절삭 공구 재료: 올바른 재료 선택을 위한 기본 가이드
CNC 밀링 기계에 가장 적합한 절삭 공구를 선택하는 방법에 대해 궁금한 적이 있으신가요? 이 기사에서는 절삭 공구 재료의 필수 특성과 유형에 대해 자세히 설명합니다...
올바른 절삭유가 가공 공정을 어떻게 변화시킬 수 있는지 궁금한 적이 있으신가요? 이 글에서는 공구 수명, 표면 품질 및 효율성에 미치는 영향을 강조하면서 CNC 가공을 위한 절삭유 선택의 필수 요소에 대해 자세히 설명합니다. 가공 작업을 개선하고 우수한 결과를 얻을 수 있는 실용적인 팁과 인사이트를 알아보세요.
기계 절삭에는 선삭, 밀링, 드릴링, 보링 등 CNC 공작 기계를 사용할 때 사용되는 여러 가지 방법이 있습니다. 제거되는 재료의 양은 황삭 가공, 반정삭 가공, 정삭 가공의 세 가지 범주로 나뉩니다.
사용되는 절삭 공구 재료는 고속강, 경질 합금, 세라믹, 다이아몬드, 입방정질화붕소 등 5가지 유형으로 분류할 수 있습니다.
사용되는 공작기계는 유성 절삭유를 사용하는 공작기계, 그렇지 않은 공작기계, 단일 부품 소량 생산 공구, 배치 또는 자동 생산 라인(유연한 제조 시스템)의 네 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
동일한 금속이라도 절단 방법에 따라 절단 특성이 다르고 가공 난이도도 달라질 수 있다는 점에 유의해야 합니다.
예를 들어, 다음과 같은 경우 Q235 탄소강을 소재로 사용하는 경우 원하는 표면 거칠기 품질 지수를 보장하면서 나사산을 가공하는 것이 어려울 수 있습니다. 정삭 공정은 황삭보다 더 까다롭습니다.
까다로운 절삭 공정에는 종종 고품질의 절삭유가 필요합니다. 절삭유를 올바르게 사용하면 가공 품질을 보장하고 공구의 수명을 연장하며 가공 효율을 향상시킬 수 있습니다.
황삭과 정삭을 분리할 때 CNC 기계 공구를 사용하거나 단일 기계에서 공작물이 완성되지 않은 경우 황삭 및 정삭의 특성에 따라 절삭유를 선택할 수 있습니다.
황삭 가공 시 절삭 깊이와 이송이 크면 절삭 저항과 열이 크게 발생합니다. 이로 인해 공작물이 변형되고 열 전달 증가로 인해 공구가 마모됩니다.
주로 냉각 효과가 있고 윤활, 세척 및 녹 방지 효과가 있는 수성 절삭유를 사용해야 하며 유속이 높아야 합니다.
불규칙한 형상, 고르지 않은 마진, 간헐적 가공의 밀링 또는 가공에서는 절삭 속도가 낮고 공구와 공작물에 대한 충격과 진동이 절삭 열보다 더 큰 영향을 미칩니다. 절삭유는 윤활과 냉각 효과가 균형 잡혀 있어야 합니다.
조건이 허락하는 경우 내부 홀 바의 내부 액체 공급 구멍, 보링 나이프 및 그루빙 나이프를 사용하여 구멍을 가공하거나, 압력 및 스프레이 공급 장치를 사용하여 가공하기 어려운 재료를 거칠게 가공하면 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.
일반적으로 거친 가공 공작물에 대한 가공 공차는 크며 다음과 같은 정확도 요구 사항이 있습니다. 표면 거칠기 는 가공하기 어려운 재료와 비철금속을 가공할 때 높지 않습니다.
따라서 수성 극압 에멀젼은 절삭유에 높은 화학 성분 없이도 사용할 수 있습니다. 주철 및 취성 비철 금속을 거칠게 주조할 때 일반적인 특성은 절삭 중 칩 칩핑입니다.
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미세 칩은 절삭유에 충격을 받으면 유동적으로 변하고, 절삭유가 절삭유 탱크를 순환할 때 대부분 가라앉습니다.
그러나 일부 칩은 절삭유와 함께 흘러 절삭유 이송 파이프의 작은 부분에 모여 냉각 노즐을 막고 가이드 레일 쌍과 같은 공작 기계의 움직이는 부품에 칩이 달라붙을 수 있습니다.
또한 절삭유가 주철의 특정 성분과 화학적으로 반응하여 절삭유의 성능이 저하될 수 있습니다.
