절삭 공구란?- 이름, 유형 및 재료

절삭공구란?

기계가공과 관련하여 절삭 공구 또는 커터는 일반적으로 전단 변형을 통한 연마 도구와 기계 도구를 사용하여 공작물에서 재료를 절단, 형상화 및 제거하는 데 사용되는 경화 금속 도구입니다.

 

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절삭 공구는 원하는 모양, 크기 및 정확도를 얻기 위해 가공 중 전단을 통해 공작물에서 과도한 재료 층을 제거하는 데 사용되는 쐐기 모양의 예리한 장치입니다. 공작 기계에 단단히 장착됩니다. 공작물과 절삭 공구 사이의 상대 속도는 절삭 작업을 위한 다양한 기계적 및 기타 장치에 의해 제공됩니다.

이러한 도구의 대부분은 금속 전용으로 설계되었습니다. 선삭 공정의 특정 부분을 수행하여 최종 가공 부품을 생성하기 위해 특정 모양으로 연마되는 다양한 경화 금속 합금으로 만들어진 여러 가지 유형의 단일 날 절삭 공구가 있습니다.

단일 에지 절삭 공구는 선반에서 수행되는 선삭 작업에 주로 사용되며, 선삭되는 재료의 크기와 유형에 따라 크기와 합금 조성이 다양합니다.

이 절단 도구는 도구를 조작하여 원하는 모양으로 재료를 절단하는 도구 포스트로 알려진 것에 의해 고정되어 있습니다. 단일 모서리 절삭 공구는 하나의 절삭 날로 재료를 제거하는 금속 성형 기계 및 금속 계획 기계에서 수행하는 재료 절단 수단이기도 합니다.

밀링 및 드릴링 도구는 종종 다점 도구입니다. 드릴링은 공작물에 구멍을 만드는 데만 사용됩니다. 모든 드릴 비트에는 하향 회전력을 적용하여 재료를 절단하는 2개의 균등하게 테이퍼진 각도로 연마된 2개의 절단 모서리가 있습니다.

회전력으로 재료를 절단하는 엔드밀 또는 밀링 비트. 이 도구는 공작물에 구멍을 뚫기 위해 만들어지지는 않았지만. 회전하면서 공작물이 도구 안으로 들어가는 수평 전단 변형에 의해 절단됩니다.

이것은 공작물을 제자리에 고정하는 테이블의 축에 의해 결정되는 공구 경로로 알려져 있습니다. 이 테이블은 공작물이 정지된 상태에서 다양한 각도와 방향으로 커터로 이동할 수 있도록 다양한 바이스와 클램핑 도구를 수용하도록 설계되었습니다. 특정 유형의 밀링 작업을 수행하는 여러 유형의 엔드밀이 있습니다.

 

 

 

절삭 공구의 분류

1. 단일 포인트 절단 도구
단일 포인트 절삭 공구는 단일 패스에서 한 번에 재료 제거 작업을 수행할 수 있는 단 하나의 주 절삭날로 구성됩니다. 단일 포인트 절단 도구는 선삭, 성형, 계획 및 유사한 작업에 사용됩니다.

고탄소강, 고속도강, 세라믹, 다이아몬드와 같은 단단한 재료로 만들어집니다.

단일 포인트 절삭 공구의 경우 하나의 절삭 날이 모든 작업을 수행하기 때문에 재료가 매우 빨리 제거되지 않을 가능성이 있고 절삭 날이 파손될 가능성이 높아집니다.

사용 중에 절삭날 중 하나가 부러지면 다시 사용하기 전에 전체 도구를 중지하고 교체해야 합니다.

단일 블레이드 리머와 같은 단일 포인트 도구에는 재료를 제거하는 절삭 날이 하나만 있습니다. 단일 블레이드 리머는 한쪽 모서리만 작업을 수행하기 때문에 시간이 더 오래 걸리는 경우가 많습니다.

