열 축적 최소화 및 절삭 공구 수명 연장을 위한 검증된 전략

모든 절삭 공구 애플리케이션은 열을 발생시키지만, 이를 상쇄하는 방법을 알면 공구 수명이 향상됩니다. 열은 좋을 수 있고 완전히 피할 필요는 없지만, 열을 제어하면 공구 수명을 연장할 수 있습니다. 때로는 연기나 변형으로 인해 과열된 공구나 공작물을 쉽게 발견할 수 있습니다. 다른 때는 징후가 명확하지 않을 수 있습니다. 열을 리디렉션하기 위해 가능한 모든 예방 조치를 취하면 공구 사용 수명을 연장하고, 스크랩 부품을 피하며, 상당한 비용 절감을 가져올 수 있습니다.

HEM 툴패스로 열 발생 줄이기

고효율 밀링(HEM)은 기계공이 가공 중 열 발생을 관리하기 위해 탐색해야 할 한 가지 방법입니다. HEM은 칩 시닝 이론을 사용하여 더 작은 방사 방향 절입 깊이(RDOC)와 더 큰 축 방향 절입 깊이(ADOC)를 적용하는 황삭 기술입니다. HEM은 마무리 작업과 유사한 RDOC와 ADOC를 사용하지만 속도와 이송을 증가시켜 더 큰 재료 제거율(MRR)을 초래합니다. 이 기술은 보통 황삭과 포켓팅 애플리케이션에서 대량의 재료를 제거하는 데 사용됩니다. HEM은 전체 절삭 길이를 활용하고 공구의 전체 잠재력을 더 효과적으로 사용하여 공구 수명과 생산성을 최적화합니다. 공작물에 더 많은 방사 방향 패스를 취해야 하지만, HEM을 사용하면 열이 공구 절삭날의 한 작은 부분에 쌓이는 대신 전체 절삭날에 고르게 분산되어 공구 파손과 고장 가능성을 줄입니다.

칩 시닝(Chip Thinning) 인식

칩 시닝은 공구 경로에 다양한 방사 방향 절입 깊이가 포함될 때 발생하며, 칩 두께와 치당 이송과 관련이 있습니다. HEM은 칩 시닝 원리를 기반으로 합니다. 그러나 제대로 실행되지 않으면 칩 시닝이 많은 열 발생을 유발할 수 있습니다. HEM 수행 시 스텝오버를 효과적으로 줄이고 속도와 이송을 높여 기계를 고속으로 운전합니다. 하지만 기계가 충분히 높은 속도와 이송을 낼 수 없거나 줄어든 스텝오버에 맞춰 조정하지 않으면, 소재와 공구 사이의 마찰 형태의 문제가 발생합니다. 마찰은 마찰열과 대량의 열을 생성하여 소재 변형과 공구 과열을 유발할 수 있습니다. 칩 시닝은 HEM에서 올바르게 사용되면 좋지만, 더 높은 속도와 이송 없이 줄어든 스텝오버 선 아래로 떨어지면 마찰과 공구 파손을 유발합니다. 따라서 가공 중 칩을 항상 인식하는 것이 중요합니다.

클라임 밀링 고려하기

밀링 시 소재를 절삭하는 두 가지 방식이 있습니다: 컨벤셔널 밀링과 클라임 밀링. 둘의 차이는 커터 회전과 이송 방향의 관계입니다. 클라임 밀링에서는 커터가 이송 방향과 같은 방향으로 회전하는 반면, 컨벤셔널 밀링에서는 커터가 이송 방향과 반대 방향으로 회전합니다.

컨벤셔널 밀링 시 칩은 이론적 0에서 시작하여 크기가 증가하므로 마찰과 잠재적 가공 경화를 유발합니다. 이 때문에 일반적으로 더 높은 인성의 공구나 케이스 경화 소재 돌파에 권장됩니다.

클라임 밀링에서는 칩이 최대 폭에서 시작하여 감소하므로 발생 열이 공구나 공작물 대신 칩으로 전달됩니다. 최대 폭에서 이론적 0으로 갈 때 열이 칩으로 전달되어 공작물에서 멀어지게 하여 공작물 손상 가능성을 줄입니다. 클라임 밀링은 더 깨끗한 전단면을 생성하여 공구 마찰을 줄이고, 열을 감소시키며, 공구 수명을 향상시킵니다. 클라임 밀링 시 칩은 커터 뒤에서 제거되어 재절삭 가능성을 줄입니다. 클라임 밀링은 열을 칩으로 전달하고, 마찰을 줄이며, 칩 재절삭 가능성을 줄임으로써 공구와 공작물에 발생하는 열을 효과적으로 감소시킵니다.

적절한 냉각수 방법 활용하기

제대로 사용하면 냉각수는 공구를 과도한 열 발생으로부터 보호하는 극도로 효과적인 방법이 될 수 있습니다. 다양한 유형의 냉각수와 공구에 냉각수를 공급하는 다양한 방법이 있습니다. 냉각수는 압축 공기, 수용성, 순수 오일 기반, 수용성 오일 기반, 합성 또는 반합성일 수 있습니다. 미스트, 플러드, 고압, 최소량 윤활(MQL)로 공급될 수 있습니다.

다른 애플리케이션과 공구는 다른 유형과 냉각수 공급을 요구합니다. 잘못된 공급이나 유형 사용은 부품이나 공구 손상으로 이어질 수 있습니다. 예를 들어, 미니어처 공구에 고압 냉각수 사용은 공구 파손으로 이어질 수 있습니다. 알루미늄처럼 칩 배출이 주요 골칫거리인 소재에서는 냉각수가 열 조절보다는 공작물에서 칩을 씻어내는 데 자주 사용됩니다. 냉각수 없이 길고 끈적한 칩을 생성하는 소재를 절삭할 때, 칩이 부적절하게 배출되어 빌트업 에지가 생성될 위험이 있습니다. 냉각수를 사용하면 그 칩들이 공구 경로에서 쉽게 미끄러져 나와 재절삭과 공구 파손 가능성을 피할 수 있습니다. 티타늄처럼 열을 잘 전달하지 않는 소재에서는 적절한 냉각수 사용이 소재 과열을 방지할 수 있습니다. 그러나 특정 소재에서는 열충격이 문제가 됩니다. 이는 냉각수가 매우 뜨거운 소재에 전달되어 온도를 급격히 낮추고 소재 물성에 영향을 미칠 때입니다. 냉각수는 애플리케이션에 필요하지 않으면 비용이 많이 들고 낭비될 수 있으므로, 작업을 시작하기 전에 냉각수를 올바르게 사용하는 방법을 항상 확실히 아는 것이 중요합니다.

열 발생 제어의 중요성

열을 제어하는 방법을 모르면 열은 공구의 최악의 악몽이 될 수 있습니다. 고효율 밀링은 열을 공구 전체에 분산시켜 한 작은 부분에 집중되는 대신, 공구 과열과 고장 가능성을 낮춥니다. 툴패스 전체에서 RDOC를 일정하게 유지하면 마찰(열 발생의 흔한 원인) 가능성을 줄입니다. 클라임 밀링은 열을 칩으로 전달하는 가장 효과적인 방법으로, 마찰을 줄이고 재칩핑 가능성을 낮춥니다. 이는 공구 수명을 효과적으로 연장합니다. 냉각수는 온도를 완화하는 또 다른 방법이지만, 냉각수 공급 유형과 특정 소재 물성이 그 효과에 영향을 미칠 수 있으므로 주의해서 사용해야 합니다.