터닝 도구
금속 절단에서 가장 일반적인 도구는 터닝 도구입니다. 터닝 공구는 선반의 외부 원, 중앙의 구멍, 나사산, 홈, 톱니 및 기타 모양을 절단하는 데 사용됩니다. 주요 유형은 그림 3-18에 나와 있습니다.
그림 3-18 선삭 공구의 주요 유형
1. 10 - 엔드 선삭 도구 2. 7 - 외부 원(내부 구멍 선삭 도구) 3. 8 - 홈 가공 도구 4. 6 - 나사 선삭 도구 5. 9 - 프로파일링 선삭 도구
선삭 공구는 구조에 따라 솔리드 선삭, 용접 선삭, 기계 클램프 선삭, 인덱서블 공구로 분류됩니다. 인덱서블 선삭 공구는 사용 증가로 인해 점점 더 대중화되고 있습니다. 이 섹션에서는 인덱서블 및 용접 선삭 공구의 설계 원리와 기술을 소개하는 데 중점을 둡니다.
1. 용접공구
용접 터닝 공구는 용접으로 연결된 특정 모양의 블레이드와 홀더로 구성됩니다. 블레이드는 일반적으로 다양한 등급의 카바이드 재료로 만들어집니다. 공구 생크는 일반적으로 45강이며 사용 중 특정 요구 사항에 맞게 날카롭게 연마됩니다. 용접 선삭 공구의 품질과 용도는 블레이드 등급, 블레이드 모델, 공구 형상 매개변수, 슬롯의 모양과 크기에 따라 달라집니다. 연삭품질 등 연삭품질 등
(1) 용접 선삭 공구에는 장점과 단점이 있습니다.
간단하고 컴팩트한 구조로 인해 널리 사용됩니다. 높은 공구 강성; 그리고 좋은 진동 저항. 또한 다음과 같은 많은 단점이 있습니다.
(1) 칼날의 절단 성능이 좋지 않습니다. 고온에서 용접한 후에는 블레이드의 절단 성능이 저하됩니다. 용접 및 연마에 사용되는 고온으로 인해 블레이드가 내부 응력을 받게 됩니다. 초경의 선형 확장 계수는 공구 본체의 절반이므로 초경에 균열이 나타날 수 있습니다.
(2) 공구 홀더는 재사용할 수 없습니다. 공구 홀더를 재사용할 수 없기 때문에 원자재가 낭비됩니다.
(3) 보조 기간이 너무 깁니다. 도구 변경 및 설정에는 많은 시간이 걸립니다. 이는 CNC 기계, 자동 가공 시스템 또는 자동 공작 기계의 요구 사항과 호환되지 않습니다.
(2) 툴 홀더 홈의 종류
용접 선삭 공구의 경우 블레이드의 모양과 크기에 따라 공구 생크 홈을 만들어야 합니다. 공구 자루 홈에는 관통 홈, 반 관통 홈, 폐쇄형 홈 및 강화된 반 관통 홈이 포함됩니다. 그림 3-19와 같습니다.
그림 3-19 공구 홀더 형상
공구 홀더 홈은 용접 품질을 보장하기 위해 다음 요구 사항을 충족해야 합니다.
(1) 두께를 조절한다. (1) 커터 몸체의 두께를 조절합니다.
(2) 블레이드와 툴 홀더 홈 사이의 간격을 조절하십시오. 블레이드와 공구 홀더 홈 사이의 간격은 너무 크거나 작아서는 안 되며 일반적으로 0.050.15mm입니다. 아크 조인트는 가능한 한 균일해야 하며 최대 국부 간격은 0.3mm를 초과해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 용접 강도에 영향을 미칩니다.
(3) 공구 홀더 홈의 표면 거칠기 값을 제어합니다. 공구 홀더 홈의 표면 거칠기는 Ra=6.3mm입니다. 칼날 표면은 평평하고 매끄러워야 합니다. 용접하기 전에 도구 홀더의 홈에 기름이 있으면 청소해야 합니다. 용접 부위의 표면을 깨끗하게 유지하려면 샌드블라스팅이나 알코올, 가솔린을 사용하여 브러싱할 수 있습니다.
