절삭 공구 종합 가이드: 종류별 분류, 소재, 용도 및 PDF 다운로드

이 글에서 절삭 공구란? 그 소재, 분류, 절삭 공구 종류를 그림과 함께 설명합니다.

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절삭 공구란?

절삭 공구는 쐐기 모양의 날카로운 날을 가진 도구로, 공작물에서 여분 소재를 제거해 원하는 형상, 치수, 정밀도를 얻기 위해 가공 중 사용됩니다. 공작기계에 단단히 결합됩니다.

공구는 가공 중 발생하는 열과 힘을 견뎌야 하며, 절삭 공구 소재는 공작물 소재보다 더 단단해야 합니다.

또한 공구는 클리어런스 앵글 등 특정 형상을 가져야만 절삭 날만 공작물 표면에 접촉합니다. 플루트/치아 폭, 개수, 형상, 절삭면 각도 모두 절삭 공구의 중요한 요소.

이 모든 변수와 기계 작동 속도, 이송은 공구 수명 연장을 위해 최적화돼야 합니다. 단일 포인트 절삭 공구와 다중 포인트 절삭 공구 모두 사용 가능.

절삭 공구 종류에 대해 더 알아보겠습니다.

참고: 선반 절삭 공구 14종

절삭 공구는 한 패스에서 동시에 절삭에 관여하는 하나 이상의 절삭 날을 가질 수 있습니다. 절삭 공구 분류의 가장 대중적 방법은 주어진 시간에 절삭 공정에 적극 관여하는 주 절삭 날 개수 기준입니다.

절삭 공구 통상 명칭 기준 분류

이를 기준으로 절삭 공구는 다음 세 범주로 나뉩니다.

#1 단일 포인트 절삭 공구

단일 포인트 절삭 공구는 한 개의 주 절삭 날만 있어 한 동작으로 소재 제거. 선삭, 성형, 평삭 등 공정에 사용.

고탄소강, 고속도강, 세라믹, 다이아몬드 등 경질 소재로 제작. 단일 절삭 날이 모든 작업 수행하므로 소재 제거 속도 느릴 수 있고 절삭 날 파손 가능.

사용 중 절삭 날 파손 시 공구 전체를 교체해야 중단. 단일 날 리머가 단일 절삭 날만 가진 단일 포인트 공구 예.

단일 포인트 절삭 공구 장점

1. 설계·제작 상대적 용이, 시간 덜 소요.
2. 비용 상당히 저렴.

단일 포인트 절삭 공구 단점

1. 가공 중 단일 절삭 날이 피삭재와 지속 접촉. 높은 공구 마모율로 공구 수명 짧음.
2. 지속 접촉으로 공구 온도 상승률 높음. 공구 마모 가속, 가공면 과열 초래.

참고: 나사 종류 26가지 및 용도 [그림 및 PDF]

#2 이중 포인트 절삭 공구

이중 포인트 절삭 공구는 두 개 절삭 날이 한 동작에서 동시에 절단·전단. 단일 포인트는 주 절삭 날 하나, 다중 포인트는 한 패스에서 가공 동작 수행하는 두 개 초과 절삭 날 보유.

경우에 따라 절삭 공구를 이중 포인트와 다중 포인트 두 범주로만 나누기도 함. 또한 절삭 날은 레이크 면과 플랭크 면 교차로 생성. 따라서 이중 포인트 공구는 두 개 레이크 면과 두 개 플랭크 면 보유.

이중 포인트 절삭 공구 유일한 예는 드릴. 드릴은 2개 초과 플루트 가질 수 있으나 전형적 금속 절삭 드릴은 2 플루트. 변형된 드릴 절삭 날은 추가 절삭 날 가질 수 있어 다중 포인트 커터로 분류되기도 함.

이중 포인트 절삭 공구 장점

1. 가공 중 진동 등 충격 흡수.
2. 고정 절삭 요소 생성 가능.
3. 단일 포인트와 달리 두 절삭 날이 동시에 작동.

이중 포인트 절삭 공구 단점

1. 공구 날 변형 가능.
2. 공구 정밀도 이슈 발생 가능.

참고: 페이싱 작업이란? [정의, 다이어그램 및 절차]

#3 다중 포인트 절삭 공구

다중 포인트 절삭 공구는 한 패스에서 2개 초과 절삭 날이 동시에 절단. 2개 초과 절삭 날 가진 공구는 다중 포인트(이중 포인트 대신)로 분류되기도 함.

