최근 몇 년 동안 유럽, 미국 등 선진국에서는 고속 절삭 기술이 점점 더 널리 사용되고 있다. 금형 가공을 예로 들면, 많은 수의 고속 절삭 기계 도구가 점차 전기 가공 장비를 대체하여 금형 캐비티에서 효율적인 정밀 가공을 수행하고 있다. 현재 국내 금형 제조 및 가공은 주로 일반 가공 및 EDM을 기반으로 한다. 이 공정은 번거롭고 비효율적이며 주기가 길다. 현재 시장에서 제품 업데이트가 점점 더 가속화되는 추세에 따라 점점 더 무능해 보인다. 고속 절삭 기술은 고속, 고품질, 직접 가공 능력으로 인해 금형 제조 주기를 단축하고 비용을 절감하는 데 밝은 응용 전망을 가지고 있다. 경화강을 가공하다.
고속 절삭 기술은 1930년대 독일의 칼 잘로몬 박사가 제안한 고속 절삭 이론에서 유래되었습니다. 전통적인 절삭과 비교할 때 고속 절삭은 절삭 속도와 가공 효율이 더 높고 가공 후 표면 품질이 높으며 경도가 50-60HRC인 경화 소재를 직접 가공하여 "연삭 대신 절삭"을 달성할 수 있습니다.
전통적인 금형 가공의 EDM과 비교했을 때, 고속 절단은 전극 설계 및 가공 공정을 절약하고 가공 정확도가 크게 향상됩니다. 피터의 연마 및 연삭 작업이 크게 줄어들거나 심지어 없어지고 가공 효율성이 크게 향상됩니다. 통계에 따르면 중간 복잡도의 금형의 경우 고속 절단은 가공 주기를 최소 40% 또는 그 이상으로 줄일 수 있습니다. 특히 복잡한 모양(예: 깊은 홈 및 좁은 슬릿)이 있는 일부 금형 캐비티 표면의 경우에도 EDM이 여전히 필요하며 고속 밀링은 더 높은 품질의 EDM 흑연 전극을 얻는 데 도움이 될 수도 있습니다.
고속절삭에서의 다이 표면 거칠기에 관한 연구
표면 거칠기는 금형 표면 품질의 매우 중요한 지표입니다. 고속 절삭이 표면 거칠기에 미치는 영향은 실험을 통해 완성할 수 있습니다. 실험 조건: 절삭 재료는 금형강 3Cr2Mo, 공구 재료는 SG4 세라믹, 공구 직경은 100mm, 주 편향 각도는 75°, 축 방향 레이크 각도와 반경 방향 레이크 각도는 모두 0°, 단일 블레이드입니다. 실험은 절삭 속도, 이송 속도, 축 방향 및 반경 방향 절삭 깊이를 변경하여 표면 거칠기에 미치는 영향을 관찰합니다.
실험 결과에서 알 수 있듯이 절삭 속도가 증가함에 따라 거칠기가 감소하는 경향이 있습니다. 속도가 1000mm/min에 도달하면 표면 거칠기가 최소값에 도달하고 연삭 효과가 완전히 달성됩니다. 고속 절삭 과정에서 절삭 속도가 증가하여 공구와 공작물 간의 접촉 및 압출 시간이 단축되고 공작물의 소성 변형이 감소합니다.
높은 절삭 속도도 빌드업 에지의 형성에 도움이 되지 않으므로 더 나은 표면 품질을 얻을 수 있습니다. 반면, 스핀들의 고속은 절삭 중 공작 기계의 여기 주파수를 매우 높게 만들어 공정 시스템의 고유 진동수보다 훨씬 크므로 공진 가능성을 줄여 가공 정확도와 표면 품질을 개선하는 데 도움이 됩니다. 실험에서 절삭 속도가 1000mm/min을 초과하면 Ra가 다시 상승 추세를 보이며 이는 주로 공구 연삭으로 인해 발생합니다.
절삭 속도에 비해 고속 절삭에서 이송 속도, 축 절삭 깊이, 반경 절삭 깊이가 증가하면 표면 거칠기가 증가하는 경향이 있습니다. 따라서 실제 고속 절삭을 위한 절삭 매개변수를 선택할 때 더 높은 절삭 속도를 선택해야 하며, 더 작은 이송 속도와 절삭 깊이가 표면 거칠기를 개선하는 데 더 도움이 된다는 결론을 내릴 수 있습니다.
