새로운 조절식 노브 커팅(SWC) 중장비 선삭 공정은 중장비 부품의 생산성과 장비 활용률을 향상시킬 뿐만 아니라 에너지 소비를 줄이고 건식 절단을 수행해야 합니다. 우리나라의 현대 절단 가공의 실제 상황과 결합하여 새로운 조절식 노브 커팅 중장비 선삭 공구를 설계할 때 공구 재료, 공구 코팅 및 공구 형상 간의 최적화 관계를 종합적으로 고려해야 합니다. 또한 다양한 절단 조건에서 거친 가공과 마무리 공정의 통합과 건식 절단 및 그린 절단에 대한 새로운 기술 요구 사항의 실현 정도를 해결해야 합니다. 관련 기술 및 관리 방법은 전체 가공 공정의 고효율 요구 사항을 충족하고 최적화해야 합니다. 따라서 새로운 조절식 노브 커팅 중장비 선삭 공구 시스템의 첨단 기술을 홍보하고 적용하는 것은 중장비 선삭의 이점을 개선하는 데 큰 의미가 있습니다.https://samhotool.com/steel-milling-bit/
중선삭은 절삭 속도 Vc ≥ 38m/min, 백커팅 양 ap ≥ 10mm, 이송 속도 f ≥ 0.5mm/r로 선삭하는 것을 말합니다. 우리나라의 공정 조건의 제한으로 인해 생산 현장의 중장비 선삭 공구는 일반적으로 백커팅 깊이 ap = 25mm, 이송 속도 f ≥ 1.0mm/r, 절삭 속도 Vc ≥ 40 ~ 60m/min을 갖습니다. 일반적인 가공과 비교할 때 절삭 깊이가 크고 절삭 속도가 낮으며 이송 속도가 느립니다. 또한 절삭 공정 중 공작물 균형 불량, 가공 여유 분포 불균일, 공작 기계 일부 부품 불균형 등의 요인으로 인한 진동이 발생합니다. 가공의 동적 불균형 공정은 많은 조작 시간과 보조 시간을 소모합니다.
일반 선삭 공구와 비교했을 때, 중장비 가공은 절삭량이 크고 작업 조건과 공구 보강 방법도 매우 다릅니다. 공구의 설계에는 고유한 중요한 특성이 있습니다. 따라서 공구 종양 절단의 중장비 선삭 가공은 하나의 공정이나 하나의 장비에만 반영될 수 없으며 전체 생산 라인의 효율성을 개선하는 데 도움이 되어야 합니다. 공구 구조, 기하학, 공구 본체 재료, 절삭날 재료, 공구 코팅 등 여러 측면의 전반적인 성능은 전체 시스템에 도움이 되어야 합니다. 공구 종양 절단의 중장비 선삭 가공 기술과 조작 및 관리가 쉬운 공구 시스템의 응용 엔지니어링 문제는 적시에 해결되어야 합니다.
중장비 가공을 위한 도구 재료 및 모서리 형상 매개변수의 체계적 선택
중선삭 시 공구 코의 절단 메커니즘
중절삭 깊이는 일반적으로 30-50mm에 도달할 수 있으며 허용 오차는 고르지 않습니다. 공작물 표면의 경화층은 거친 가공 단계에서 공구 마모를 주로 연마 마모로 만듭니다. 절삭 속도는 일반적으로 15-20m/min이며 절삭 날은 빌드업 에지가 발생하는 영역과 시간대에 있습니다. 따라서 공구의 고급 소재의 강도를 최대한 활용하고 공구 구조와 형상을 개선하고 최적화하는 것을 기반으로 빌드업 에지 생성 및 제거 규칙을 절단에 효과적으로 사용할 수 있습니다. 또한 절삭층의 두께와 이송량을 증가시키는 것으로 시작하여 와이퍼 에지로 대이송의 "와이퍼" 기술을 최대한 활용하는 것(즉, 짧은 직선 또는 짧은 대반경 호를 사용하여 공구 끝 반경과 보조 절삭 에지를 연결하는 것)으로 가공 표면의 거칠기를 줄이고 가공 표면의 마무리를 개선하며 절삭력을 줄이고 마찰을 줄이며 건식 및 그린 절삭의 효율적인 가공을 수행하는 목적을 달성할 수 있습니다.
