연마하면서 보조 절삭날 각도와 보조 간격 각도를 연마합니다.
• 그림 8c와 같이 레이크 면을 연마하면서 레이크 각도도 연마합니다.
• 그림 8d와 같이 각 면과 팁을 선명하게 합니다.

2. 선삭 공구를 연마하는 자세와 방법

• 그라인딩 휠이 파손될 경우 날아다니는 파편으로 인한 부상을 방지하기 위해 그라인딩 휠의 측면에 서십시오.
• 양손으로 공구를 잡을 때는 일정한 거리를 유지하고 팔꿈치를 허리에 고정하여 깎는 동안 진동을 줄이세요.
• 공구를 연마할 때는 절삭 공구를 연삭 휠의 수평 중앙에 놓고 끝을 3°~8° 위로 약간 기울여 놓아야 합니다. 절삭 공구가 연삭 휠에 닿은 후에는 왼쪽과 오른쪽 방향으로 수평으로 움직여야 합니다. 절삭 공구가 연삭 휠을 떠날 때는 연삭 휠에 의해 날카로운 절삭날이 손상되지 않도록 절삭 공구를 위로 들어 올려야 합니다.
• 도구의 뒷면을 날카롭게 할 때는 도구 막대의 꼬리를 1차 안전각과 같은 각도만큼 왼쪽으로 기울이고, 2차 뒷면을 날카롭게 할 때는 도구 막대의 꼬리를 2차 안전각과 같은 각도만큼 오른쪽으로 기울여야 합니다.
• 팁의 반경을 연마할 때는 일반적으로 왼손으로 절삭 공구의 앞쪽 끝을 피벗으로 잡고 오른손으로 절삭 공구의 꼬리를 회전시킵니다.

IV. 연삭 절삭 공구를 위한 안전 지식

• 연삭 공구를 사용하기 전에 먼저 연삭숫돌에 균열이 있는지 확인하고 연삭숫돌 샤프트 너트가 조여져 있는지 확인한 후 연삭숫돌이 부러지거나 날아가 부상을 입지 않도록 시운전 후 사용해야 합니다.
• 공구를 연마할 때 너무 많은 힘을 가하면 손이 미끄러져 그라인더 표면에 닿아 산업재해가 발생할 수 있으므로 무리하게 힘을 가하지 마세요.
• 공구를 연마할 때는 보호 고글을 착용하여 모래나 조각이 눈에 들어가지 않도록 하세요.
• 사고를 예방하기 위해 연삭 휠의 회전 방향 바로 앞에 서지 마세요.
• 작은 도구 헤드를 연마할 때는 도구 모음에 장착해야 합니다.
• 그라인딩 휠 홀더와 그라인딩 휠 사이의 간격은 3mm를 넘지 않아야 하며, 너무 크다고 판단되면 적절히 조정해야 합니다.

V. 절단 도구 설치

절삭 공구는 그림 9와 같이 공구 홀더에 정확하고 단단히 설치해야 합니다. 절삭 공구를 설치할 때 팁이 공작물의 회전 중심과 정확하게 정렬되어야 하며, 그렇지 않으면 공작물의 중앙 돌출부를 제거하기 어렵고, 가능한 한 중앙에서 바깥쪽으로 이송하고 필요한 경우 새들을 잠급니다. 커팅 공구를 설치할 때 다음 사항에 유의해야 합니다:

1. 공구 헤드가 너무 길게 튀어나오지 않아야 합니다.

공구 헤드가 너무 길게 돌출되어서는 안되며, 그렇지 않으면 절단 중에 쉽게 진동하여 공작물의 가공 정확도와 표면 거칠기에 영향을 미칩니다. 일반적으로 공구 헤드의 돌출 길이는 공구 바 두께의 1.5~2배를 넘지 않아야 하며, 공구 팁이 절단되는 것을 볼 수 있는 정도면 충분합니다.

2. 공구 팁은 선반 스핀들의 중심선과 같은 높이에 있어야 합니다.

절삭 공구를 너무 높게 설치하면 후면 각도가 감소하여 절삭 공구의 주 후면과 공작물 사이에 심한 마찰이 발생하고, 너무 낮게 설치하면 전면 각도가 감소하여 절삭이 어려워지고 공구 팁이 부서질 수 있습니다. 심압대 중심 높이에 따라 공구 팁의 높이를 조정할 수 있습니다. 절삭 공구의 설치는 그림 9a에 나와 있습니다.

3. 절단 도구 아래의 심은 평평해야 합니다.

절단 도구 아래의 심은 평평해야 하며 가능한 한 두꺼운 심을 사용하여 심의 수를 줄여야 합니다. 공구 팁의 높이를 조정한 후에는 최소 두 개의 나사를 사용하여 절삭 공구를 번갈아 가며 조여야 합니다.