다중 포인트 커터에서 절삭 날 개수는 3개부터 수백 개까지. 절삭 날이 레이크·플랭크 면 교차에 나타나므로 각 절삭 날마다 레이크·플랭크 면 필요.

대표 예가 밀링 커터. 플라이 밀링 커터(단일 포인트) 외 대부분 커터가 다중 포인트. 예: 소형 엔드밀 3개 날, 대형 중절삭 커터 최대 40개 날.

다중 포인트 절삭 공구 장점

1. 치아당 칩 로드 작음.
2. 더 높은 속도, 이송, 절입 깊이 가능.
3. 다중 포인트 공구는 높은 소재 제거율과 생산성.

다중 포인트 절삭 공구 단점

1. 복잡한 설계·제작 공정 필요.
2. 타 유형 대비 비쌈.
3. 본질적으로 간헐적 절삭.

관련 글: 선반 기계 작업 종류

공구 운동 기준 분류

이를 기준으로 절삭 공구는 다음 세 범주로 나뉩니다.

#1 병진 운동

물체의 모든 입자가 평행 이동하는 운동. 선반 기계에서 발견.

#2 왕복 운동

상하 또는 전후로 반복되는 직선 운동. 성형기에서 발견.

#3 회전 운동

고정 축 주위 회전 운동. 밀링 머신, 드릴링 머신에서 발견.

절삭 공구 통상 명칭 기준 분류 (추가)

이를 기준으로 절삭 공구는 다음 범주로 나뉩니다.

#1 드릴

원형 홀 생성 또는 패스너 체결용 절삭 공구. 드라이버 척 또는 드릴 비트 장착. 무선 배터리 타입이 수동 타입 대체 중.

드릴링, 밀링, 선반 기계에 부착돼 드릴링 작업 수행. 목공, 금속가공, 건설, 공작기계 제작, 유틸리티 프로젝트 등 다양한 드릴 종류 사용.

#2 밀링 커터

밀링 머신/머시닝 센터에서 밀링 작업 수행용 절삭 공구(타 기계서도 가끔 사용). 기계 내부 이동(볼 노즈 밀 등) 또는 커터 형상으로 직접 소재 제거(홉빙 커터 등).

#3 플라이 커터

평면 가공용 회전 공구로 단일 포인트 공구 1개 이상 보유. 플라이 커터는 선반 공구 같은 특수 홀더에 장착된 단일 포인트 절삭 공구.

넓고 평평한 면 가공 시 밀링 머신에 주로 사용. 수동 밀링/머시닝 센터에서 추가 아버 불필요.

#4 성형기(셰이퍼) 공구

성형기 절삭 공구는 선반과 유사하게 클리어런스, 레이크 등 각도 가진 단일 포인트 공구. 성형기 공구는 각 절삭 스트로크 초기에 받는 충격 견디기 위해 훨씬 강건하고 무거움.

주철/강철용 성형기 공구 측면 클리어런스 앵글 각각 2°, 4°. 대표 소재 고속도강이나 초경 팁 내충격 공구로 더 경질 소재 가공 가능. 성형 기계에서 공작물에 정밀 형상과 정확도 부여.

#5 평삭기(플래너) 공구

플래너 기계서 단일 포인트 절삭 공구만 사용. 선반/성형기 공구와 유사 형상과 공구 앵글. 하지만 더 무겁고 단면적 큼.

거친 이송으로 긴 절삭 스트로크 중 중절삭 수행. 플래너 공구 3종: 솔리드, 포지, 비트. 비트는 시멘타이드 카바이드, 스텔라이트, 고속도강 제작.

#6 보링 바

금속가공, 목공에서 흔히 사용. 건설에서 보링은 드일링 유형으로 수세기 사용. 목공에서 보링 공구로 원형 플런지 컷 생성.

금속가공선 약간 다름: 생성 홀이 원형일 필요 없음. 완벽한 원형 홀 위해 공구 Z축 상하 밀고 당기며 X,Y축 플런지/드래그.

#7 리머

사전 드릴링/보링/코어링된 홀 확대·마감해 좋은 피니시와 정밀 치수 만드는 장치. 리머는 상대적 소량 소재 제거하는 다중 치아 커터.

리머 공구 절삭면은 직선, 약간 꼬임, 나선형 플루트로 정밀 직경 연마. 용도, 설계, 형상에 따라 리머 분류. 드릴링 머신에서 리밍 작업 수행.