노듈 절삭을 이용한 효율적인 중공업 선삭 공구를 위한 재료 특성 및 구조의 체계적 변화
종양을 절단하기 위한 중장비 공구의 블레이드 재료와 모델을 선택하는 것은 가공 시스템 조건의 고효율 요구 사항을 충족해야 하며, 그렇지 않으면 부정적인 영향을 미칩니다. 따라서 공구 재료의 내마모성과 내충격성을 고려해야 합니다. 굽힘 강도가 낮고 충격 인성이 낮은 세라믹 공구는 불균일한 허용 오차가 있는 중장비 선삭에 적합하지 않으며 CBN도 동일한 문제가 있습니다. 초경합금의 마찰 계수는 낮고 공구는 고온 내구성이 강합니다. 고경도 재료의 거친 가공 및 중장비 선삭에는 적합하지만 특정 공정 조치가 필요합니다.
강재를 가공할 때 K형 초경합금은 중부하 선삭 시 공작물의 소성 변형이 크고 마찰이 심하며 절삭 온도가 높습니다. 따라서 중부하 선삭에는 거의 사용되지 않습니다. 열 파이프 공구를 사용하면 절삭 날이 효과적이고 지속적으로 냉각되어 적응성이 향상됩니다. P형 초경합금은 경도가 높고 내마모성이 높으며 내열성이 높고 접착 확산 능력과 산화 방지 특성이 있습니다. 중부하 선삭에 일반적으로 사용되는 공구 재료이며 강재 가공에 적합합니다. 그러나 저속으로 선삭하고 절삭 공정이 안정적이지 않으면 YT형 합금의 인성이 좋지 않아 칩핑이 발생합니다. 특히 일부 고강도 합금 재료를 가공할 때 YT형 초경합금의 내구성이 빠르게 감소하여 사용 요구 사항을 충족할 수 없습니다.
가공 효율을 더욱 향상시키기 위해 공구 재료는 M형 공구 또는 미립자 및 초미립자 합금 공구(예: 643 등)에서 선택해야 합니다. P형 초경합금과 비교할 때 재연삭 전 수명 증가는 재연삭 후 수명 손실을 훨씬 초과합니다. 다른 장점은 날카로운 절삭 날이므로 가혹한 가공 조건에서 고속 공구를 대체할 수도 있으며 적용 범위가 비교적 넓습니다. 또한 미립자 합금은 내마모성이 우수하고 냉간 경화 주철 제품을 가공하는 데 더 적합합니다. YW형 공구에 비해 효율성을 1배 이상 높일 수 있습니다. 일반적으로 위의 가공 조건을 완전히 충족할 수 없으므로 중절삭 공구 구조는 불충분하거나 변경된 가공 조건으로 인해 다양한 유형의 공구 재료를 교체하는 것을 고려하고 적응해야 합니다. 즉, 동일하거나 다른 유형의 블레이드를 교체하고 절삭 날의 기하학적 매개변수를 조정해야 하는 요구 사항에 적응하기 위해 공구 구조의 해당 변경 사항은 운영 및 관리의 특정 요구 사항에 적합해야 합니다.
절삭 공구 노즈가 있는 중형 선삭 공구에 대한 인덱서블 인서트 크기의 고효율 특성 및 교체 시스템 성능
중부하 선삭용 인덱서블 인서트 크기에 대한 구체적인 요구 사항은 다음과 같습니다. 정사각형 인서트의 최소 측면 길이는 19mm이고 삼각형 인서트의 최소 측면 길이는 19mm입니다. 오각형 커터는 생산성을 개선하는 경제적인 방법이며 인서트의 최소 측면 길이는 13mm입니다. 다이아몬드 모양 인서트의 최소 측면 길이는 16mm입니다. 인서트 블랭크의 주요 기하학적 매개변수 허용 오차와 평탄도 편차는 YS/T553-2006의 관련 규정을 준수해야 합니다. 조정 가능한 도구 시스템의 효율적인 관리 및 사용과 공정 통합의 품질 수준의 편의성, 신뢰성 및 표준화를 개선하기 위해 인서트의 정확도 등급은 A 또는 F여야 합니다.