칼날의 길이를 조절하세요. 일반적인 상황에서는 툴홀더 홈에 장착된 칼날이 0.20.3mm 정도 돌출되어야 샤프닝이 가능합니다. 툴 홀더 홈은 블레이드보다 0.20.3mm 더 길게 제작할 수 있습니다. 용접 후 공구 본체가 용접됩니다. 더 깔끔한 외관을 위해 불필요한 부분을 제거하세요.
(3) 블레이드 브레이징 공정
경납은 초경합금 블레이드를 용접하는 데 사용됩니다(경납은 녹는 온도가 450degC보다 높은 내화성 또는 브레이징 재료입니다). 땜납은 일반적으로 녹는점보다 3050degC 높은 용융 상태까지 가열됩니다. 플럭스는 솔더가 표면에 침투 및 확산되는 것을 방지합니다.가공된 부품. 이는 또한 용접된 부품과 땜납의 상호 작용을 허용합니다. 용융 작용으로 인해 카바이드 블레이드가 슬롯에 단단히 용접됩니다.
가스 화염 용접, 고주파 용접 등 다양한 브레이징 가열 기술을 사용할 수 있습니다. 전기 접촉 용접이 가장 좋은 가열 방법입니다. 구리 블록과 커터 헤드가 접촉하는 지점의 저항이 가장 높으며, 이 지점에서 고온이 발생합니다. 커터 본체가 먼저 빨간색으로 변한 다음 열이 칼날로 전달됩니다. 이로 인해 블레이드가 천천히 가열되고 온도가 점차 상승합니다. 균열을 예방하는 것이 중요합니다.
재료가 녹자마자 전원이 차단되기 때문에 칼날이 '과연'되지 않습니다. 전기 접촉 용접은 블레이드 균열 및 납땜 제거를 줄이는 것으로 입증되었습니다. 브레이징은 쉽고 안정적이며 품질이 좋습니다. 브레이징 공정은 고주파 용접보다 효율이 낮고 가장자리가 여러 개인 도구를 브레이징하는 것은 어렵습니다.
브레이징 품질은 다양한 요인에 의해 영향을 받습니다. 브레이징 재료, 플럭스, 가열 방법을 올바르게 선택해야 합니다. 초경 브레이징 공구의 경우 재료의 융점이 절단 온도보다 높아야 합니다. 유동성, 습윤성, 열전도도를 유지하면서 블레이드의 접착력을 유지할 수 있어 절단에 적합한 소재입니다. 초경합금 블레이드를 브레이징할 때 일반적으로 다음 브레이징 재료가 사용됩니다.
(1) 순수 구리 또는 구리-니켈 합금(전해)의 용융 온도는 약 10001200degC입니다. 허용된 작동 온도는 700900degC입니다. 이는 작업량이 많은 도구와 함께 사용할 수 있습니다.
(2) 용융 온도가 900920degC ~ 500600degC인 구리-아연 또는 105# 필러 금속. 중간 부하 툴링에 적합합니다.
은-구리 합금의 융점은 670820입니다. 최대 작동 온도는 400도입니다. 그러나 낮은 코발트 또는 높은 티타늄 탄화물을 사용하는 정밀 선삭 공구를 용접하는 데 적합합니다.
브레이징 품질은 플럭스의 선택과 적용에 따라 크게 영향을 받습니다. 플럭스는 납땜할 공작물 표면의 산화물을 제거하고 습윤성을 높이며 용접부를 산화로부터 보호하는 데 사용됩니다. 카바이드 도구를 브레이징하는 데 두 가지 플럭스가 사용됩니다. 탈수된 붕사 Na2B4O2 또는 탈수된 붕사 25%(질량분율) + 붕산 75%(질량분율). 브레이징 온도 범위는 800~1000degC입니다. 붕사는 붕사를 녹인 다음 식힌 후 분쇄하여 탈수할 수 있습니다. 체로 치다. YG 공구를 브레이징할 때는 일반적으로 탈수된 붕사가 더 좋습니다. 탈수 붕사(질량분율) 50% + 붕산(질량분율) 35% + 탈수 칼륨(질량분율) 불소(15%) 공식을 사용하여 YT 공구를 브레이징할 때 만족스러운 결과를 얻을 수 있습니다.
