금속 가공의 최고 기술 과제 극복

금속 절단과 관련하여 불행히도 시간과 품질은 서로 맞지 않는 경우가 많습니다. 이 분야의 금속 가공 전문가들은 현재 상태의 변화를 요구할 수 있는 부품 품질 및 기계 문제가 발생할 것이라고 말합니다. 세 명의 전문가가 시스템 문제를 진단하고 치료하는 방법을 알아보세요.

열 균열. 흉한 모습. 크레이터 마모. 아니오, 이것은 황량하고 황량한 달과 행성, 손상된 우주선 또는 이상하고 다른 세상의 외계인에 대한 설명에 대한 공상 과학 용어가 아닙니다. 이것은 미세한 수준에서 가까이서 볼 때 절삭 공구의 열 관련 고장에 대한 용어입니다. 그러나 다른 유형의 도구 손상이 많이 있으며 그 중 일부는 기계적 결함과 관련이 있습니다.

그래서 뭐라고요? 절단 도구는 제 역할을 한 다음 교체하고 폐기해야 합니다. 새 도구를 사용하고 작업에 복귀하고 잊어버리셨습니까? 그렇게 간단하다면. 광범위한 도구 손상은 종종 더 큰 전신적이고 상호 연결된 요인의 증상이며 치료를 위해 적절한 진단이 필요합니다.

MSC 금속 가공 전문가인 Ray Gavin, Brian Laffey 및 Mac Allsup은 최근 정기적으로 관찰하고 조사하는 일반적인 기술 절삭 공구 문제에 대해 이야기했습니다. 절삭 공구 인서트가 마모되고 교체될 것으로 예상되는 것은 절대적으로 사실입니다. 문제는 제조업체가 기계에서 절삭 도구를 사용하여 생산 일정에 따라 고품질 부품을 제공하는 방법입니다. 즉, 매일 특정 수의 부품이 만들어집니다.

"고객과 관련하여 우리는 고객이 어디에 있고 어디에 있어야 하는지 평가하기 시작합니다."라고 Gavin은 말합니다. 가장 기본적인 수준에서는 "하루에 더 많은 부품을 만들어야 합니까, 아니면 더 높은 품질의 부품을 생산하고 싶습니까?"와 같은 목표를 이해하는 것입니다.

흔히 답은 둘 다이지만 문제가 시작되고 시간이 지남에 따라 비즈니스에 영향을 미칩니다. 불행히도 시간과 품질은 서로 모순됩니다. 도구는 더 높은 빈도로 교체해야 합니다. 처음 몇 번은 별 문제가 아닌 것처럼 보일 수 있지만, 기계 가동 중지 시간이 실제로 제품 배송에 영향을 미치기 시작할 수 있다고 설명합니다. 근본적인 문제를 처리하는 방법을 이해하려면 더 깊은 근본 원인 분석이 필요할 수 있습니다.

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일상적인 절삭 공구 및 가공 문제 영역

그들은 매일 직장에서 어떤 종류의 문제를 보는가? 종합적으로, 이 현장 기술자들은 올바른 절삭유 사용이 없거나 인서트의 절삭 각도 또는 "형상"이 올바르게 설정되지 않았거나 기계가 다음 온도에서 작동하지 않아 공구가 손상되고 부품이 올바르게 나오지 않는다는 것을 알게 됩니다. 절단되는 재료 및 도구 유형에 대한 올바른 속도.

일화적으로, 그들이 가장 많이 보는 고장 유형은 너무 많거나 너무 적은 열의 고장과 반대로 더 기계적이며 다음을 포함합니다. 전면 마모, 치핑, 절삭 깊이 노치 및 파단. 그러나 온도는 거의 항상 금속 절단과 관련된 모든 것의 한 요소이므로 열과 기계적 결함의 관점에서 항목을 그룹화하는 것은 너무 단순할 수 있습니다.

근본 원인 고장은 금속 가공 문제 진단의 복잡성을 나타내는 온도나 기계적 마모만큼 이분법적이지 않습니다. 금속 절단과 관련하여 열과 기계적 문제는 밀접하게 연결되어 있습니다. 전문가들은 대부분 실패의 원인이 다른 영역보다 한 영역에 더 많이 기인할 수 있음을 의미한다고 설명합니다.