전면 및 후면 각도의 조정을 용이하게 하기 위해 절삭 날의 초기 전면 각도에 대한 후면 각도는 15°, 20°, 25°(코드명 D, E, F) 사이에서 선택해야 하므로 약 7~15°의 조정량이 있습니다. 주 편향 각도의 조정 변화 진폭이 큰 경우 블레이드 모양은 S, C, M 모델 사이에서 선택해야 합니다. 따라서 블레이드를 교체하기 위해 공구의 절삭 부분은 절삭 날의 후면 절삭량의 벡터 선에 블레이드 백킹 양을 조정하기 위한 치수를 남겨야 합니다. 그린 커팅의 기본 요구 사항에 따라 공구 홈의 주 레이크 각도는 45°와 60° 사이에서 변경해야 합니다. 이런 식으로 절삭 날의 주 레이크 각도를 변경하면 이송 속도를 증가시키지 않고도 절삭 두께를 늘리고 절삭력을 줄일 수 있습니다. 또한 공작 기계 동력의 일부를 다양한 정도로 저장하여 생산성을 향상시킬 수 있습니다.
블레이드 모서리의 기하학적 매개변수의 변화는 다음과 같은 특성을 가져야 합니다.전방각 γo=15~30°, 후방각 αo=5~8°, 주 레이크 각도 κr=45~75°, 블레이드 경사각 λs=3~6°, 전이 모서리 주 레이크 각도 κrε=30~15°, 보조 레이크 각도 κ'r=15~30°, 와이퍼 모서리 레이크 각도 κr1=0°, 와이퍼 모서리 경사각 λs1=0~10°.주 절삭 모서리의 음의 챔퍼 폭은 절삭 두께 ap(=f·sinκr), bγ1=(3/4～1/2)f보다 작아야 하며, 공구 끝의 반경 rε=0.3～1.0mm, 연마 모서리의 길이는 후방 절삭량의 1.5배이고, 블레이드 경사각은 +15°로 스크래핑 역할을 합니다. 절삭날의 음의 레이크 각도는 챔퍼링으로 얻은 =-30°와 유사하여 효율성이 향상됩니다.
공구 홈의 초기 위상각 매개변수 κcγ=60°∪45°, αco=(25°∪20°∪15°), λcs=6°, 그리고 2차 편향각 κco=-30°. 블레이드 각도는 γpo=15°∪20°∪25°αpr=20°∪15°, 그리고 블레이드 경사각 λps=0°입니다. κr<90°일 때, 주요 및 2차 모서리 경사각은 레이크 각도를 약 15° 조정하여 얻습니다. 이것은 인서트의 교체 가능한 기능과 결합되어 공구 모서리 형상과 절삭 매개변수를 최적화할 수 있습니다.
터닝 툴 코팅
공구의 신뢰성을 높이기 위해서는 공구 코팅이 필수적입니다. 공구 코팅은 냉각수와 유사한 기능을 가지고 있기 때문에 공구를 절단 열로부터 격리하는 보호층을 생성하여 열이 공구로 거의 전달되지 않습니다. 따라서 공구 끝을 오랫동안 단단하고 날카롭게 유지할 수 있습니다. 매끄러운 표면의 코팅은 마찰을 줄여 절단 열을 줄이고 공구 재료가 화학 반응의 영향을 받지 않도록 할 수도 있습니다.
중절삭 공구 종양 절삭 블레이드는 TiAlN 코팅과 Mo2 소프트 코팅이 있는 다중 코팅 공구 블레이드를 사용해야 합니다. 높은 경도와 우수한 내마모성의 특성과 낮은 마찰 계수와 쉬운 칩 흐름으로 냉각수를 대체하는 기능이 있습니다. 건식 절삭 기술에서 공구 코팅은 매우 중요한 역할을 합니다. 코팅과 기본 재료 사이의 낮은 접합 강도의 기술적 문제는 해결되었으며 가능한 한 빨리 중절삭에 적용되어야 합니다.