불화칼륨을 첨가하면 탄화티탄의 습윤성과 용융성이 향상됩니다. 고티타늄 합금(YT30, YN05) 브레이징 시 용접 응력을 줄이기 위해 일반적으로 0.1~0.5mm의 저온이 사용됩니다. 블레이드와 공구 홀더 사이의 보상 개스킷으로 탄소강 또는 철-니켈이 자주 사용됩니다. 열 응력을 줄이려면 블레이드를 절연해야 합니다. 일반적으로 선삭 공구는 온도가 280°C인 용광로에 배치됩니다. 320degC에서 3시간 동안 단열한 후 용광로나 석면, 짚재분말 속에서 천천히 냉각합니다.
(4) 무기결합
무기 결합은 인산 용액과 무기 구리 분말을 사용하여 화학, 역학, 물리학을 결합하여 블레이드를 결합합니다. 무기결합은 브레이징에 비해 사용이 간편하고 내부응력이나 블레이드에 균열이 발생하지 않습니다. 이 방법은 세라믹과 같이 용접하기 어려운 블레이드 재료에 특히 유용합니다.
가공의 특징적인 작업과 실제 사례
4. 모서리 경사각 및 베벨 절단 각도 선택
(1) 베벨 절단은 오랫동안 존재해 온 개념입니다.
직각 절단은 공구의 절단 날이 절단 동작 방향과 평행한 절단입니다. 베벨 절단은 공구의 절단 모서리가 절단 동작 방향과 수직이 아닌 경우입니다. 편의상 피드의 효과는 무시할 수 있습니다. 주 이동 속도와 수직인 절단 또는 모서리 경사각 lss=0인 절단은 직각 절단으로 간주됩니다. 이는 그림 3-9에 나와 있습니다. 주 이동 속도나 모서리 경사각 lss0에 수직이 아닌 절단을 경사각 절단이라고 합니다. 예를 들어, 그림 3-9.b와 같이 한쪽 절삭날만 절삭하는 경우를 쾌삭이라고 합니다. 베벨 절단은 금속 절단에서 가장 일반적입니다.
그림 3-9 직각 절단 및 베벨 절단
(2) 베벨 절단이 절단 공정에 미치는 영향
1. 칩 유출 방향에 영향을 미침
그림 3-10은 외부 선삭 공구를 사용하여 파이프 피팅을 선삭하는 모습을 보여줍니다. 주절삭날만 절단에 참여하는 경우 절단층의 입자 M(부품 중심과 동일한 높이라고 가정)은 공구 전면의 돌출부 아래에서 칩이 되어 전면을 따라 흘러나옵니다. 칩 흐름 방향과 모서리 경사각의 관계는 직교 평면과 절단 평면 및 이에 평행한 두 평면을 갖는 단위체 MBCDFHGM을 점 M을 통해 가로채는 것입니다.
그림 3-10 흐름 칩 방향에 대한 λ의 영향
MBCD는 그림 3-11의 기본 평면입니다. ls=0일 때 그림 3-11에서 MBEF는 정면이고 평면 MDF는 직교하고 법선인 평면이다. 이제 점 M은 절단 모서리에 수직입니다. 칩이 배출될 때 M은 절삭날 방향을 따른 속도 성분입니다. MF는 절삭날과 수직으로 평행합니다. 그림 3-10a에서 볼 수 있듯이 이 시점에서 칩은 스프링 모양으로 구부러지거나 직선으로 흐릅니다. ls가 양수 값을 갖는 경우 MGEF 평면이 앞에 있고 주 이동 절삭 속도 vcM이 절삭날 MG와 평행하지 않습니다. 입자 M 속도CNC 터닝 부품절삭날 방향의 공구에 대한 vT는 MG를 향합니다. 점 M이 앞쪽으로 흐르는 칩으로 변환되고 vT의 영향을 받으면 칩의 속도 vl은 칩 각도 psl에서 법선 평면 MDK에서 벗어날 것입니다. ls 값이 크면 칩이 표면을 처리하는 방향으로 흐릅니다.