단일 포인트 절삭 공구의 주요 장점은 설계 및 제조가 매우 간단하고 시간이 덜 소요되며 이러한 공구가 비교적 저렴하다는 것입니다.

단일 절삭날에도 단점이 있습니다. 가공하는 동안 공작물과 지속적으로 접촉합니다.

결과적으로 공구 마모가 높고 공구 수명이 짧습니다. 지속적인 접촉으로 인해 공구 온도 상승률이 높습니다. 이는 한편으로는 공구 마모를 가속화하고 다른 한편으로는 마감 표면에 열 손상을 일으킵니다.

높은 온도 상승은 툴팁을 소성 변형시켜 가공 정확도를 저하시킬 수 있습니다. 하나의 절삭날에만 한 번의 패스에 전체 절삭 깊이(칩 부하)가 필요하기 때문에 재료 제거율(MRR)이 훨씬 낮습니다. 따라서 생산성이 낮습니다.

 

2. 더블 포인트 커팅 툴
더블 포인트 절삭 공구는 한 번의 작업으로 동시에 절단하거나 전단할 수 있는 2개의 절삭 날로 구성됩니다. 대조적으로, 단일 포인트 절삭 공구에는 주 절삭날이 하나만 포함됩니다.

다중 날 절삭 공구에는 단일 패스에서 가공 작업을 수행하기 위해 2개 이상의 절삭 날이 있습니다.

더블 포인트 커터도 멀티 포인트 커터로 간주되는 경우 커터를 두 그룹으로만 나눌 수 있는 경우가 있습니다.

또한 경사면과 측면이 교차하여 절삭날을 얻습니다. 따라서 이중 포인트 절삭 공구에는 2개의 경사면과 2개의 측면이 있습니다.

이중 포인트 절단 도구 예: 드릴은 이 범주의 유일한 예입니다. 드릴에는 2개 이상의 절삭날이 있을 수 있습니다. 그러나 절삭날 수정이 없는 기존의 금속 절삭 드릴에는 두 개의 절삭날이 있습니다.

두 개의 절삭날이 동시에 작용하면 두 개의 절삭날이 자동으로 서로를 제거(또는 감소)한다는 점에서 특정 절삭력 구성요소가 생성되는 경우가 있습니다. 이는 불균형 절삭 부하의 다양한 충격(예: 불안정, 진동 등)을 감소시킵니다.

 

3. 다점 절단 도구
다점 절삭 공구에는 한 패스에서 동시에 작동하는 2개 이상의 주요 절삭날이 있습니다. 때로는 두 개의 절삭날이 있는 커터가 (이중 포인트 커터가 아닌) 다중 절삭 도구로 간주되기도 합니다.

다점 커터에 있는 절삭날의 수는 3개에서 수백 개까지 다양합니다.

단일 포인트 도구와 달리 다중 포인트 절단 도구를 사용하면 동시에 둘 이상의 절단 날을 사용할 수 있습니다. 궁극적으로 다점 도구를 사용하면 도구의 여러 모서리가 한 번에 재료를 제거할 수 있습니다.

이를 통해 여러 절단 도구 또는 "다중 블레이드" 도구를 단일 절단 도구보다 빠르게 실행할 수 있습니다.

절삭날에서 발생하는 열의 양이 각 절삭날에 분산되기 때문에 공구가 더 오래 작동하고 내마모성이 더 높을 수 있습니다. Diatool 고성능 리머는 다중 절단 도구의 좋은 예입니다.

다른 방법에 비해 다중 블레이드 리머는 사이클 시간을 단축하고 품질을 향상시킬 수 있습니다.

다점 절삭 공구는 날당 낮은 칩 부하, 더 높은 속도 및 이송, 높은 MRR 및 생산성, 또한 공구 마모 감소, 낮은 절삭 온도 및 긴 공구 수명과 같은 많은 이점을 가지고 있습니다.

