CNC 가공의 절입 깊이 마스터하기:정확한 계산 및 제어

CNC 가공 작업이 작품 완성에 필요한 방법이라고 결정했다면 절삭 깊이(DOC)가 가공 제품의 품질에 영향을 미치는 가장 중요한 3가지 매개변수 중 하나라는 점을 알아야 합니다.

이 기사는 가공에서 절입 깊이가 무엇을 의미하는지, 이를 제어해야 하는 이유, 칩 두께와 절입 깊이의 차이, 계산 방법을 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

가공 공정에서 절삭 깊이는 단순히 절삭 공구가 가공물에 얼마나 깊이 들어가고 이를 통해 칩을 생성하는지를 나타냅니다. 이상적인 절삭 공정에서는 CNC 절삭 공구가 가공물 표면 내부에서 일정 깊이로 왼쪽으로 이동할 때 칩이 생성됩니다. 이 깊이를 절삭 깊이 또는 DOC라고 합니다. 유사하고 간단한 응용 프로그램이 필요한 경우 초콜릿 컬이나 초콜릿 부스러기가 어떻게 절단되는지 확인할 수 있습니다.

절단 깊이 값은 인치 또는 밀리미터로 측정되며 일반적으로 0.1~1mm 사이입니다.

가공 시 절입량 조절이 필요한 이유는 무엇인가요?

절삭 깊이는 다음과 같이 가공 공정에 직접적인 영향을 미칩니다.

• 도구 끝 부분에서 열이 상승합니다.
• 공구 마모율
• 가공품의 강도
• 가공된 표면의 품질

예를 들어, 절삭 공정에서 냉간 가공된 금속보다 어닐링된 금속을 사용하여 내장형 가장자리(BUE)가 형성되는 경향이 있습니다. BUE 칩 유형은 공구 팁에 쌓인 칩 층으로 구성됩니다. 따라서 절입 깊이가 너무 깊으면 BUE를 제어하지 않으면 표면 조도에 부정적인 영향을 미칩니다.

절삭 깊이는 다른 가공 요소와 어떻게 상호 작용합니까?

절삭 깊이는 가공 공정에 영향을 미치는 독립적인 요소 중 하나입니다. 즉, 작업자가 이를 제어합니다. 그러나 절단 깊이는 다른 요소와 상호 작용하여 가공물의 결과 표면과 속성에 영향을 미칩니다.

절삭깊이 및 냉각유체

절삭 깊이가 감소함에 따라 칩 곡률이 감소하고 칩이 곱슬거립니다. 이 경우 공구 끝 부분에 열이 올라가면 냉각수를 추가하면 공정이 냉각될 것이라고 생각할 수도 있습니다.

그러나 CNC 냉각수를 추가하면 칩이 더욱 컬링되고 공구와 칩 사이의 접촉이 감소하며 공구에 열이 집중되어 공구 마모가 크게 증가합니다. 이런 경우에는 칩브레이커가 유용할 수 있습니다.

절입량, 경사각, 절단 속도

또 다른 예는 열가소성 수지 가공에서 찾을 수 있습니다. 열가소성 플라스틱은 일반적으로 열전도율과 탄성률이 낮습니다. 이는 가공 시 공구 끝 부분의 열 변동에 크게 영향을 받는다는 것을 의미합니다. 절삭 깊이, 경사각, 절삭 속도는 온도 상승과 공구 팁에 끈적끈적한 칩이 형성되는 것을 방지하기 위해 모두 서로 상대적으로 조정되어야 합니다.

절삭 깊이는 절삭 속도 및 이송과 함께 공구 수명에 영향을 미치는 상위 3개 매개변수 중 하나라는 점도 알아야 할 가치가 있습니다.

절입량은 어떻게 계산하나요?

절삭 깊이 계산이 필요할 때 다양한 변수 간의 정량적 관계를 갖는 것의 중요성은 명백합니다. 공구 온도가 높아지는 이유는 무엇입니까? 왜 표면 마감이 좋지 않습니까? 절삭 공구가 빨리 마모되는 이유는 무엇입니까? 그 밖에도 많은 것들이 있습니다.