열 관련 고장 중 가장 흔히 경험하는 고장 중 하나는 열 균열입니다. 왜 그런 겁니까? "절단 시 절삭유가 제대로 도포되지 않았습니다."라고 Gavin은 말합니다. “절단에서 칩이 생성되고 절삭유가 공급되기 때문에 칩 자체가 방해가 될 수 있습니다. 도구를 통한 냉각이 도움이 될 수 있습니다.”

이 "절삭 지점" 기술을 통해 공구 홀더 위와 아래의 서로 다른 두 위치에 절삭유를 도포할 수 있습니다. 사용하면 일반적으로 기계공이 긴 칩 가닥을 제거하고 절단할 때 칩 제어가 훨씬 더 우수하고 칩 관련 부상의 가능성이 낮아진다고 Gavin은 말합니다.

세 전문가 모두 분화구 마모나 변형이 거의 없다고 말하지만 티타늄, 철 및 고온 합금을 사용하는 응용 분야와 일부 초고속 작업에서 발생합니다. 보다 일반적인 기술 문제 영역 중 일부를 더 잘 설명하기 위해 전문가가 직면한 몇 가지 실제 상황과 문제 해결 방법을 소개합니다.

도전: 골절

실제 예시 :한 대형 항공우주 제조업체가 페이스 밀을 사용하여 Iconel("50 Rockwell" 강도)로 가공하고 있었습니다. 제작 중인 부품의 직경은 50~60인치이며 기계공들은 초경 커터와 페이스 패드(부품의 머시닝 패드)를 사용하고 있었습니다. 재료가 매우 단단했기 때문에 한 부품을 밀링하는 데 20시간이 걸렸고 기계를 매우 느리게 작동시킨 다음 도구가 작동을 멈추면 중지해야 했습니다. 공구 수명은 끔찍했고 생산성은 예상대로 좋지 않았습니다.

해결책: Laffey는 세라믹 밀링 커터 사용을 권장하고 재료가 더 잘 절단될 수 있도록 절단 경로를 약간 조정했습니다. 이제 4시간 안에 부품을 만들 수 있습니다.

결과: 생산성 향상:가공 시간이 20시간에서 4시간으로 80% 단축되었습니다.

Laffey는 "개별 도구 가격이 두 배나 올랐음에도 불구하고 얻은 시간과 그 도구가 재료와 더 잘 어울린다는 점을 주장하는 것은 꽤 어려웠습니다."라고 말합니다.

도전: 불량 칩 컨트롤, 절삭 깊이 노치로 인한 구성인선

실제 예: 주요 자동화 및 발전 제조업체에는 척 주위에 칩이 감겨 있는 초대형 스테인리스강 부품용 직경 36인치 척이 있는 대형 기계가 있었는데, 이로 인해 많은 가동 중지 시간이 발생하고 도구에 화상을 입었습니다. 일이 발생할 때마다 사이클 타임 30분마다 20분의 비생산적인 작업이 있었습니다. 그리고 제조업체는 초경 인덱서블 선삭 공구의 공급 부족으로 인해 인선이 형성되었습니다. 또한 기계 기술자가 기계에 손을 뻗어 절단을 하기 때문에 안전상의 위험이 있었습니다. 그들은 베임 방지 장갑이 아닌 가죽 장갑을 사용하고 있었습니다.

Allsup은 다음과 같이 말합니다. “나는 무슨 일이 일어나고 있는지 정확히 보기 위해 30x D 루프 돋보기를 사용합니다. 이 경우, 너무 느리게 진행하여 빌드업 에지가 많았습니다. 버터 나이프로 얼린 버터를 자르려는 것과 같았습니다. 그래서 재료가 도구의 코팅에 달라붙었습니다.”

해결책: Allsup은 매개변수를 변경하고, 절단 깊이와 표면 영상을 조정하고, 더 선명한 형상을 사용하고, 속도와 이송 속도를 높일 것을 권장했습니다.

"재종은 적절했지만 절삭 깊이는 해당 유형의 칩 브레이커에 권장되는 수준보다 낮았습니다."라고 Allsup은 말합니다.