그림 3-10b 및 3-11에 표시된 평면 MIN은 칩 흐름으로 알려져 있습니다. ls가 음수 값을 가지면 절삭날 방향의 속도 성분 vT가 반전되어 GM을 가리킵니다. 이로 인해 칩이 일반 평면에서 분기됩니다. 흐름은 기계 표면을 향한 반대 방향입니다. 그림 3-10.c와 같습니다. 이 논의는 자유 절단 중 ls의 효과에 대해서만 설명합니다. 공구 끝, 부 절삭날 및 칩 홈에서 금속의 소성 흐름은 모두 외부 원을 선삭하는 실제 가공 공정 중 칩 유출 방향에 영향을 미칩니다. 그림 3-12는 관통 구멍과 닫힌 구멍의 태핑을 보여줍니다. 절삭날 경사가 칩 흐름에 미치는 영향. 구멍 없는 나사산을 태핑할 때는 ls 값이 양수이지만, 구멍이 있는 나사산을 태핑하면 음수 값이 됩니다.
그림 3-11 비스듬한 절삭 칩 흐름 방향
2. 실제 경사각과 둔각 반경이 영향을 받습니다.
ls = 0일 때 쾌삭에서는 직교 평면과 칩 흐름 평면의 경사각이 대략 동일합니다. ls가 0이 아니면 칩이 밀려날 때 절삭날 선명도와 마찰 저항에 실제로 영향을 미칠 수 있습니다. 칩 흐름 평면에서 유효 경사각 ge 및 절삭날 둔각 반경을 측정해야 합니다. 그림 3-13은 메인 에지의 M점을 통과하는 법선 평면의 형상과 칩 흐름 평면의 둔각 반경을 비교합니다. 날카로운 모서리의 경우 법선 평면은 둔각 반경 rn에 의해 형성된 호를 나타냅니다. 그러나 칩 흐름의 프로파일에서 절단은 부분적으로 타원입니다. 장축 방향의 곡률 반경은 실제 절삭날 둔각 반경 re입니다. 그림 3-11과 3-13의 기하학적 관계 수치로부터 다음의 대략적인 공식을 계산할 수 있습니다.
위의 수식을 보면 절댓값 ls가 증가할수록 re는 증가하고, ge는 감소함을 알 수 있습니다. ls=75deg이고 gn=10deg이고 rn=0.020.15mm이면 ge는 70deg만큼 커질 수 있습니다. re는 0.0039mm만큼 작을 수도 있습니다. 이로 인해 인선이 매우 날카로워지며, 적은 양의 백커팅을 사용하여 마이크로 커팅(ap0.01mm)이 가능합니다. 그림 3-14는 ls가 75deg로 설정되었을 때 외부 도구의 절단 위치를 보여줍니다. 도구의 기본 가장자리와 보조 가장자리가 직선으로 정렬되었습니다. 공구의 절단면이 매우 날카롭습니다. 절단 과정에서 절단면이 고정되지 않습니다. 또한 외부 원통형 표면과 접합니다. 설치 및 조정이 쉽습니다. 이 공구는 탄소강의 고속 선삭 마무리에 성공적으로 사용되었습니다. 고장력강 등 난삭재의 마무리 가공에도 사용할 수 있습니다.
그림 3-12 나사 태핑 중 칩 흐름 방향에 대한 모서리 경사각의 영향
그림 3-13 rn 및 re 기하학의 비교
3. 공구 팁의 내충격성과 강도에 영향을 미칩니다.
그림 3-15b와 같이 ls가 음수이면 도구 팁은 절단 모서리를 따라 가장 낮은 지점이 됩니다. 절단면이 절단될 때프로토타입 부품공작물과의 첫 번째 충격 지점은 툴팁(go가 양수 값을 갖는 경우) 또는 전면(음수인 경우)입니다. 이는 팁을 보호하고 강화할 뿐만 아니라 손상 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다. 경사각이 큰 많은 공구는 음의 모서리 경사를 사용합니다. 강도를 강화하고 공구 팁에 미치는 영향을 줄일 수 있습니다. 이 시점에서 백포스 Fp가 증가하고 있습니다.
