공구 마모 패턴 및 최적화 방법
가공에서 가장 일반적인 공구 마모 패턴을 식별하는 방법, 일반적인 원인 및 공구 수명을 최대화하기 위해 최상의 방법으로 제어하는 방법을 알아보십시오.논의된 마모 패턴은 예를 들어 크레이터 마모, 플랭크 마모, 노치 마모 등입니다.
측면 마모는 가장 바람직한 공구 마모 조건입니다.측면 마모와 달성 가능한 공구 수명 사이의 명확한 관계를 제공하면서 다소 예측 가능하고 신뢰할 수 있습니다.그러나 너무 빨리 발생하는 측면 마모(고전적인 측면 마모와 유사하지만 매우 짧은 기간에 발생)는 문제가 될 수 있습니다.
측면 마모는 언제 발생합니까?
낮은 절삭 속도에서 측면 마모의 주요 원인은 마모와 침식입니다.탄화물의 단단한 미세 개재물 또는 변형 경화된 공작물 재료 입자가 절삭 공구로 절단됩니다.그런 다음 작은 코팅 조각이 부서져 공구 면으로 절단됩니다.코발트는 결국 매트릭스에서 마모됩니다.이것은 탄화물 입자의 접착력을 감소시켜 그들도 떨어져 나가게 합니다.
더 높은 절삭 속도에서는 더 높은 절삭 속도가 절삭날에 더 높은 온도를 발생시키기 때문에 확산 마모가 측면 마모의 주요 원인입니다.따라서 확산이 일어나기에 유리한 조건을 만듭니다.
측면 마모는 공구의 절삭날을 따라 비교적 균일한 마모와 유사합니다.때때로 공작물의 금속이 절삭날 위로 번져 마모 흔적의 겉보기 크기를 과장할 수 있습니다.
측면 마모는 모든 유형의 공작물 재료를 가공할 때 나타나며, 다른 유형의 마모로 먼저 고장나지 않으면 절삭날은 일반적으로 측면 마모로 인해 고장납니다.
측면 마모를 최소화하기 위한 시정 조치
측면 마모를 최소화하기 위한 몇 가지 시정 조치는 다음과 같습니다.
- 절삭 속도 줄이기(경우에 따라 이송을 늘리는 것도 도움이 될 수 있음)
- 내마모성이 더 강하고 단단한 초경 재종 선택
- 냉각수를 올바르게 적용하십시오
크레이터 마모 분석
크레이터 마모는 확산 및 분해(더 높은 절삭 속도)와 연마 마모(더 낮은 절삭 속도)의 조합입니다.공작물 칩의 열은 기판의 텅스텐 카바이드 입자를 분해하고 탄소는 칩으로 침출됩니다(확산).이로 인해 인서트의 경사면에 '크레이터'가 마모됩니다.크레이터는 결국 인서트 측면을 부서뜨릴 만큼 커지거나 빠른 측면 마모를 유발할 수 있습니다.
크레이터 마모는 인서트의 경사면에 크레이터 또는 구덩이 모양/외관을 띕니다.크레이터 마모는 예를 들어 주철과 같은 연마성 공작물 재료 또는 예를 들어 단조 공작물과 같은 단단한 표면을 가진 공작물을 가공할 때 주로 보입니다.
크레이터 마모를 최소화하기 위한 시정 조치
크레이터 마모를 최소화하려면 다음을 수행하는 것이 가장 좋습니다.
- 예를 들어 산화알루미늄의 두꺼운 층을 포함하는 코팅 사용
- 냉각수 적용
- 열을 줄이는 자유 절삭 형상 사용 및
- 절삭 속도 및 이송을 낮추기 위해
구성인선 분석
구성인선(BUE)은 절삭날에 압력 용접된 공작물 재료의 부착으로 인해 발생합니다.이것은 절삭 영역에 화학적 친화성, 고압 및 충분한 온도가 있을 때 발생합니다.
결국 구성인선이 부서져 절삭날 조각을 가지고 가서 치핑과 빠른 측면 마모로 이어집니다.
언제 발생합니까?
구성인선은 절삭날의 상단이나 측면에 있는 반짝이는 재료 부품처럼 보입니다.그것들은 공구의 경사면에 작은 구덩이나 크레이터를 만들고 궁극적으로는 절삭날 치핑으로 이어집니다.구성인선은 일반적으로 비철 재료, 초합금 및 스테인리스강과 같은 끈적끈적한 재료와 느린 절삭 속도 및 이송을 포함하는 작업 중에 발생합니다.
구성인선을 방지하기 위한 시정 조치
구성인선 마모를 방지하려면,
- 절삭 속도 및/또는 이송 속도 증가
- 더 날카로운 형상과 더 부드러운 경사면을 가진 인서트 선택
- 증가된 농도로 냉각수를 올바르게 적용하십시오
치핑 마모 분석
치핑은 절삭 재료의 기계적 불안정성 또는 균열로 인해 발생합니다.절삭날의 치핑은 종종 공작물이나 공작 기계 또는 공구 자체의 진동의 결과입니다.공작물 재료 표면의 단단한 개재물과 단속 절삭은 균열과 치핑을 유발할 수 있는 국부적인 응력 집중을 초래합니다.