#8 브로치

브로칭 공구는 길이를 따라 일련의 개별 절삭 날(절삭 치아) 보유. 브로치 상 임의 두 연속 치아 간 스텝 증가로 이송 달성. 브로치 통상 고속도강(HSS) 제작.

공구 공작물 향 직선 이동이 브로치 절단 속도 결정. 브로치 절삭 날 윤곽이 절단면(가공면) 형상 결정. 브로칭 기계에서 이 절삭 공구로 브로칭 작업 수행.

#9 홉

홉은 공작물에 치아 깎는 절삭 공구. 나선형 절삭 치아와 원통형 형상. 나선형 치아 전체 길이에 홈 있어 절삭과 칩 배출 용이.

스프로켓, 스플라인 기어 등 특수 기어용 특수 홉도 존재. 홉빙 기계에서 홉빙 작업 수행.

#10 연삭 숫돌

연삭 숫돌은 연마 화합물 함유해 연삭/가공. 연마 입자가 숫돌 절단 능력 부여, 요구 치수 정밀도와 표면 조도로 마감.

연삭 기계에서 사용. 연삭 숫돌은 소모품이나 용도에 따라 수시간~수년 수명. 절삭 중 개별 연마 입자 주기적 방출(무뎌지고 마찰 증가로 끌려 나감).

참고: 연삭기 14종 및 용도 [완전 가이드]

절삭 공구 형상 기준 분류

절삭 공구는 커터 형상에 따라 추가 분류. 크기 기반 범주를 자세히 봅시다:

#1 솔리드

통상 선반에서 터닝 공구로 사용해 터닝 작업 수행.

#2 팁드 공구

다양한 소재로 제작. 즉, 커터 바디와 절삭부 소재가 다름.

두 구성요소 결합 방식 다양: 클램핑, 용접 등. 예: 초경 팁 공구.

#3 포인티드 공구

커터 팁이 가늘고 날카로워 모서리들이 한 선에서 만남. 예: 홀더 장착 샤프 다이아몬드, 경질 초경 커터.

#4 입자 크기

입자 크기와 수량에 따라 분류. 입자 미세하면 공작물에서 더 많은 소재 제거. 입자 크기 크면 더 많은 소재 제거. 예: 연삭 숫돌은 연마형 절삭 공구 사용.

#5 공구 비트

이 커터는 회전하지 않음. 성형/평삭 기계에서 공작물 성형·평삭 등 요건 맞춰 사용. 절삭 공구 범주에 들며 단일 주 절삭 홈만 있음. 주철 무연 코발트 위성, 기계 홀더 선반 공구 등 대표 예.

절삭 공구 소재 기준 분류

이를 기준으로 절삭 공구는 다음 범주로 나뉩니다.

#1 고탄소강

고탄소 조성으로 고경도 환경서 절삭 공구 성능 향상. 단 온도 상승 시 경도 저하.

구조/조성 영향 없이 400°C까지 견딤.

#2 고속도강(HSS)

고속도강 공구는 더 빠른 절삭 속도. 코발트, 텅스텐, 크롬 합금강.

강하고 단단하며 내열성 소재로 550°C~650°C에서 작동. 톱날, 드릴 비트 등에서 흔히 발견.

#3 세라믹 공구

고온 견뎌 가공서 가장 단단한 공구 중 하나. 작동 온도 범위 1160°C~1210°C. 선반, 밀링 기계서 흔히 발견.

#4 초경 합금(시멘타이드 카바이드)

티타늄, 텅스텐 등 금속 함유. 높은 강도와 경도 부여.

내마모성 향상, 고온 대응. 작동 온도 900°C~1000°C.

#5 다이아몬드

다이아몬드 기반 절삭 공구 현재 가장 강한 소재. 응력, 마모, 온도 저항성 등 많은 이점. 강하고 단단하며 터프한 소재 절단에 사용.

#6 연마재

연마 절삭 공구는 톱니 절삭 대신 연마·침식으로 소재 제거.

연마 소재는 단단하고 거칠어 접촉하는 것 마모시킴. 공구에 연마 물질 함유. 연삭 숫돌이 가장 기본 형태.

마무리

이상으로 절삭 공구 종류에 대한 모든 것을 다뤘습니다. 빠뜨린 내용이나 의문점 알려주시면 도움이 되겠습니다.

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