그림 3-14 고정 팁이 없는 대형 블레이드 각도 선삭 공구
4. 절단 및 절단의 안정성에 영향을 미칩니다.
ls = 0이면 절삭날이 공작물 안팎으로 거의 동시에 절삭하고 절삭력이 갑자기 변하며 충격이 커집니다. ls가 0이 아닌 경우 절삭날이 공작물 안팎으로 점차적으로 절삭되고 충격이 작고 절삭이 더 매끄러워집니다. 예를 들어, 대형 나선각 원통형 밀링 커터와 엔드밀은 기존 표준 밀링 커터보다 절삭날이 더 예리하고 절삭이 더 부드럽습니다. 생산 효율성은 2~4배 증가하고 표면 거칠기 값 Ra는 3.2mm 미만에 도달할 수 있습니다.
5. 최첨단 형상
공구의 절삭날 형상은 공구의 합리적인 기하학적 매개변수의 기본 내용 중 하나입니다. 도구의 블레이드 모양이 변경되면 절단 패턴이 변경됩니다. 소위 절단 패턴은 가공할 금속층이 절단 모서리에 의해 제거되는 순서와 모양을 말합니다. 이는 절삭날 하중의 크기, 응력 조건, 공구 수명 및 가공 표면 품질에 영향을 미칩니다. 기다리다. 많은 고급 도구는 블레이드 모양의 합리적인 선택과 밀접한 관련이 있습니다. 고급 실용 도구 중 블레이드 모양은 다음과 같은 유형으로 요약될 수 있습니다.
(1) 칼날의 칼날 모양을 강화합니다. 이러한 블레이드 형상은 주로 칼날의 강도를 강화하고, 칼날 각도를 증가시키며, 칼날의 단위 길이에 가해지는 부하를 줄이고, 방열 조건을 개선하기 위한 것입니다. 그림 3-8에 표시된 여러 공구 팁 모양 외에도 호 모서리 모양(아크 모서리 선삭 공구, 아크 모서리 호빙 페이스 밀링 커터, 아크 모서리 드릴 비트 등), 여러 예각 모서리 모양(드릴 비트)도 있습니다. 등) )잠깐만요;
(2) 잔여 면적을 줄이는 모서리 모양. 이 모서리 모양은 주로 대형 이송 선삭 공구, 와이퍼가 있는 평면 밀링 커터, 플로팅 보링 공구 및 원통형 와이퍼가 있는 일반 보링 공구와 같은 정삭 공구에 사용됩니다. 리머 등 ;
그림 3-15 절삭 공구 시 충격 지점에 대한 모서리 경사각의 영향
(3) 절단층 마진을 합리적으로 분배하고 칩을 원활하게 배출하는 블레이드 형상입니다. 이러한 형태의 블레이드 형상의 특징은 넓고 얇은 절삭층을 여러 개의 좁은 칩으로 나누어 칩을 원활하게 배출할 수 있을 뿐만 아니라 전진속도도 증가시킨다는 점이다. 양을 주고 단위 절단력을 줄이십시오. 예를 들어, 일반 직선 절단 칼과 비교하여 이중 단차 절단 칼은 그림 3-16과 같이 주 절단 칼날을 세 부분으로 나눕니다. 칩도 그에 따라 세 개의 스트립으로 나뉩니다. 칩과 두 벽 사이의 마찰이 감소하여 칩이 막히는 것을 방지하고 절삭력을 크게 감소시킵니다. 절단 깊이가 증가할수록 감소율이 증가하며 효과가 더 좋습니다. 동시에 절삭 온도가 낮아지고 공구 수명이 향상됩니다. 스텝 밀링 커터, 엇갈린 에지 밀링 커터, 엇갈린 에지 톱날, 칩 드릴 비트, 엇갈린 치아 옥수수 밀링 커터 및 웨이브 에지 엔드밀과 같은 이러한 유형의 블레이드 모양에 속하는 도구가 많이 있습니다. 그리고 휠 컷 브로치 등;
그림 3-16 이중 계단형 절단 칼
(4) 기타 특수 형상. 특수 블레이드 형상은 부품의 가공 조건과 절단 특성에 맞게 설계된 블레이드 형상입니다. 그림 3-17은 납황동 가공에 사용되는 빨래판 전면 형상을 나타낸 것이다. 이 블레이드의 주 절삭날은 여러 개의 3차원 아치 모양으로 되어 있습니다. 절삭날의 각 지점은 음수에서 0, 그리고 양수로 증가하는 경사각을 갖습니다. 이로 인해 잔해물이 리본 모양의 칩으로 압착됩니다.
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게시 시간: 2023년 12월 14일