절삭 가공에서 공구의 파손 및 절손을 방지하기 위한 방법

절삭 가공에서 공구의 파손 및 절손을 방지하기 위한 방법

공구 절손이란, 공구에 대한 부하가 일정 이상으로 공구가 부러지는 현상입니다.

 

가공 중 공구 절손은 가공 불량의 발생이나

설비에 타격만 아니라 계획대로 생산이 진행되지 않는 등

큰 기회 손실로 이어집니다.

 

이번 포스팅에서는 절삭 가공 시 공구 절손의 원인과

효과적인 대책에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

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공구 절손 및 파손의 주요 원인

공구의 절삭 가공 시 공구 절손이 발생할 경우

제품 불량으로 이어질 뿐 아니라 공구 교환 등

후 공정 작업에도 영향을 미칩니다.

 

또 공구 지름이 클수록 절손시에 기계에 주는 대미지도 커지는 만큼

확실히 방지할 필요가 있습니다.

 

절삭 공구의 절손은 다음과 같은 경우에 잘 일어납니다.

 

공구와 칼에 가루가 붙어 버린 경우
절삭 저항이 공구의 허용치를 넘어 버린 경우
공구를 벗어나 있는 경우

 

공구와 칼에 가루가 붙어 버린 경우

구멍 가공 및 홈 가공 등 절삭 가루를 배출하기 어려운 상황에서는 

절삭 가루가 공구와 연관돼어 버리는 일이 있습니다.

 

절삭 가루가 꼬이면 공구에 대한 부하가

평소보다 커지면서 어떤 시점에서 그 부하에 견디지 못해

공구가 절손될 가능성이 높습니다.

절삭 저항이 공구의 허용치를 넘어 버린 경우

공구에는 각각 허용할 수 있는 절삭 저항이 있고 

그 값은 같은 공구도 가공의 상황에 의해서 달라집니다.

 

가공 시 허용되는 저항치를 넘어 버림으로써 

공구 절손이 발생합니다. 

 

특히 치핑이나 눈치채지 못할 수준의 미세한 부족이 

발생하는 경우에는 평소보다 허용 저항 값이 떨어지니 

공구 절손이 발생하기 쉽습니다.

공구를 벗어나는 경우

적절한 공구 준비가 되어 있지 않으면 회전 때 편차가 발생하고 

공구 절손되어 버리는 경우가 있습니다.

 

예를 들면 공구의 축이 회전 주축에 대해서 비틀어진 상태로 부착되면 

통상은 들지 않는 쪽에서 부하가 걸리기 때문에 공구가 절손되기 쉽습니다.

 

공구 절손에 의해서 발생하는 과제

공구 절손에 의해서 발생하는 과제에는 후속 공정의 

공정 수 증가, 헛된 생산 시간의 발생 등을 들 수 있습니다.

후 공정에 시간이 걸린다
공구가 절손하면 가공한 워크는 제품으로 안 되파기가 됩니다. 

 

또한 공구 절손에 의한 설비에 대한 영향이 없는지의 

설비 점검 및 공구의 교환, 교환용 공구의 발주, 

생산 계획의 재검토 등 다양한 후 공정 작업이 발생하기 때문에 

가동률의 악화를 부릅니다.

생산 시간이 낭비 된다
무인 가동에서 공구 절손을 깨닫지 못하는 채 가공을 계속하면

대량의 불량품을 생산하고 생산에 걸친 시간이 낭비 되어 버립니다.

 

공정에 따라서는 공구 절손이 발생하기 전에 가공한 워크도

전수 검사가 필요한 등 생산성이 크게 다운되기도 합니다.

원인의 파악이 어렵다
공구 절손이 발생하는 요인은 다양합니다.

 

일시적인 부하가 원인이 거기까지 어떻게 부하가 

축적했는지를 밝히기는 쉽지 않습니다.

 

부하가 축적하는 경과가 모르면 근본적인 조치를 취할 수는 없겠죠.

 

공구 절손에 대한 대책 방법

공구 절손을 막기 위한 대책 방법으로는 다음과 같은 것을 들 수 있습니다. 

공구 선정에 의한 대책과 가공 조건에 의한 대책에 나누어 해설합니다.

공구 선정에 의한 대책

공구 선정에 의한 공구의 절손을 막는 대책으로는 다음과 같은 것이 있습니다.

 

절삭 가루 배출을 고려한다

절삭 가루가 꼬임으로써 공구에 큰 부하가 걸립니다.

그래서 칼로 가루를 곱게 분단하는 기능을 가진

칩 브레이커의 채용이 효과적입니다.

 

절삭 가루가 곱게 분단되면 공구에 꼬임도 없이 예상 밖의 부하도

나오지 않기 때문에 공구 절손이 발생하기 어려워집니다.

고정 밀도 냉각제를 공급한다

절삭 가루를 제거하는 수단으로서,

고정 밀도의 냉각제 공급도 효과적입니다.

 

가공 면에 정밀하게 냉각제가 공급할 수 있는 공구를 선정하면

절삭 가루의 영향을 최소화합니다.

 

또 가공 면을 냉각함으로써 공구 절손에 이어지는 칩핑도 억제할 수 있습니다.

 

공구의 움직임을 고려한다

공구의 움직임을 억제하려면 공구를 고정하는 홀더의 선정이 중요합니다.

 

홀더에는 공구의 결합 방법의 차이로, 

콜릿 척과 제분 척, 유압 지퍼 등이 있습니다. 

 

여러 종류가 있는 홀더는 공구와 궁합이나 규격이 있어 

가공 정밀도를 향상할 수 있는 조합의 선정이 포인트입니다.

 

 

 

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