제조공정
CNC 밀링 머신에서 금속 절삭 시 공구가 공작물에 절입하여 공작물 재료를 칩으로 변형시키는 데 필요한 힘을 절삭력이라고 합니다. 절삭력은 절삭 동력 계산, 공구/공작 기계/고정구 설계, 절삭 조건 수립의 중요한 근거. 자동화 생산에서 절삭력은 절삭 공정과 공구 작업 상태 모니터링에도 사용.
절삭력 발생원은 한편으론 칩 형성 과정 중 탄성 변형과 소성 변형 시 발생하는 저항, 다른 한편으론 칩과 공구 앞면(레이크면) 마찰 저항, 공작물과 공구 옆면(플랭크면) 마찰 저항.
절삭 중 총 절삭력 F는 공간력. 측정/계산 편의와 공작 기계/고정구/공구 설계, 공정 분석 필요 충족 위해 F를 보통 서로 수직인 3개 절삭 분력 Fc, Fp, Ff로 분해.
(1) 주 절삭력 Fc: 총 절삭력 F의 주 운동 방향 투영, 방향은 기저면 수직. Fc는 공작 기계 동력, 공구 강도, 고정구 설계, 절삭 조건 선택 중요 근거. 경험 공식 또는 단위 절삭력 kc(N/mm)로 계산: Fc=kcAD=kchDbD=kcapf.
(2) 배킹 포스 Fp: 총 절삭력 F의 이송 방향 수직 분력. 공작물 변형 유발, 시스템 진동 주요 요인.
(3) 이송력 Ff: 총 절삭력 F의 이송 운동 방향 절삭 분력. 공작 기계 이송 메커니즘 및 이송 동력 설계/검토 주요 근거.
절삭력은 총 절삭력 F를 Fc와 FD로 분해, FD를 Fp와 Ff로 분해. 관계: Ff=FDsinkr; Fp=FDcoskr.

절삭 동력은 절삭 과정에서 절삭력 소모 동력, pm으로 표시, 단위 kW. 외경 선삭 시 주 절삭력 Fc와 이송력 Ff 소모 동력 합. 이송력 Ff 소모 동력 비율 작음(1~5%), 일반 Ff 동력 무시 가능, Fp는 일 안 함. 공식: Pm=Fcυc×10, Fc 주 절삭력(N), υc 절삭 속도(m/s).
공작 기계 전달 효율 고려 시 절삭 동력 Pm에서 공작 기계 모터 동력 PE 산출: PE≥Pm/η, η 공작 기계 전달 효율, 보통 0.75~0.85.
공작물 소재 강도와 경도 높을수록 절삭 변형 약간 감소하지만 총 절삭력 여전히 증가. 가공 강도/경도 유사 소재 중 가소성 크면 공구와 마찰 계수 커서 절삭력 증가. 취성 소재는 소성 변형 작아 칩-공구 레이크면 마찰 작아 절삭력 작음.
(1) 이송량 f와 절삭 깊이 ap.
f와 ap 증가 시 절삭 면적 증가, 주 절삭력 증가. 단 영향 정도 다름. 선삭 시 ap 2배면 주 절삭력 약 2배 증가; f 2배면 주 절삭력 68~86%만 증가. 따라서 절삭력과 절삭 동력 고려 시 이송량 증가가 절삭 깊이 증가보다 유리.
(2) 절삭 속도 υc. YT15 초경 공구로 45강 가공(ap=4mm, f=0.3mm/r) 시 절삭 속도 영향 곡선. 소성 금속 절삭 시 빌트업 에지 영역에서 빌트업 에지 성장으로 공구 실제 레이크각 증가, 칩 변형 감소, 절삭력 감소; 역으로 빌트업 에지 감소 시 절삭력 증가. 빌트업 에지 없으면 절삭 속도 증가 시 절삭 온도 상승, 레이크면 마찰 감소, 변형 감소, 절삭력 감소. 따라서 생산성 향상 위해 고속 절삭 자주 사용. 취성 금속 절삭 시 υc 증가, 절삭력 약간 감소.
(1) 레이크각. 레이크각 절삭력 최대 영향. 소성 금속 절삭 시 레이크각 증가로 피삭재 압출 변형과 마찰 감소, 칩 배출 원활, 총 절삭력 감소; 취성 금속 절삭 시 레이크각 영향 미미.
(2) 네거티브 챔퍼링. 예리한 절삭날에 네거티브 챔퍼 연마로 날 강도 증가, 공구 수명 연장. 단 이때 피삭 금속 변형 증가, 절삭력 증가.
(3) 진입각. 진입각 절삭력 영향 주로 절삭 두께와 팁 호 길이 변화 통한 변형 영향으로 절삭력 영향. 진입각 주 절삭력 Fc 영향 작으나 배킹 포스 Fp와 이송력 Ff 비율에 현저 영향. F'D 공작물이 공구에 가하는 역추력. F'p=F'Dcoskr, F'f=F'Dsinkr, 진입각 kr 증가 시 이송력 F'f 증가, 배킹 포스 F'p 감소. 가늘고 긴 공작물 선삭 시 공작물 굽힘 변형 감소/방지 위해 더 큰 진입각 선택 가능.
동일 절삭 조건에서 하이스 공구 절삭력 최대, 초경 공구 다음, 세라믹 공구 최소. 절삭유 사용 시 절삭력 감소, 절삭유 윤활 성능 높을수록 절삭력 감소 폭 큼. 공구 플랭크 마모 심할수록 마찰 심해지고 절삭력 커짐.
제조공정
머시닝센터는 밀링머신, 보링머신, 드릴링머신 등 기능을 종합한 장비로 생산 효율이 높습니다. CNC 밀링머신은 보통 전용 픽스처 등 특수 공정 장비 불필요. 공구 클램핑과 공구 데이터 조정만으로 생산 주기 대폭 단축. 또한 머시닝센터 주축 회전수와 이송 속도 무단 변속 가능해 최적 절삭량 선정 유리. 면 밀링, 숄더 밀링, 카피 밀링, 캐비티 밀링, 슬롯 밀링, 선삭 밀링, 나사 밀링, 플런지 밀링, 램핑 밀링, 원호 보간 밀링 등 다양한 가공 가능. 다음은 머시닝센터 공정 특징 간단 소개입니다. 1. 머시닝센터 밀링 방향 선택 밀
CNC 밀링 머신으로 금속을 절삭할 때, 절삭 공구가 공작물에 절입되어 공작물 재료를 칩으로 변형시키는 힘을 절삭력이라고 합니다. 절삭력은 절삭 동력 계산, 절삭 공구 설계, 공작기계 및 공작기계 고정구 설계, 절삭 파라미터 설정에 중요한 근거가 됩니다. 자동화 생산에서 절삭 공정과 절삭 공구의 작동 상태도 절삭력을 통해 모니터링할 수 있습니다. CNC 밀링 머신의 절삭력과 절삭 동력 1. CNC 밀링 머신 절삭력의 발생원 한편으로는 칩 형성 과정에서 탄성 변형과 소성 변형으로 인한 저항이고, 다른 한편으로는 칩과 공구 경사면