치핑은 절삭날에서 부서진 작은 조각처럼 보이며 비강성 상황에서 일반적입니다.단단한 입자가 있는 공작물 재료(예: 석출 경화 공작물 재료)도 절삭날 치핑을 유발합니다.
치핑 마모를 최소화하기 위한 시정 조치
시정 조치에는 다음이 포함됩니다.
- 적절한 공작 기계 설정
- 편향 최소화
- 더 질긴 초경 재종과 더 강한 절삭날 형상 사용
- 이송 줄이기(특히 절삭 입구 또는 출구에서) 및 절삭 속도 높이기.(구성인선에 대한 개선 방법도 참조하세요.)
열 균열 분석
열 균열은 다음의 조합으로 인해 발생합니다.
- 열 부하(절삭 영역의 고온)
- 열 변화 또는 구배(절삭날의 온도 변화)
응력 균열은 절삭날에 거의 수직으로 발생하여 결국 탄화물 섹션이 빠져나와 날이 부서집니다.열 균열은 주로 밀링 및 단속 절삭 선삭에서 관찰될 수 있습니다.간헐적인 냉각수 흐름도 열 균열로 이어질 수 있습니다.
열 균열을 최소화하기 위한 시정 조치
몇 가지 시정 조치는 다음과 같습니다.
- 냉각수를 올바르게 적용하십시오
- 더 질긴 초경 재종 선택
- 절삭 속도와 이송을 줄이십시오
- 열을 줄이는 자유 절삭 형상 사용
- 다른 가공 방법 고려(절삭 시간/절삭 시간 외 비율)
소성 변형 분석
열 과부하가 소성 변형의 주요 원인입니다.과도한 열로 인해 탄화물 바인더(코발트)가 부드러워집니다.그런 다음 기계적 과부하로 인해 절삭날에 가해지는 압력으로 인해 끝이 변형되거나 처져 결국 부러지거나 빠른 측면 마모로 이어집니다.
소성 변형은 변형된 절삭날처럼 보입니다.소성 변형은 절삭날의 측면 마모와 매우 유사하게 보일 수 있으므로 주의 깊은 관찰이 필요합니다.
언제 발생합니까?
절삭 온도가 높고(높은 절삭 속도 및 이송) 공작물 재료의 강도가 본질적으로 높은 경우(경강 또는 변형 경화 표면 및 초합금) 소성 변형이 예상됩니다.
소성 변형을 방지하기 위한 시정 조치
몇 가지 시정 조치는 다음과 같습니다.
- 냉각수를 올바르게 적용하십시오
- 절삭 속도 및 이송 감소
- 더 큰 노즈 반경을 가진 인서트 사용
- 더 단단하고 내마모성이 뛰어난 초경 재종 선택
노치 마모 분석
노치 마모는 공작물 표면이 기본 재료보다 단단하거나 마모성이 더 높을 때 발생합니다.이것은 이전 절삭 중 표면 경화(스테인리스강 및 초합금과 같은 변형 경화 재료)로 인한 것일 수 있으며 표면 스케일이 있는 단조 또는 주조 표면에서 비롯될 수 있습니다.이 모든 것이 절삭날이 단단한 층에 닿는 지점에서 더 빨리 마모되도록 합니다.이 국부적인 집중 응력은 또한 노치 마모로 이어질 수 있습니다.무슨 일이에요?압축 응력은 공작물 재료와 접촉하는 절삭날을 따라 발생하지만 절삭날이 접촉하지 않는 곳에서는 발생하지 않습니다.이로 인해 둘이 직접 접촉하는 지점(절삭 깊이 선)에서 절삭날에 높은 응력이 발생합니다. 공작물 재료의 단단한 미세 개재물이나 약간의 중단과 같은 모든 종류의 충격도 노치 마모를 유발할 수 있습니다.
노치 마모를 방지하기 위한 시정 조치
몇 가지 시정 조치에는 다음이 포함됩니다.
- 여러 번 통과할 때 이송 속도를 줄이고 절삭 깊이를 변경합니다.
- 고온 합금을 가공하는 경우 절삭 속도 증가(이렇게 하면 측면 마모가 더 많이 발생함)
- 더 질긴 초경 재종 선택
- 특히 스테인리스 및 내열 합금에서 구성인선을 방지하는 데 필요한 높은 이송을 위한 칩 브레이킹 형상 사용
칩 해머링 분석
칩 해머링은 칩이 뒤로 말려 절삭날의 사용하지 않는 부분을 때리는 현상입니다. 절단되지 않은 절삭날(또는 절삭날의 일부)이 파손됩니다. 이러한 현상이 발생할 위험은 높은 이송과 깊은 절삭 깊이 조합을 포함하는 작업에서 더 큽니다.