절단 깊이를 계산하려면 다음 매개변수를 지정해야 합니다:

• 가공 공정(밀링, 터닝 등)이란 무엇입니까?
• 공작물 소재
• 도구 설명 속성
• 기계 성능
• 필요한 표면 마감 및 공차

선삭 가공시 절입

CNC 터닝에서는 공구가 공작물의 길이를 따라 이동하면서 재료 층을 제거하는 동안 공작물이 회전합니다. 절삭 깊이는 시간이 지남에 따라 공구가 공작물을 따라 이동하는 거리인 이송 또는 이송 속도와 동일할 수 있으며 단위는 mm/min입니다.

따라서 절단 깊이는 제거된 재료의 두께로 간단히 정의할 수 있으며 다음을 통해 계산할 수 있습니다.

밀링 공정의 절입

CNC 밀링 공정에서는 공작물이 안정된 상태에서 공구가 회전합니다. 절삭 깊이는 단순히 공구가 한 회전에 공작물을 절삭하는 깊이입니다. 일반적으로 절삭 깊이는 20mm 이상의 큰 직경의 경우 절삭 공구 직경의 4배이고 작은 공구 직경의 경우 직경 크기의 10배입니다.

칩 두께 값과 절입 깊이 값 비교

칩 두께와 절삭 깊이는 동일하지도 않고 동일한 값도 가지지 않기 때문에 이를 구별하는 것이 중요합니다.

이를 설명하려면 이상적인 절단 공정의 그림 1을 더 자세히 살펴볼 필요가 있습니다. 절입 깊이(to로 표시) 값은 칩 두께(tc)와 다릅니다.

그림 1:이상적인 절단 과정

칩 제거 공정은 다음 그림 2에 표시된 대로 잘 정의된 전단 평면과 정의된 전단 각도 ψ를 사용하여 전단을 통해 수행됩니다. 이로 인해 칩 두께 값이 항상 절삭 깊이 값보다 커집니다.

그림 2:칩 형성의 기본 메커니즘

절삭률과 칩 압축률

절삭 깊이 대 칩 두께 대 /tc의 비율을 절삭 비율 또는 칩 두께 비율이라고 하며 (r)로 표시하고 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

또한 다음과 같이 그림 1에 표시된 전단각 ψ 및 경사각 α로부터 계산할 수도 있습니다.

장소:

ф:전단각
α:경사각

이 값의 역수를 칩 압축비 또는 칩 압축 계수라고 하며 이는 칩 두께를 절삭 깊이와 비교하는 정도를 나타냅니다.

보너스:절삭 깊이와 절삭력 및 파워

절삭력과 힘을 아는 것은 DOC를 계산하는 데 중요합니다. 다음과 같은 중요한 매개변수를 제공할 수 있습니다:

• 빠른 마모를 방지하고 최고의 효율성과 표면 마감을 제공하는 데 필요한 강도를 갖춘 도구입니다.
• 최소한의 왜곡으로 이러한 힘을 견딜 수 있는 공작물 홀더 및 고정 장치

필요한 동력은 단순히 절삭력에 속도를 곱한 값이며 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

여기서 Fc는 "절삭력"이며 공작물을 절단하기 위해 공구가 가하는 힘으로 정의되며 공구 속도 V와 동일한 방향으로 작용합니다.

총 비에너지는 공구와 표면 사이의 마찰을 극복하는 데 필요한 에너지인 마찰 비에너지(uf)에 더해 표면을 절단하는 데 필요한 전단력을 수행하는 데 필요한 총 에너지(us)입니다.

전단 비에너지와 마찰 비에너지는 절삭 깊이와 관련이 있으며 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

칩 속도는 다음과 같이 절삭 속도와 관련됩니다.

따라서 특정 기계 매개변수가 있는 경우 이러한 공식을 반대로 사용하여 절삭 깊이를 계산할 수 있다는 점을 언급할 가치가 있습니다.

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결론

절삭 깊이는 가공 공정을 시작하기 전에 고려해야 할 매우 중요한 매개변수입니다. 앞에서 설명한 것처럼 절삭 깊이 값은 가공력 및 특정 에너지와 같은 종속 가공 매개변수에 직접적인 영향을 미칩니다. 이러한 값을 계산하면 공작물의 강도와 표면 마감뿐만 아니라 도구 재료, 고정 유형 및 냉각제 사용 가능성에도 영향을 미칩니다.