칩 브레이킹 제어성 감소 및 조정 가능한 칩 브레이킹 폭을 갖춘 인서트 압력 플레이트 기술
일반적으로 구조 및 기능의 결함으로 인해 비조정 공구의 절삭날 레이크 각도 매개변수 최적화는 이상적이지 않습니다. 따라서 무거운 선반에서 절삭 깊이가 크고 이송 속도가 큰 강철 부품을 선삭할 때 칩이 넓고 두껍고 자주색이며 전력 소비가 큽니다. 형성된 C자 모양의 칩은 절삭날을 손상시키거나 튀어서 사람을 다치게 할 가능성이 더 큽니다. 빌드업 에지 절삭 공구의 무거운 선삭 공구 가장자리의 실제 작업 레이크 각도가 큽니다(빌트업 에지에 의해 형성된 실제 앞발은 약 50°일 수 있음). 전력 소비는 약 1/3로 감소하고 칩의 색상은 흰색에서 노란색으로 바뀝니다.
그리고 전이 모서리와 음의 모서리의 역할로 인해 칩 브레이커 홈 하단의 아크 반경이 증가합니다(폭은 일반적으로 10mm). 칩은 위로 말려 나선형 시계 장치 칩으로 굴릴 수 있습니다. 그리고 가공 표면에서 충돌하여 깨지거나 자체 중량으로 떨어질 수 있으며 제어성이 강합니다. 블레이드 절삭 모서리는 충격으로 인해 깨지지 않으며 생산 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다. 그러나 절삭 모서리 각도를 조정하고 재연삭하는 문제는 잘 해결되지 않았습니다. 작업 및 냉각 조건의 변경과 칩 차단 메커니즘의 불완전성도 칩 브레이킹의 제어성을 감소시킵니다. 따라서 칩 브레이킹 폭을 조정할 수 있는 블레이드 압력 플레이트의 기술적 문제는 시간이 지나면서 해결되어야 합니다.
중장비 가공 및 선삭 작업 조건의 변화를 고려하여 칩 브레이킹 폭을 조정할 수 있는 압력판의 전면 칩 롤링 작업 부분은 3-5mm 두께의 카바이드 시트로 용접됩니다. 전면 하단은 카바이드 블레이드를 누르는 반면, 후면은 배플의 구형 내부 아크 표면과 밀접하게 일치합니다. 변위는 압력판 하단의 제한된 왕복 선형 운동으로 조정되어 특정 범위 내에서 내접원 반경이 변경되는 다양한 유형의 블레이드를 교체하고 블레이드 재연삭 후 클램핑을 조정해야 하는 요구 사항에 맞게 조정됩니다.
상부 압력판은 하부 압력판의 접촉 표면에서 제한된 왕복 운동을 할 수 있으며, 압력판 볼트로 효과적으로 조일 수 있으며, 강도가 높습니다. 상부 압력판의 조정량은 플러스 또는 마이너스 1-2mm로 칩이 나선형으로 굴러갈 수 있습니다. 칩 파쇄 폭의 조정량은 칩 프로파일의 크기에 따라 결정해야 합니다. 칩은 압력판의 전면에 격렬하게 충격을 주어서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 선삭 공구의 절삭 부분이 파손됩니다. 둔하거나 부러진 블레이드도 제때 교체해야 하며, 칩과 슬래그는 압력판에서 청소해야 합니다. 가공 중 칩 스토퍼에 대한 절삭 헤드의 충격은 크지 않으며, 이 중장비 선삭 공구의 조정 가능한 칩 파쇄 폭을 갖춘 다기능 압력판 구조가 더 나은 효과를 보입니다.
이 유형의 인덱서블 블레이드는 심과 홈과 함께 가변 인터페이스 복합 빔을 형성해야 합니다. 심과 홈의 앞쪽 끝에서 뻗어 나온 모서리의 길이는 2mm를 초과해서는 안 되므로 블레이드의 연삭을 용이하게 하고 주 편향 각도를 조정할 수 있습니다. 블레이드에는 단일 베벨과 직사각형 단면의 두 가지 유형이 있습니다. 심과 블레이드 접합 표면 사이에 조립 오류가 있는 경우 조립 정확도를 보장하기 위해 제때 수정해야 합니다. 클램핑 볼트는 압력 플레이트 위에 위치하며 칩에 의해 쉽게 손상되지 않는 플로팅 압력 장치입니다. 모든 구성 요소의 좋은 조정과 높은 접촉 성능이 필요한 중부하 절단에 더 적합합니다. 그렇지 않으면 큰 진동이 발생하여 생산 효율성과 가공 품질을 개선하는 데 도움이 되지 않습니다.