절삭유와 관련된 어려움으로 인해 일반적으로 절삭유는 사용하지 않습니다. 조건이 허락하는 경우 먼지 추출 장치를 사용하여 먼지, 미세한 칩 및 약간의 열을 제거하여 영향을 줄일 수 있습니다.
절삭유가 필요한 경우 수성 절삭유를 권장하며, 절삭유의 변질과 농도 감소를 방지하기 위해 적절히 여과하고 정제하는 것이 중요합니다.
황삭 가공 중 절삭유의 농도는 일반적으로 정삭 가공 중보다 낮습니다.
마감은 절단 속도에 따라 고속 마감과 저속 마감으로 분류할 수 있습니다.
고속 정삭 시 유성 절삭유를 사용하면 공작물의 표면 품질을 개선하고 공구의 수명을 연장할 수 있습니다. 그러나 절삭유에 포함된 광유는 점도와 인화점이 낮고 독성 성분을 방출하여 생산 환경에 영향을 미치고 작업자의 신체적, 정신적 건강을 해칠 수 있는 유증기, 오일 미스트, 오일 증기를 생성하는 경우가 많습니다.
따라서 고속 정삭 시에는 극압 첨가제가 포함된 에멀젼 또는 마이크로 에멀젼이 포함된 수성 절삭유를 사용하는 것이 가장 좋으며, 농도는 황삭 가공 시보다 높아야 합니다.
저속 마감에서는 절단 온도가 낮기 때문에 이러한 문제가 발생할 가능성이 적습니다.
공작물의 정확성을 유지하려면 유성 절삭유를 사용해야 합니다.
황삭에 비해 정삭 중 절삭 속도가 더 빠릅니다. 칩 변형에 의해 발생하는 절삭 열은 공구 측면의 마찰에 의해 발생하는 절삭 열보다 낮으며 절삭력이 더 작습니다.
고속 절삭 중에도 절삭 열로 인한 공작물의 열 변형은 황삭 가공 시만큼 두드러지지 않습니다.
절삭유를 사용하는 주된 이유는 절단 도구 도구 측면 마모를 줄이는 것입니다.
정삭 작업 중에는 상대 절삭 속도가 빠르고 칩이 공작물에서 제거되는 순간의 온도가 매우 높습니다.
절삭유를 사용하더라도 유체의 투과성이 좋지 않거나 압력이 충분하지 않으면 절삭 부위에 충분히 침투하지 못해 공구가 측면 마모에 매우 취약해집니다.
공구를 계속 사용할 수 있더라도 공작물의 표면 거칠기 품질이 요구 사항을 충족하지 못하면 공구를 교체해야 합니다.
따라서 정삭 가공 시 공구의 수명을 연장하고 공작물의 가공 정확도와 표면 조도 품질 요구 사항을 보장하려면 윤활성과 투과성이 우수한 절삭유를 사용하는 것이 중요합니다.
철 소재의 저속 정삭에는 활성 극압 절삭유를 사용할 수 있습니다. 비철 금속의 저속 정삭에는 비반응성 극압 절삭유를 사용해야 합니다.
비철금속의 고속 마감을 위해 비활성 극압 첨가제가 포함된 에멀젼을 사용할 수 있습니다.
CNC 가공에서 구멍 가공은 주로 드릴링, 리밍, 선반에서 내부 구멍 선삭, 보링 머신에서 보링 가공을 포함합니다.
칩 제거 및 열 방출의 어려움으로 인해 공구(로드)의 강성이 떨어지고 홀 가공의 절삭 속도가 외곽 윤곽 가공보다 낮고 더 어렵습니다.
드릴링은 일반적으로 일반 트위스트 드릴를 사용하여 거친 가공으로 간주합니다.
칩 제거가 어려운 경우 드릴링절단 열을 방출하기가 어렵고, 이로 인해 칼날이 연화되어 드릴의 수명과 가공 효율에 영향을 미치는 경우가 많습니다.
성능이 우수한 절삭유를 사용하면 드릴의 수명을 크게 연장하고 생산성을 크게 높일 수 있습니다.
일반적으로 극압 에멀젼 또는 극압 합성 절삭유가 사용됩니다. 후자는 표면 장력이 낮고 침투성이 좋으며 드릴 비트를 신속하게 냉각할 수 있어 공구 수명을 연장하고 가공 효율을 개선하는 데 매우 효과적입니다.
스테인리스강 및 내열 합금과 같이 절삭하기 어려운 소재의 경우 저점도 극압 절삭유를 사용할 수 있습니다.
