CNC 가공에서 칩 형성(Chip Formation) 이해

칩 형성의 발생 위치와 의의

칩 형성은 일반적으로 공작 기계가 절삭되는 소재의 가장자리에 닿는 곳에서 발생합니다. 이는 컴퓨터 수치 제어(CNC) 가공 공정의 일부로, 일반적으로 제조 분야에서 밀링, 연마, 호닝, 터닝 시스템에서 발생합니다. 이러한 기술에서 칩 형성은 보통 유사한 방식으로 발생합니다. 공구의 움직임은 일반적으로 전단 면(shear plane)을 생성하며, 소재 유형에 따라 형성되는 칩의 종류가 다를 수 있습니다. 불연속적이거나 연속적일 수 있으며, 빌트업 에지가 있는 불연속 칩도 또 다른 유형입니다. 각 유형은 기계 기능과 최종 제품 품질에 종종 영향을 미치므로 신중하게 연구됩니다.

소재 특성에 따른 칩 형성 차이

가공되는 소재의 종류가 칩 형성에 차이를 만들 수 있습니다. 더 강한 소재는 일반적으로 약한 소재만큼 쉽게 파단되지 않으므로, 칩이 연속적인 리본 형태로 벗겨질 수 있습니다. 부서지기 쉬운 물질에서는 일반적으로 더 작은 칩이 형성되어 특정 영역에서 더 많이 부서져 나옵니다.

불연속 칩 형성

부서지기 쉬운 소재에서 불연속 칩 형성이 가장 흔하며, 이는 소재가 작은 각도나 낮은 속도로 절삭될 때도 발생할 수 있습니다. 절삭된 소재의 표면 조도는 일반적으로 품질이 낮은 반면, 연속 칩은 기계 절삭에서 가장 효율적인 것으로 간주되는 경우가 많습니다.

톱니 칩(Serrated Chip) 및 빌트업 에지 칩

혼합 전단 구역을 가진 금속에서는 톱니 칩이 또 다른 유형으로 자주 형성됩니다. 빌트업 에지가 있는 연속 칩 형성은 금속 칩이 절삭 공구에 달라붙고, 충분한 열이 있으면 용접될 수 있는 현상입니다. 부드러운 금속에서 가장 흔하며, 이 현상으로 에지가 느슨해져 공구와 공작물을 손상시킬 수 있습니다.

칩 형성 문제 해결 방안

에지가 쌓이면 제조업체는 윤활유를 추가하거나, 더 날카로운 공구를 설치하거나, 초음파 진동 시스템을 사용하여 문제 발생을 방지할 수 있습니다. 칩 브레이커가 때때로 사용되는데, 이는 절삭 모서리 뒤의 홈 형태로 칩이 공구에 달라붙거나 엉키는 것을 방지합니다. 기타 형상이나 장치도 기계 공구의 칩 형성 문제를 다루는 데 사용될 수 있습니다.

연구의 어려움과 중요성

칩 형성은 제조업체들에 의해 자주 연구되며, 특히 더 높은 정밀도가 요구되는 가공 작업에서 그렇습니다. 이러한 분석은 CNC 가공이 일반적으로 높은 변형률을 포함하기 때문에 어려울 수 있으며, 부품 또는 공구 소재, 온도, 사용된 유체가 분석과 현상에 영향을 미칠 수 있습니다. 공구 커터도 칩 형성을 성형 공정(소재 형성이 제한된 영역에서 발생)에서보다 분석하기 어렵게 만들 수 있습니다.