오래된 블록 제거:"칩 형성"인 혼란을 제어하는 ​​방법

고급 공장 자동화와 인더스트리 4.0의 도래와 함께 자율 제조 시스템의 중요성이 커지고 있습니다. 적절한 칩 처리는 진정한 자율 가공의 필수 요소입니다. 칩 형성에 영향을 미치는 요인과 제어 기술에 대해 알아보려면 계속 읽으십시오.

최근 수십 년 동안 공작 기계는 지속적으로 개선되었으며 자율 가공 시스템은 공장 자동화의 대체할 수 없는 구성 요소로 자리 잡았습니다. 칩 폐기와 같은 가공 공정 문제는 효율적인 자율 가공 시스템을 방해합니다. 따라서 효과적인 칩 컨트롤은 모든 최신 가공 시스템의 중요한 기능입니다.

형성된 칩의 특성은 가공 재료의 유형(연성 또는 취성)에 따라 다릅니다. 반면에 가공 공정 매개변수는 칩 형성에 중요한 역할을 합니다. 즉, 이송 속도, 경사각, 절삭 속도, 절삭 깊이, 마찰력(윤활유 및 냉각제 사용)입니다.

기계 운영자는 일반적으로 고품질 부품과 효율적인 기계 작동을 얻기 위해 공정 매개변수를 조정하고 칩 처리를 돕기 위해 칩 브레이커를 중계합니다.

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칩 형성

가공하는 동안 공구가 공작물로 전진하면서 앞에 있는 금속이 압축됩니다. 압축이 압축 한계를 초과하면 금속이 공작물에서 분리되어 칩 형태로 소성적으로 흐릅니다(전단 변형).

금속의 흐름은 1차 전단으로 인해 전단면에서 발생합니다. 전단 평면은 도구 앞의 절단되지 않은 표면에서 위쪽으로 비스듬히 확장됩니다. 전단각의 값은 재료의 유형과 절단 조건(공구 각도, 절단 속도 등)에 따라 다릅니다. 전단 각도가 작으면 전단 경로가 길어지고 칩이 두꺼워지며 절삭력이 높아지며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

칩이 툴팁의 면을 따라 미끄러지면서 마찰로 인해 2차 전단이 발생합니다. 마찰은 가공 공정의 온도를 높여 칩을 과도하게 가열합니다.

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칩 유형

금속 가공 중에 형성되는 칩의 유형은 다음과 같습니다.

• 세그먼트 칩

• 연속 칩

• 구성인선이 있는 연속 칩(BUE)

분할된(불연속) 칩

세그먼트 칩은 일반적으로 황동, 청동 또는 주철과 같은 취성 금속을 가공할 때 발생합니다. 일반적으로 분할된 칩은 다음 가공 조건의 결과입니다.

• 낮은 이송 속도

• 낮은 경사각;

• 높은 절단 속도;

• 높은 공구 칩 마찰;

• 상당한 절입 깊이.

분할된 칩은 취성 금속에서 깨끗한 표면 조도, 손쉬운 칩 처리, 긴 공구 수명 및 감소된 전력 소비를 제공합니다. 연성 금속의 경우 일반적으로 조각된 칩으로 인해 표면 조도가 불량하고 공구 수명이 단축됩니다.

연속 칩

연속 칩은 일반적으로 강철, 구리 또는 알루미늄과 같은 가단성 금속을 높은 절삭 속도로 가공하는 동안 발생합니다. 가공 중 툴팁과 연성 피삭재 사이의 온도가 높아집니다. 제거된 금속의 각 층은 이전 층에 용접되어 길고 연속적인 칩 스트림을 형성합니다. 일반적으로 연속 칩은 다음과 같은 가공 조건에서 발생합니다.

• 절삭 깊이가 작음

• 큰 경사각;

• 높은 절단 속도;

• 낮은 공구 칩 마찰(윤활유 또는 냉각제 사용)

• 날카로운 칼날.

연속 칩은 깨끗한 표면 조도, 긴 공구 수명 및 감소된 전력 소비를 제공합니다. 반면에 이러한 유형의 칩을 폐기하는 것은 어려운 일입니다. 칩 브레이커를 사용하여 폐기 조건을 개선할 필요가 있습니다.

빌트업 에지가 있는 연속 칩(BUE)

BUE에 의한 연속 칩 형성은 연성 금속을 가공하는 동안 공구와 칩 사이의 높은 마찰로 인해 발생합니다. 이러한 조건에서 일부 칩 입자는 툴팁에 결합되는 경향이 있습니다. 접합된 재료가 새로운 절삭날을 형성함에 따라 툴팁에서 분리될 때까지 계속 축적됩니다. 브레이크오프 ​​동안 축적된 재료는 칩과 가공물 표면 모두에 접착되어 표면 조도가 좋지 않습니다. BUE 형성의 다른 이름은 "칩 용접"입니다. 일반적으로 BUE가 있는 연속 칩은 다음 조건에서 발생합니다.