터닝 툴 구조 및 툴 시스템
블레이드 종양을 절단하기 위한 중장비 가공 시스템은 공구 구조가 가장 작은 범위 내에서 가공 시스템의 관련 조정, 교체 및 변경 요구 사항에 적응할 수 있어야 합니다. 따라서 절단 부분과 지지 부분의 구성 요소의 매개변수가 유사한 범위 내에서 효과적으로 변경되어야 할 뿐만 아니라 일치 정확도도 공구 구조의 동적 및 정적 강성 요구 사항을 충족해야 합니다. 따라서 다양한 유형의 공구 홈의 매개변수는 해당 초기 위상 각도를 가져야 합니다.
공구 헤드의 절삭 부분은 평면 직선에서 제한된 왕복과 아크의 제한된 종방향 운동을 할 수 있을 뿐만 아니라 해당 블레이드 위치 핀과 블레이드 조절 압력판, 아크 구형 조절 압력판 및 공구 막대 구성 요소의 일치 정확도와 연결 강도를 만들 수 있습니다. 그것은 좋은 균형 성능, 우수한 강성, 비정상적인 진동이 없으며 큰 절삭력을 받을 때 과부하 방출 장치가 있습니다. 따라서 정사각형 지지 슬리브와 공구 막대는 계산을 통해 열 설치 구조를 채택해야 합니다. 재료는 45# 강철 또는 4OCrMo로 단조 및 선삭할 수 있으며 열처리 경도는 45~48HRC입니다. 탄성 변형은 공구의 구조적 성능의 동적 및 정적 강성 요구 사항을 충족해야 하므로 공작 기계 기능을 보완하고 처리 시스템의 고효율 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
실습은 중장비 조정식 터닝 툴 단순 툴 시스템이 강력한 적응성을 가지고 있음을 증명했습니다. 그것은 처음에 집중적이고 녹색 절단을 실현하여 공정 조치의 경제성을 효과적으로 개선했습니다. 그것은 일반 선반에서 가장 현대적인 CNC 선반까지 적용될 수 있습니다. 도구 교환 시간은 일반 선반 도구의 1/20에서 1/10에 불과하고 반복적인 위치 정확도가 높으며 가공 크기 안정성이 매우 좋습니다. 그것은 모듈식 중장비 터닝 툴 기술의 확장이며 큰 개발 전망을 가지고 있습니다. 거친 가공 단계의 주요 가공 목적은 초과분을 제거하는 것입니다. 절삭 깊이를 늘려야 하며 효율성을 5배 이상 높일 수 있습니다. 중절삭 중 절삭 깊이가 크기 때문에 절삭력이 큽니다. 이에 따라 일반적으로 10~15m/min의 낮은 절삭 속도를 선택하고 이송 속도는 1~2mm/r입니다.
절단 매개변수 선택
대형 공작 기계(절삭 전력 Pm이 40kW 이상)에서 대형 중탄소강, 주강 및 단조강 작업물을 가공할 때 다음과 같은 절삭 매개변수를 사용하는 것이 좋습니다.
V=70m/분, f=1.2～1.5mm/r, ap=33mm,
절삭 전력 Pm=25kW의 공작 기계에서 중간 크기의 작업물을 처리할 때:
V=50m/분, f=3.15mm/r, ap=11mm;
대형 통합 선삭 공구를 SWC 조정 공구로 변환하면 종합적인 처리 효율을 80% 이상으로 높일 수 있습니다.
조정에 의해 형성된 공구 시스템이 가져온 SWC 공구 종양 절삭 가공 효율은 비교적 높다. 가공 시스템의 특정 특성과 유사한 범위에서 변화하는 절삭 날의 기하학적 매개변수를 목표로 하여 시스템 공구 각도의 초기 위상 각도를 합리적으로 선택하여 구성 요소와 메커니즘의 조정 성능을 최적화한다. CAPTO 공구 시스템과 유사한 기능을 가진 공구 고정 시스템을 포함한다. 그리고 열 파이프 공구의 특성을 통합하여 녹색 건식 절단을 효과적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라 작동 및 관리가 쉬운 시스템 기능을 형성한다. 따라서 기술적 내용이 비교적 높다. 일반적인 고이송 선삭 공구와 비교할 때 그 우월성을 분명히 알 수 있으며, 이는 추가 연구, 논의 및 홍보의 가치가 있다.