일반 드릴링이든 심공 드릴링이든 드릴링 시 열악한 방열 조건은 많은 절삭 열을 발생시킵니다. 칩 배출 방향은 드릴의 이송 방향과 반대이며 절삭유가 드릴 비트를 관통하여 윤활, 냉각 및 칩 제거를 지원해야 합니다.
절삭유는 투과성이 좋아야 하며 유체 공급 방법, 유량 및 압력도 요구 사항을 충족해야 합니다.
드릴 수명 지표 개선에 있어서는 일반적으로 유성 절삭유가 수성 절삭유보다 우수하며, 수성 절삭유의 극압 마이크로 에멀젼이 가장 좋습니다.
모든 절삭유 중에서 유성 절삭유의 저점도 활성 황화유가 전반적인 성능이 가장 우수합니다.
리밍은 중저속 마감 작업이므로 구멍을 리밍할 때는 리밍 구멍의 치수 정확도와 표면 조도 정확도, 리머의 사용 수명 및 유지 정확도라는 두 가지 품질 지표를 고려해야 합니다.
기공 직경 지수 제어 측면에서 보면 유성 절삭유는 모두 기공 직경을 증가시키며 광유가 가장 크고, 극압 절삭유가 가장 작으며, 활성 황화 및 염소화 절삭유가 가장 작은 기공 직경을 만듭니다.
수성 절삭유는 황 함유 극압 마이크로 에멀젼과 마이크로 에멀젼이 기공 크기를 최소화하고 에멀젼이 중앙에 위치하며 합성 절삭유가 가장 작은 기공 크기를 줄입니다.
따라서 리밍 구멍의 크기를 제어하려면 새 리머를 사용할 때 수성 절삭유를 사용하여 구멍이 확장되기 어렵게 만들어야 합니다. 리머가 어느 정도 마모되면 유성 절삭유를 사용하여 구멍을 약간 확장 할 수 있습니다.
리밍 구멍의 표면 거칠기를 줄이는 측면에서는 수성 절삭유가 유성 절삭유보다 낫습니다.
유성 절삭유 중에서는 활성 황화 염소화 오일이 가장 효과가 좋고, 염소 함유 극압 오일, 혼합 광유, 순수 광유가 그다음으로 효과가 나쁩니다.
수성 절삭유 중 에멀젼, 마이크로 에멀젼 및 황을 함유한 극압 마이크로 에멀젼은 기본적으로 동일한 효과를 가지며 합성 절삭유는 최악의 효과를 가지고 있습니다.
리머의 사용 수명 제어 측면에서는 유성 절삭유 중 비활성 극압 절삭유와 마찰 방지 절삭유가 최고의 성능을 발휘합니다.
수성 절삭유 중에서도 합성 절삭유는 최악의 효과를 냅니다.
플로팅 보링 공구를 제외한 내경 선삭 및 보링은 모두 단일날 절삭 작업입니다.
방열 조건은 외부 서클보다 더 나쁩니다.
절삭유를 사용할 때는 드릴링 및 리밍과 마찬가지로 유량과 압력을 적절히 높여야 합니다.
스레드 처리는 일종의 성형 프로세스입니다.
탭핑 및 나사산 설정 작업을 수행할 때는 멀티 엣지 저속 절단의 범주에 속합니다.
절삭 날을 둘러싼 절삭 재료로 인해 절삭 토크가 상당하고 칩 제거가 어렵습니다.
칩을 제대로 제거하지 않으면 열이 축적되어 칩이 혼잡해지고 진동이 발생하여 공구가 마모될 수 있습니다.
탭핑 조건은 칩 제거 공간이 좁아 칩이 깨지거나 흘러나오기 어렵기 때문에 특히 까다롭습니다. 이로 인해 절삭력과 마찰력이 높아져 탭 파손의 위험이 높아집니다.
이러한 문제를 완화하려면 마찰 계수가 낮고 침투성이 좋은 절삭유를 사용하는 것이 필수적입니다. 이렇게 하면 공구의 마찰 저항이 줄어들고 수명이 연장됩니다.
철 금속 재료를 절단할 때는 일반적으로 점도가 낮고 투과성이 좋은 유황 및 염소 첨가제가 많이 함유된 유성 절삭유를 사용하는 것이 좋습니다.
나사산의 저속 선삭에 고속 강을 사용하는 경우 절삭유 선택 기준은 탭핑 및 슬리브 나사 가공의 기준과 동일합니다.
카바이드 공구로 나사산을 선삭할 때는 절삭 속도가 빠르고, 충격력이 상당하며, 절삭 온도가 높고, 절삭 날 면적이 작습니다. 따라서 절삭력이 높고, 칩 축적 및 스케일 가시와 같은 스레드의 표면 품질에 영향을 미치는 문제를 피하려면 스레드 프로파일이 정확해야 합니다.