칩 해머링을 방지하기 위한 시정 조치
칩 해머링을 수정하려면,
- 이송 속도와 절삭 깊이를 변경하십시오
- 다른 절삭날 각도 선택
- 다른 칩 브레이킹 형상 사용
- 더 질긴 초경 재종으로 가십시오
절삭날 파손
기본 공구 마모 패턴의 모든 개요에는 절삭날 파손도 포함되어야 하지만 파손 자체는 마모 패턴으로 간주되지 않습니다.절삭날의 치명적인 파손은 공구 마모 패턴이 아니라 공구를 잘못 사용하여 발생하는 원치 않는 위험한 현상입니다.절삭날이 부러지면 절삭날에 작용하는 기계적 하중이 너무 커서 견딜 수 없는 절삭 조건을 선택했다는 의미입니다.
날 파손을 방지하기 위한 시정 조치
절삭 조건(주로 절삭 깊이 및 이송)에 대해 더 낮은 값으로 시작하거나 더 강한 절삭날(더 질긴 초경 재종 또는 더 강한 형상)을 선택하십시오.
또한 이전에 언급한 마모 패턴 중 하나가 확장되어 절삭날이 더 이상 작용하는 하중을 견딜 수 없을 정도로 약화되었을 수도 있습니다. 이러한 경우 새 절삭날로 더 일찍 변경하면 파손을 방지할 수 있습니다.
솔리드 엔드밀로 가공할 때 가장 일반적인 공구 마모 패턴 알아보기
공구 마모에 대한 표시
마모 설명은 공구 마모의 시각적 측면에 중점을 둡니다.그 외에도 절삭날이 마모될 때 관찰할 수 있는 다른 현상이 있습니다.이것은 공구가 마모되어 교체할 준비가 되었음을 나타낼 수 있습니다.
- 절삭 공구의 갑작스러운 파손.이것은 절삭 공구를 교체해야 한다는 신호를 보내는 매우 불쾌한 방법입니다.절삭날이 어떻게 악화되는지에 영향을 미치는 요소가 너무 많아서 항상 모든 것을 고려하는 것이 가능하지 않으며, 경우에 따라 절삭날이 파손될 수 있습니다.
공구 파손이 체계적으로 발생하면 작업을 중지하고 완전히 평가해야 합니다. 체계적인 공구 파손은 절삭날에 작용하는 하중과 공구의 하중 지지 능력 사이에 불균형이 있음을 나타냅니다. 절삭력을 낮추거나 더 강한 절삭날을 선택해야 합니다.
- 손톱 테스트는 절삭날의 상태를 평가하는 가장 간단한 테스트 중 하나입니다.구성인선이나 절삭날의 미세 치핑은 육안으로 보이지 않을 수 있지만 손톱으로 확실히 느낄 수 있습니다.작업 중 구성인선 및 치핑을 최소화해야 합니다.
- 가공 중 소음 수준의 변화는 공구가 마모되었음을 나타낼 수 있습니다.날카로운 고주파 소음은 불량한 절삭 조건을 나타냅니다.
- 가공 중 형태, 모양 또는 색상이 변하는 칩은 절삭날의 모양이 변하고 있다는 또 다른 표시입니다(예: 공구 마모 진행으로 인해).
- 가공된 표면의 표면 거칠기가 저하되면 절삭날을 교체할 시기(공구 수명 종료)라는 신호일 수도 있습니다.
- 전력 소비 증가 또는 진동 경향.
공구 마모를 식별하는 데 도움이 필요하십니까?
공구 열화는 절삭 공구의 상태가 점점 더 나빠져 점차 공구가 기대에 부응하는 성능을 발휘할 수 없게 되는 과정입니다.공구 열화는 노화 마모, 파손과 같은 갑작스러운 충격 현상, 공작물 재료와 절삭 재료 간의 화학적 상호 작용으로 나타납니다.
노화 마모는 점진적인 표면 손상 과정으로, 고체 상태 접촉에서 두 개의 고체 표면 중 하나 또는 둘 다에서 재료가 제거되어 발생하며, 이 두 개의 고체 표면이 압력 및 온도의 환경 조건에서 미끄럼 또는 구름 운동 접촉에 있을 때 발생합니다.
이 기본 단일 공구 마모 패턴의 개요는 기계 기술자가 형태나 개발 속도에서 받아들일 수 없는 공구 마모를 처리하기 위한 기본 해결책을 제공합니다.
최상의 생산 효율성을 위해 공구 마모를 제어하는 방법에 대해 더 알고 싶으십니까?공구 열화에 대한 교육과정에 참여하거나 현장에서 GTDA 현장 프로젝트를 요청하십시오.자세한 내용은 해당 지역 Seco 담당자에게 문의하십시오.
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