CNC 수직 선반의 절삭력을 조절하는 방법은 무엇입니까?

CNC 수직 선반의 절삭력을 조정하는 것은 최적의 가공 결과를 얻는 데 중요한 요소입니다. CNC 수직 선반 기계 공급업체로서 당사는 이 프로세스의 중요성을 이해하고 있으며 관련 단계와 고려 사항을 안내해 드립니다.

절삭력 이해

절삭력은 가공 과정에서 절삭 공구가 공작물에 가하는 힘입니다. 이는 공작물의 재질, 절삭 공구의 형상, 절삭 매개변수(예: 절삭 속도, 이송 속도, 절삭 깊이), 기계-공구 시스템의 강성을 포함한 여러 요인의 영향을 받습니다.

절삭력이 너무 높으면 여러 가지 문제가 발생할 수 있습니다. 과도한 절삭력은 공구 마모 및 파손을 유발하여 공구 비용과 공구 교체를 위한 가동 중지 시간을 증가시킵니다. 또한 가공물의 표면 조도가 불량하고 치수가 부정확하며 심지어 기계 자체가 손상될 수도 있습니다. 반면, 절삭력이 너무 낮으면 가공 공정이 비효율적이어서 사이클 시간이 길어지고 생산성이 낮아질 수 있습니다.

절삭력에 영향을 미치는 요인

공작물 재료

재료마다 경도, 인성, 연성과 같은 기계적 특성이 다릅니다. 더 단단한 재료는 일반적으로 재료를 제거하기 위해 더 높은 절삭력이 필요합니다. 예를 들어, 스테인리스강이나 티타늄을 가공하는 경우 일반적으로 알루미늄을 가공할 때보다 더 많은 힘이 필요합니다. 새로운 피삭재 재료를 다룰 때는 재료의 특성을 조사하고 가공 핸드북을 참조하거나 재료 전문가와 상담하여 적절한 절삭력 범위를 예측하는 것이 필수적입니다.

절삭 공구 형상

절삭 공구의 모양과 디자인은 절삭력을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 날카로운 절삭날과 적절한 경사각을 갖춘 공구는 절삭력을 줄일 수 있습니다. 양의 경사각은 재료를 더 쉽게 절단하는 데 도움이 되므로 힘이 더 적게 듭니다. 그러나 경사각은 균형을 이루어야 합니다. 너무 큰 양의 경사각은 공구 팁을 약화시키고 조기 마모로 이어질 수 있기 때문입니다. 절삭 공구의 노즈 반경도 절삭력에 영향을 미칩니다. 노즈 반경이 크면 절삭력이 더 넓은 영역에 분산되어 공구 팁에 가해지는 응력이 줄어듭니다.

절단 매개변수

• 절단 속도: 일반적으로 절삭속도를 높이면 어느 정도까지는 절삭력이 감소합니다. 속도가 빨라지면 재료 제거 공정이 더 효율적이 되고 칩이 더 쉽게 형성됩니다. 그러나 절삭 속도가 너무 높으면 과도한 발열이 발생하여 공구 마모 및 표면 조도 불량이 발생할 수 있습니다.
• 이송 속도: 이송 속도는 공구가 회전당 공작물을 따라 이동하는 거리입니다. 이송률이 높을수록 단위 시간당 제거되는 재료의 양이 증가하고 결과적으로 절삭력이 증가합니다. 이송 속도 조정은 생산성과 절삭력 제어 사이의 미묘한 균형입니다.
• 절입량: 절삭 깊이가 클수록 단일 패스에서 더 많은 재료가 제거되어 절삭력이 높아집니다. 절삭 깊이를 줄이면 절삭력을 낮추는 데 도움이 될 수 있지만 가공 작업을 완료하는 데 필요한 패스 수가 늘어날 수도 있습니다.

기계-공구 시스템 강성

CNC 수직 선반과 공구 고정 시스템의 강성은 절삭력 제어에 매우 중요합니다. 견고한 기계는 과도한 진동 없이 절삭력을 더 잘 견딜 수 있습니다. 기계-공구 시스템의 견고성이 충분하지 않으면 절삭력으로 인해 진동이 발생하여 표면 조도가 저하되고 공구가 마모되며 심지어 기계가 손상될 수도 있습니다. 기계의 강성을 유지하려면 축 정렬 점검, 베어링 상태 점검 등 기계를 정기적으로 유지보수하는 것이 필수적입니다.