금형용 고속절단기술
금형 가공 기술을 결정할 때, 절삭 방법은 고속 절삭의 요구 사항을 고려해야 합니다. 다운 밀링을 사용해 보세요. 다운 밀링에서는 공구가 공작물을 절단할 때 발생하는 칩 두께가 가장 크고 점차 감소합니다. 역 밀링에서는 그 반대이므로 공구와 공작물 사이의 마찰이 역 밀링에서 더 크고 블레이드에서 발생하는 열이 다운 밀링보다 큽니다. 반경 방향 힘도 크게 증가하여 공구의 수명이 단축됩니다.
금형을 가공할 때 직접 수직 하향 공급 방법을 피하십시오. 사선 공급 또는 나선형 공급을 사용하는 것이 금형 캐비티의 고속 가공 요구에 더 적합합니다. 사선 공급 방법은 축 방향 절삭 깊이를 설정된 축 방향 절삭 깊이 값으로 점차 증가시키는 것입니다. 밀링 힘은 점차 증가하고 공구와 스핀들에 대한 충격이 작아 블레이드 칩핑 현상을 크게 줄일 수 있습니다. 나선형 공급은 공작물 상단에서 시작하여 공작물로 나선형으로 내려갑니다. 채택된 연속 가공 방법으로 인해 가공 정확도를 비교적 쉽게 보장할 수 있으며 속도에 급격한 변화가 없으므로 더 높은 속도로 가공할 수 있습니다.
고속 절삭에서의 툴 경로 설정은 툴 경로 설정에 대한 더 높은 요구 사항을 제시합니다. 고속 절삭에서는 절삭 속도와 이송 속도가 매우 빠르기 때문에 툴 경로가 불합리하면 절삭 공정 중에 절삭 부하가 갑자기 변하기 쉽고, 이는 가공에 영향을 미치고 가공 품질을 손상시키고 툴과 장비까지 손상시킵니다. 이러한 손상은 일반적인 절삭보다 훨씬 심각합니다. 따라서 고속 절삭에서는 다양한 가공 대상과 모양에 따라 해당 툴 경로를 선택해야 하며, 고속과 고효율을 맹목적으로 추구해서는 안 됩니다.
금형 캐비티 가공에서 대부분의 공구 이동 궤적은 단순한 직선이 아니라 곡선 이동입니다. 이때 고속 이동으로 인한 관성 효과에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 절삭 방향이 변경될 때 변화는 갑작스럽지 않고 점진적입니다. 예를 들어 금형 캐비티의 모서리를 절단할 때 아크 전환을 사용하여 스티어링을 부드럽게 만드십시오. 동시에 이송 속도를 적절히 줄일 수 있다면 효과가 더 좋습니다. 이러한 설정은 시스템에 미치는 영향을 줄이고 과도한 절단으로 인한 공구 또는 공작물 손상을 방지할 수 있습니다.
캐비티 코너의 전통적인 가공 방법에서는 일반적으로 직선 절삭을 사용합니다. 코너에 접근하면 이동 속도가 느려지고 동시에 피드 반전이 완료됩니다. 이 기간 동안 공구 이동은 불연속적이며 간헐적 공정에서 많은 마찰과 열이 발생합니다. 코너에서 아크 전환으로 설정한 후 CNC 공작 기계의 아크 보간 이동은 연속적인 공정이며 공구의 간헐적 이동이 없으므로 공구와 공작물 사이의 접촉 길이와 시간을 줄이고 과열로 인한 금형 표면 품질을 방지합니다.
고속 절삭에서는 공구 궤적을 안정적으로 유지해야 하며 급격한 속도 변화는 피해야 합니다. 급격한 가속 또는 감속은 절삭 두께의 즉각적인 변화를 일으켜 절삭력이 변하여 가공이 불안정해지고, 이로 인해 공작물 가공의 품질이 저하되기 때문입니다. 많은 최신 CAM 소프트웨어는 절삭 속도를 최적화하는 기능을 제공하므로 필요에 따라 적절한 절삭 속도와 가속 및 감속 전략을 선택하여 속도 변화가 가공에 미치는 영향을 줄이는 것이 필요합니다.
금형 캐비티 가공에서 고속 절단을 사용하면 금형 제조의 가공 효율을 크게 향상시킬 수 있으며 국내 금형 산업에 좋은 홍보 전망이 있습니다. 고속 절단의 실제 적용에서는 전통적인 가공과 달리 금형의 구체적인 요구 사항과 고속 절단의 특성에 따라 합리적인 절단 매개 변수를 선택하고 적절한 가공 기술과 결합하여 고속 절단의 장점을 최대한 발휘해야 합니다.
