고속 절단이란 무엇입니까?

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"고속 절삭"(고속 가공이라고도 함)이라는 용어는 지난 5~10년 동안 제조 산업에서 크게 성장한 용어입니다. 새로 발견된 '유행어' 상태에도 불구하고 이 프로세스의 정의는 다소 애매하거나 기껏해야 충분히 높은 RPM에서 단순히 밀링하는 것으로 느슨하게 정의됩니다. 고속 절단의 현실은 조금 더 미묘하지만 그럼에도 불구하고 상당한 효율성을 제공하므로 주의가 필요합니다. 이 포스트에서 우리는 프로세스로서의 고속 절단의 시작과 발전을 살펴볼 것입니다. 고속 절단 방법론의 연구 및 개발은 DARPA가 자금을 지원하는 고급 제조 연구 프로그램을 통해 70년대 후반과 80년대 초반에 가장 크게 발전했습니다. 이 프로그램의 목표는 전통적으로 사용되는 것보다 훨씬 더 높은 RPM과 공급 속도를 사용하여 더 빠른 재료 제거 수단을 식별하는 것이었습니다. 이 프로그램은 최소 0.05인치/분에서 최대 960,000인치/분 이상 범위의 절단 속도(Vc)를 테스트했습니다. 1980년대 중반에 유럽에서 다름슈타트 공과 대학에서 비슷한 연구가 진행되고 있었습니다. 이러한 연구 노력의 결과, 고속 절삭 공정의 '스위트 스폿'은 밀링되는 소재와 절삭 공구의 형상에 따라 다르다는 것을 깨달았습니다. 일반적으로 이러한 스위트 스팟은 다음과 같이 정의됩니다.

HSM 범위의 임계값에 도달하면 이 절단 방법의 이점이 나타나기 시작합니다. 고속 절단의 장점은 네 가지 주요 영역에서 실현됩니다.

1.) 가공 정확도 향상

절삭 속도가 증가하면 요변성(thixotropy)이라고 하는 현상으로 인해 절삭력이 감소합니다. 즉, 공구의 절삭날에 의해 재료에 가해지는 전단 변형으로 인해 "가공 연화"된 재료의 특성이 다시 원래 상태로 되돌아갑니다. 절단 과정이 완료되면 원래의 경도 특성. 이 특성은 알루미늄을 고속 절단 공정에 이상적인 후보로 만드는 알루미늄 합금에 특히 해당됩니다.

2.) 표면 마감 개선

일반적인 가공 지식에 따르면 밀링 공정의 마찰열은 공구 절삭날의 각 측면에서 동일하게 발생하며(모든 유도 마찰열의 거의 80%를 차지함) 나머지 20%는 결과 칩의 변형 또는 굽힘으로 인해 발생합니다. . 고속 절삭 공정에서 칩로드는 대부분(약 60%)이 마찰 기반 열이 주변 공작물이나 공구 자체로 전도하기에 충분한 시간이 없을 정도로 빠른 속도로 배출됩니다. 결과적으로 가공된 표면 마감은 온도로 인한 공작물 열화를 현저히 감소시키면서 우수한 품질을 나타냅니다.

3.) 버 형성 감소

고속 가공 모범 사례에 초점을 맞춘 연구에 따르면 충분히 높은 절삭 속도에 도달하면 버 형성이 눈에 띄게 감소하는 것으로 나타났습니다. 버 형성의 감소는 절삭 속도 자체와 절삭날의 적절한 기하학적 설계 모두의 기능입니다. 간단히 말해서, 충분한 속도로 회전하는 작업 재료에 맞게 적절하게 설계된 절단 도구는 재료를 완전하고 깨끗하게 절단할 수 있을 만큼 빠른 절단에 영향을 미치므로 버의 형성을 줄이거나 제거합니다.

4.) 향상된 칩 배출

버 형성 감소와 유사하게 고속 절삭 방식을 사용하는 사람들이 누리는 칩 배출 개선은 주로 적용되는 RPM에 의해 생성되는 고에너지 상태와 결합된 절삭 공구 형상의 결과입니다. 500m/min을 초과하는 절삭 속도와 단시간에 대량의 칩을 배출하도록 최적화된 절삭 공구로 인해 발생하는 칩 부하를 가공 영역에서 고속으로 배출할 수 있어 가능성을 크게 감소시킵니다. 칩의 재가공 또는 잔류 칩의 많음으로 인한 공작물의 손상. 공작 기계 시장에서 8,000~12,000RPM 범위의 스핀들 속도가 매우 보편화됨에 따라 철강, 주철 및 니켈 기반 합금의 고속 절삭 이점을 활용할 수 있는 기능은 적응하려는 제조업체에서 이미 사용할 수 있습니다. HSC 모범 사례에 맞는 전략으로 황동, 알루미늄 및 엔지니어링 플라스틱과 같은 비철 재료의 고속 절단은 훨씬 더 높은 RPM 성능을 요구하므로 이러한 재료에 대한 고속 절단의 이점을 활용하려는 사람들은 다음에서 작동할 수 있는 밀링 장비에 집중해야 합니다. 25,000~50,000RPM의 고속 스핀들 속도 이상. 계속해서 증가하는 정밀도와 품질 수준을 나타내는 가공 부품에 대한 요구와 함께 고속 절단은 재료, 절삭 공구 및 절삭 속도 간의 시너지 효과가 있는 CNC 밀링 시스템을 활용하여 "더 똑똑하고 더 열심히" 작업하는 수단을 제공합니다. 기존 가공 방식에서는 볼 수 없는 성능 수준을 허용합니다.