절삭력 조정 방법

절단 매개변수 조정

• 절삭 속도 최적화: 먼저 피삭재 소재에 맞는 적절한 절삭 속도 범위에 대한 절삭 공구 제조업체의 권장 사항을 참조하십시오. 이 범위 내에서 다양한 속도로 테스트 절단을 수행하고 동력계를 사용하여 절단력을 측정합니다. 결과에 따라 절삭력, 표면 조도, 공구 수명 간의 균형이 잘 맞는 절삭 속도를 선택하십시오.
• 미세 조정 - 이송 속도 조정: 절삭 속도와 유사하게 이송 속도를 조금씩 조정하고 절삭력을 모니터링합니다. 이송 속도가 낮을수록 절삭력은 줄어들지만 가공 시간은 늘어날 수 있습니다. 절삭력을 허용 가능한 범위 내로 유지하면서 효율적인 재료 제거가 가능한 이송 속도를 찾는 것이 목표입니다.
• 절입 깊이 제어: 절삭력이 너무 높을 경우 절삭깊이를 줄이는 것을 고려하십시오. 그러나 원하는 최종 치수를 얻으려면 추가 패스가 필요할 수 있습니다. 조정이 여전히 비용 효과적인지 확인하기 위해 패스 수와 총 가공 시간을 계산합니다.

올바른 절단 도구 선택

• 도구 재료: 피삭재 소재에 적합한 절삭공구 소재를 선택하세요. 예를 들어 초경 공구는 높은 경도와 내마모성으로 인해 다양한 재료를 가공하는 데 일반적으로 사용됩니다. 세라믹 공구는 단단한 재료를 고속으로 가공하는 데 사용할 수 있지만 부서지기 쉽습니다.
• 공구 형상: 특정 가공 작업에 적합한 경사각, 노즈 반경 및 기타 기하학적 특징을 가진 절삭 공구를 선택합니다. 귀하의 응용 분야에 가장 적합한 공구 형상을 결정하려면 공구 제조업체 또는 전문가에게 문의하십시오.

기계 개선 - 공구 시스템 강성

• 도구 - 홀딩 시스템: 공구가 공구 홀더에 단단히 고정되어 있는지 확인하십시오. 우수한 조임력을 제공하고 공구 편향을 최소화하는 고품질 공구 홀더를 사용하십시오.
• 기계 유지보수: CNC 수직 선반의 강성을 정기적으로 점검하고 유지 관리하십시오. 여기에는 움직이는 부품에 윤활유를 바르고, 축 정렬을 확인하고, 마모된 부품을 교체하는 작업이 포함됩니다.

절삭력 모니터링 및 측정

절삭력을 효과적으로 조정하려면 가공 과정에서 이를 모니터링하고 측정하는 것이 필수적입니다. 절삭력을 측정하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.

동력계

동력계는 절단력을 직접 측정할 수 있는 장치입니다. 공구 홀더와 기계 스핀들 사이 또는 공작물 고정 장치에 설치할 수 있습니다. 매우 정확하고 여러 방향에서 힘을 측정할 수 있는 압전 동력계와 같은 다양한 유형의 동력계가 있습니다. 동력계를 사용하면 절삭력에 대한 실시간 데이터를 얻고 이에 따라 조정할 수 있습니다.

전력 모니터링

기계 스핀들의 전력 소비를 모니터링하면 절삭력을 파악할 수도 있습니다. 절삭력이 증가하면 스핀들을 구동하는 데 필요한 동력도 증가합니다. 스핀들 모터에 파워미터를 설치하고 파워 판독값을 다양한 절삭 조건에 대한 예상 값과 비교함으로써 절삭력의 변화를 감지할 수 있습니다.

결론

CNC 수직 선반의 절삭력을 조정하는 것은 고품질 가공 결과를 얻기 위한 복잡하지만 필수적인 프로세스입니다. 절삭력에 영향을 미치는 요소를 이해하고, 적절한 조정 방법을 사용하고, 가공 공정 중 힘을 모니터링함으로써 CNC 수직 선반의 성능을 최적화할 수 있습니다.

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참고자료

• Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2009). 제조 공학 및 기술. 피어슨 프렌티스 홀.
• 트렌트, EM, & Wright, PK (2000). 금속절단. 버터워스 - 하이네만.