결과: 생산 수준이 정상으로 돌아갔고 가동 중지 시간이 완전히 제거되었습니다.

Allsup은 "비용 절감은 $2,500였지만 주요 절감은 기계를 정지하고 15분마다 기계에서 칩을 꺼내는 것이었습니다."라고 Allsup은 말합니다. "공정 변경을 통해 고객은 기계를 중지하지 않고 안전 위험을 제거하지 않고 전체 부품을 실행할 수 있었습니다."

도전: 치핑, 골절

실제 예시 :한 항공우주 하청업체가 수평 CNC 5축 기계에서 직경 30인치, 포켓 36개의 대형 엔진 부품을 밀링하고 있었습니다. 그 포켓은 매우 단단한 니켈 기반 합금 소재인 Rene 41로 Laffey는 "거칠고 기계 가공을 거의 거부합니다"라고 설명했습니다. 그들이 사용하고 있던 엔드밀을 사용하여 기계공은 파손되기 전에 4개의 포켓만 자를 수 있었고 엔드밀의 상태를 측정할 방법이 거의 없었습니다. 제조업체는 기계를 멈추고 새 도구를 재설정한 다음 새 도구가 제대로 작동하는지 테스트 컷을 수행해야 했습니다. 이는 매우 시간이 많이 걸리고 실망스러운 일이었습니다.

해결책: Laffey는 쉽게 나사를 조이고 풀 수 있는 나사 끝단이 있는 공구 클램프가 있는 헤드 교체형 엔드밀을 사용하여 공구를 쉽게 교체하고 설정할 수 있다고 조언했습니다. 제조업체는 이제 4회에 걸쳐 1회에 10개의 주머니를 만들 수 있었습니다.

결과: 제조업체는 일주일에 24시간을 얻었습니다. 시간이 절약되어 고객은 8시간 교대로 3교대로 근무할 수 있습니다.

Laffey는 "도구당 가격이 25달러에서 75달러로 24시간 단축되었습니다. “공구로 부품에 생성된 포켓의 증가와 마찬가지로 수학은 생각할 필요도 없습니다. 그리고 다시 측정할 필요도 없었고 테스트 절단도 필요하지 않았고 새로운 측정도 필요하지 않았습니다. 클램핑 메커니즘을 변경하기만 하면 더 나은 부품으로 작업할 수 있었습니다. 그들은 클램핑 기술이 있다는 것을 몰랐습니다. "

도전: 불량 부품 마감, 불량 공구 수명

실제 예: 17-4 PH 스테인리스강으로 특수 부품을 제조하는 대형 항공우주 회사는 연중무휴로 작동하는 4대의 기계로 구성된 셀에서 대략 분당 40인치의 속도로 재료를 절단했습니다. 제조업체는 A축을 중심으로 대량 회전하는 4축 기계를 사용하여 볼 엔드밀로 고속 가공을 수행하고 있었습니다. 가장 중요한 것은 최대한 많은 부품을 만드는 것이지만 부품 마감이 좋지 않고 공구 수명이 약했습니다.

해결책: Gavin은 고이송 밀로 변경하고 다른 프로파일링 접근 방식을 사용할 것을 조언했습니다. 그는 제조업체와 협력하여 완전히 새로운 방식으로 공구 경로를 재프로그래밍했습니다.

Gavin은 "우리는 이 문제에 대해 180도 다르게 접근하여 기존의 틀에서 벗어나 생각했습니다."라고 말합니다. "'컷팅 시간'을 대폭 낮출 수 있었습니다."

결과: 절단 주기 시간은 부품당 약 18분에서 4.5분으로 단축되었습니다. 재료 절단은 분당 40ipm에서 300개로 늘어났습니다. 부품당 비용이 거의 300% 감소했습니다.

또 다른 결과:이 제조업체의 캠퍼스에 있는 다른 부서에서 개선 사항에 대해 듣고 동일한 접근 방식을 다른 8대의 기계에 구현했습니다.

귀하의 기계가 원하는 만큼 최적으로 절단되고 있습니까? 귀사에서는 기계에서 발생하는 출력 문제를 어떻게 처리하고 있습니까? 경험을 공유하세요.