• 낮은 경사각;

• 낮은 절단 속도,

• 높은 마찰력

• 높은 피드.

BUE가 있는 연속 칩은 공구 수명에 좋지 않은 영향을 미치고 전력 소비를 증가시키며 표면 조도 불량을 유발하므로 방지가 중요합니다. 윤활제 사용을 통한 마찰 감소, 공구 코팅을 통한 금속 간 접촉 방지, 냉각수 사용을 통한 온도 감소와 같은 조치는 칩 용접 방지에 긍정적인 영향을 미칩니다.

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칩 컨트롤

강철과 같은 가단성 금속을 높은 절삭 속도와 큰 경사각으로 가공하면 길고 가느다란 칩이 형성됩니다. 이처럼 날카롭고 뜨겁고 연속적으로 고속으로 나오는 칩은 기계 작업자의 안전을 위협하고, 공구에 얽혀 제품을 손상시키며, 폐기를 복잡하게 만들 수 있습니다. 칩을 관리 가능한 기하학적 구조로 나누는 것은 필수적입니다.

칩은 자체 파손 또는 강제 파손에 의해 파손될 수 있습니다. 연성 재료를 가공할 때 온도와 유속의 차이로 인해 칩이 말리는 경향이 있습니다. 말린 칩은 다음과 같은 세 가지 방법으로 자체 파손될 수 있습니다.

• 냉각으로 인한 변형으로 인한 자연 파단에 의해

• 공작물을 쳐서

• 도구를 때리면 됩니다.

강제 브레이킹의 가장 일반적인 방법은 칩 브레이커를 사용하는 것입니다.

칩 브레이커

칩 브레이커의 가장 기본적인 기능은 칩이 자연스럽게 말리는 것보다 더 세게 말리는 것입니다. 강제 컬링은 가공물이나 공구에 부딪혀 칩이 떨어져 나갑니다. 칩 브레이커는 칩 컨트롤을 강화하고 절삭 부하를 줄여 가공 효율성을 향상시킵니다.

대부분의 최신 칩 브레이커는 절삭 공구에 홈이나 장애물 형태로 제공됩니다. 칩 브레이커의 설계는 주어진 가공 시나리오에 가장 적합한 형상을 찾는 것을 중심으로 이루어지며, 이로 인해 칩에 응력이 발생하고 칩이 쉽게 끊어집니다.

홈형 칩브레이커는 절삭날 뒤쪽에 작은 홈이 있습니다. 곡선의 형상은 칩 곡률의 반경을 결정합니다.

장애물형 칩브레이커는 계단 모양의 독특한 형상이 특징입니다. 장애물은 통합되거나 절삭 공구에 부착될 수 있습니다. "부착형"의 경우 다양한 가공조건에 맞게 조정이 가능합니다.

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결론

가공 공정은 물리학, 재료 과학 및 메카트로닉스의 미묘한 상호 작용입니다. 가공 중 재료 제거는 공작물과 가공 공구 사이의 상호 작용력의 결과입니다. 이러한 상호 작용력의 특성은 칩의 색상과 크기를 정의합니다. 칩은 절단 엔지니어에게 귀중한 연구 및 진단 데이터입니다. 그럼에도 불구하고 제대로 처리하지 않으면 칩이 기계의 생산성을 저하시키는 경향이 있습니다.

가공 중에 BUE를 사용하여 분할, 연속 및 연속의 세 가지 고유한 유형의 칩이 발생할 수 있습니다. 칩 형성은 재료 선택 및 가공 공정 매개변수에 따라 달라집니다.

칩 처리는 전체 가공 효율성을 개선하고 기계의 자율 작동을 계획할 때 고려해야 할 중요한 요소입니다. 분할 칩과 연속 칩은 특정 가공 조건에서 자체 절단되지만 가공 설정에서는 칩 브레이커를 사용하는 것이 일반적입니다.

칩브레이커로 칩을 적당한 길이로 절단하여 칩이 공구에 엉키는 것을 방지하고 진동을 감소시키며 공구 파손을 방지합니다. 또한 칩 브레이커는 절삭 저항을 줄여 절삭날의 치핑 및 파손을 방지합니다.

칩브레이커를 사용할 때는 작업에 맞는 칩브레이커를 선택해야 합니다. 정삭, 중삭, 황삭과 같은 선삭 가공에서는 각각에 맞는 칩 브레이커를 선택해야 합니다. 원하는 절삭 깊이, 이송 속도, 스핀들 속도 및 원하는 표면 조도에 따라 적절한 칩 브레이커를 사용하는 것이 필수적입니다.