또한 간헐적인 절단, 절단 모서리 또는 톱니가 변동하는 하중에 노출되는 등의 단점이 있습니다. 이로 인해 소음, 진동 및 커터의 영구적인 고장이 발생합니다. 커터는 설계 및 제조가 비교적 어렵습니다. 이것은 그러한 절단기를 더 비싸게 만듭니다.

 

절삭 공구의 유형

단일 포인트 터닝 도구.
이 절삭 공구는 선반 기계에서 선삭 작업을 수행하기 위한 것입니다.

Drill.
드릴은 팁에 절삭날이 있고 칩을 배출하기 위해 몸체에 홈이 있는 가공물에 구멍을 뚫는 절삭 공구입니다. 절삭공구 중 가장 보편적인 공구로 DIY부터 특수가공도구까지 다양한 형태와 형태로 사용됩니다.

밀링(또는 밀링 커터).
밀링 공구는 디스크 또는 원통형 본체의 외부 표면 또는 끝면에 여러 개의 절삭날이 있는 공구의 총칭입니다. 회전하면서 공작물을 자릅니다. 주로 밀링 머신 및 머시닝 센터에 사용됩니다. 블레이드 재료는 다이아몬드/CBN, 고속강 및 카바이드를 포함합니다. 엔드밀은 밀링 공구의 일종이기도 합니다.

리머.
리머는 드릴로 뚫은 구멍을 요구되는 정확도에 따라 마무리하는 데 사용되는 도구입니다. 절삭공구와 마찬가지로 칼날의 재질은 다이아몬드/CBN, 고속강, 초경 등이 있습니다. 절삭날의 수는 구멍 직경과 용도에 따라 하나에서 여러 개까지 다양합니다. 스텝 리머는 블레이드가 여러 단계로 나누어져 있어 하나의 리머로 여러 작업이 가능합니다.

Broach.
브로칭 머신은 브로칭 머신에서 공작물의 표면 또는 구멍의 내면을 가공하기 위한 도구로서, 막대형 본체 외주연의 축을 따라 치수 순서로 다수의 절삭날이 배열된다.

Fly cutter.
이 도구는 밀링 머신에서 플라이 밀링 작업을 수행합니다.
셰이퍼. 이 커터는 공작물에 특정 모양과 정확도를 부여하기 위한 것으로 성형기에서 수행됩니다.

Planer.
그의 쐐기 장치는 셰이퍼와 유사합니다. 그러나 이 공정에서는 공정 중에 이동하는 더 큰 공작물이 사용되는 반면 형상에서는 커터가 이동합니다.

Boring bar.
이 절단 장치는 보링 작업을 수행하기 위해 보링 또는 드릴링 머신에서 수행됩니다.

Hob.
호빙머신에서 호빙작업을 하기 위한 커터입니다.

그라인딩 휠.
이 연삭 공구는 연삭 작업을 위해 연삭기에 사용되는 연마 장치입니다.

 

모양에 따른 커터 분류

1. 솔리드
일반적으로 이러한 종류의 커터는 선삭 작업을 수행하는 선반 선삭 공구로 사용됩니다.

2. 팁 도구
이 커터는 다른 재료로 개발되었습니다. 즉, 커터의 몸체는 여러 다른 재료로 만들어지고 절단 부분은 다른 재료로 개발됩니다.
절삭 공구의 이 두 부분은 클램핑, 용접 등을 포함한 모든 공정에 따라 결합될 수 있습니다. 팁이 있는 공구의 예로는 텅스텐 카바이드 팁이 있는 공구,

3. Tool Bit
회전하지 않는 커터입니다. 성형 또는 대패 기계에서 이 도구를 사용하여 그에 따라 공작물을 형성하고 계획하는 등 훨씬 더 많은 작업을 수행할 수 있습니다.
절삭 공구 범주에 속하므로 이 절삭 공구에는 주 절삭 홈이 하나만 있습니다. 이러한 유형의 절삭 공구의 몇 가지 일반적인 예로는 주조된 비철 위성 코발트, 기계 홀더의 선반 공구 등이 있습니다.