공구의 긴 사용 수명을 유지하려면 적절한 냉각, 윤활 및 침투력을 제공하는 절삭유를 사용하는 것이 중요합니다.
이 경우 극압 첨가제가 포함된 수성 절삭유를 사용하는 것이 적절합니다.
공구의 고르지 않은 가열로 인한 손상을 방지하기 위해 카바이드 공구로 절단할 때는 건식 절단을 사용하는 경우가 많습니다.
그러나 효율성을 극대화하고 포괄적인 비용 절감 및 최적의 가공 품질을 위해서는 다음 작업 시 절삭유를 사용하는 것이 가장 좋습니다. CNC 공작 기계.
가공에 카바이드 공구를 사용할 때는 일반적으로 절삭 속도가 상대적으로 높을 때 수성 절삭유를 사용합니다. 높은 유속을 유지하고 노즐과 절삭 위치의 정렬을 주의 깊게 모니터링하는 것이 중요합니다.
고속 강철 공구를 사용한 저속 절삭에는 일반적으로 윤활을 제공하는 유성 절삭유가 사용됩니다.
세라믹, 서멧, 다이아몬드 및 입방정질화붕소 공구의 사용은 주로 고속 절단, 건식 절단 및 경질 절단 방법에 적합하며 절삭유가 항상 필요한 것은 아닙니다.
그러나 과도한 절삭 온도를 방지하기 위해 대부분의 경우 이러한 도구를 사용할 때 절삭유를 사용하는 경우가 많습니다.
절단 속도가 빠르기 때문에 이 도구를 사용할 때는 수성 절삭유를 사용하는 것이 좋습니다.
절삭유를 선택할 때는 공작 기계, 절삭 공구, 가공 공정 등 여러 요소를 고려해야 합니다. 절삭유의 종류는 유성 또는 수성 등 안전 및 폐유 처리 제한에 따라 결정됩니다.
화재 예방과 안전이 우선시되는 경우 수성 절삭유를 고려해야 합니다. 수성 절삭유를 선택할 때는 폐기물 배출 문제를 고려해야 하며, 회사는 폐기물 처리 시설을 갖추고 있어야 합니다. 연삭과 같은 일부 작업의 경우 일반적으로 수성 절삭유가 유일한 선택입니다. 카바이드 공구를 사용하는 가공 공정의 경우 일반적으로 유성 절삭유가 선호됩니다.
유성 절삭유를 사용해야 하는 고속 공작 기계의 경우, 기계 성능에 영향을 미칠 수 있으므로 수성 절삭유로 전환하는 것은 바람직하지 않습니다. 이러한 요소를 고려한 후 적절한 절삭유 유형을 결정할 수 있습니다. 기본 절삭유 유형이 결정되면 가공 방법, 필요한 정밀도, 표면 거칠기 및 기타 요인에 따라 2차적으로 절삭유를 선택할 수 있습니다. 선택한 절삭유가 기대에 미치지 못하면 재평가하고 문제의 원인을 파악하여 수정한 후 최종 결정을 내려야 합니다.
다양한 절삭유를 사용할 수 있으므로 부적절한 선택은 부정적인 결과를 초래할 수 있습니다. 다음과 같은 상황에서는 수성 절삭유를 선택해야 합니다:
다음과 같은 상황에서는 유성 절삭유 사용을 고려해야 합니다:
절삭유의 적절한 사용은 가공 효율을 개선하고 가공 품질을 향상시키며 공구 수명을 연장하고 NC 절삭 시 전체 비용을 절감하는 데 중요한 역할을 합니다.
그러나 절삭유는 작업자에게 건강상의 위험을 초래할 수 있으며 폐액 처리 및 배출을 통해 환경 오염에 기여할 수 있습니다.
친환경 제조를 지원하기 위해 작업자는 절삭유 사용을 최소화하거나 제거할 수 있는 대체 방법을 모색하는 것이 중요합니다.
업계와 연구 기관은 사용자의 요구를 충족하기 위해 향상된 성능, 친환경 인증, 다용도성, 경제성을 갖춘 절삭유를 지속적으로 개발해야 합니다.
공작 기계 관리자, 공정 기술자 및 운영자는 생산 과정에서 새로운 친환경 절삭유와 냉각 및 윤활 기술의 사용에 대한 정보를 지속적으로 파악하고 적극적으로 홍보해야 합니다. 이를 통해 가장 적합한 절삭유와 기술이 실제로 사용될 수 있도록 해야 합니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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