4. 입자 크기
절단 도구는 입자 크기와 입자 수에 따라 다릅니다. 입자가 더 작다고 가정하면 공작물에서 더 많은 재료가 절단됩니다.
반대로 입자 크기가 더 크면 더 많은 재료가 절단됩니다. 예를 들어 연마 유형의 절삭 공구는 연삭 휠에 사용됩니다.

5. Pointed Tool
이 커터의 티오는 공구명에서 알 수 있듯 뾰족하고 가늘다. 모든 모서리가 한 줄에서 일치합니다. 이러한 절단 장치의 몇 가지 예로는 경질 카바이드 커터와 홀더에 장착된 뾰족한 다이아몬드가 있습니다.

 

절삭 공구 재료

공구강
상대적으로 저렴하고 단단합니다. 그들의 경도는 다른 강을 가공하기에 충분합니다.

탄소공구강
탄소강은 1880년대부터 절삭 공구에 사용되었습니다. 그러나 탄소강은 약 180oC의 온도에서 연화되기 시작합니다. 이 제한은 그러한 도구가 금속 절단 작업에 거의 사용되지 않는다는 것을 의미합니다. 약 0.9%의 탄소와 약 1%의 망간을 함유하고 약 62Rc로 경화된 일반 탄소강 도구는 목공에 널리 사용되며 최대 약 3mm 두께의 알루미늄 판을 기계 가공하는 라우터에 사용할 수 있습니다.

High-speed steels
그들은 600 °C에서 경도를 잃으며 기계 가공에 널리 사용됩니다. HSS 공구는 강하고 단속 절삭에 적합하며 드릴, 리머, 탭, 다이 및 기어 커터와 같은 복잡한 모양의 공구를 제조하는 데 사용됩니다. 내마모성을 향상시키기 위해 도구를 코팅할 수도 있습니다. HSS는 현재 사용되는 공구 재료의 가장 큰 톤수를 차지합니다. 일반적인 절단 속도: 10 – 60m/min.

Cutting ceramic
초경합금보다 훨씬 단단하지만 인성은 낮습니다. 산화알루미늄과 질화규소가 사용됩니다. 후자는 더 높은 인성을 갖지만 마모가 매우 높기 때문에 강철 가공에 사용할 수 없습니다.

초경합금
초경합금 절삭 공구는 탄탈륨, 텅스텐 및 코발트를 바인더로 사용하는 티타늄 카바이드로 구성됩니다. 이 초경 공구는 매우 단단하며 섭씨 900도 이상의 온도를 견딜 수 있습니다.

Ceramics 도구
산화알루미늄과 질화규소는 가장 일반적인 세라믹 재료로 간주됩니다. 압축 강도가 높으며 섭씨 1800도까지 견딜 수 있습니다. 공구면과 칩 사이의 마찰이 적고 열전도율이 낮기 때문에 일반적으로 냉각수가 필요하지 않으며 우수한 표면 조도를 제공합니다.

입방정 질화붕소 공구(CBN)
CBN은 다이아몬드 다음으로 단단한 물질입니다. 그들은 높은 내마모성을 제공하며 연삭 휠에 연마제를 사용합니다.

다이아몬드 도구
다이아몬드는 가장 단단한 재료이며 말할 것도 없이 매우 비쌉니다. 열전도율과 융점이 매우 높습니다. 낮은 마찰 계수, 낮은 열팽창 및 높은 내마모성을 제공합니다. 다이아몬드는 치수 정확도와 표면 조도에 탁월합니다.

기타 재료
공구의 인성을 향상시키기 위해 탄화규소 위스커로 강화된 질화규소와 같은 위스커 강화를 통한 개발이 진행되고 있습니다.