공작기계 및 절삭이론-칩의 형산과 구성인선

1. 칩의 기본형

 

 

 ( 1 ) 유동형 칩(flow type chip)

 

 [그림 1-1 ] 의 [ a ] 와 같이 칩이 공구의 경사면 위를 유동묵는 것과 같이 원활하게 연속

적으로 홀러 나가는 형태로서 칩 발생시 연속적인 미끄럼 파괴에 의하여 절삭되어

길게 연속적 코일모양으로 되며, 절삭면의 변동이 없고 전동이 적으며, 가공면이 깨

끗하고 절삭작용이 원활하고 신축성이 크고 소성변형이 쉬운 재료에 적합하다 .

 

1 ) 발생원인

          ㄱ. 연신율 크고 소성변형이 잘되는 재료

          ㄴ. 바이트 상면 경사각이 클 때

          ㄷ. 절삭속도가 큰 경우

          ㄹ. 절삭깊이가 적을 때

          ㅁ. 윤활성이 좋은 절삭유 사용하는 경우

 

2) 영 항

          ㄱ. 절삭작업이 원활

          ㄴ. 절삭저항이 일정하고 정밀작업이 좋다 .

 

(2) 전단형 칩 ( shear type chip )

 

 [ 그림 1-1 ] 의 [ b ] 와 같이 칩이 원활히 흐르지 못하고 칩을 밀어내는 압축력이 축적

되어야 분자사이에 전단이 일어나기 때문에 미끄럼 간격이 커전다 . 불연속적인 미

끄럼에 의하여 나타나므로 유동형과 균열형의 증간에 속하는 형태이며 절삭저항

은 한 개의 칩이 발생할 때마다 변동하여 라공면이 매끄럽지 못하다 .

 

 1) 발생원인

          ㄱ. 가공재료가 비교적 연하면서 취약한 재료

          ㄴ. 바이트 인선의 경사각이 적은 경우

          ㄷ. 절삭속도가 적게 했을 때

          ㄹ. 절삭깊이가 크고 절삭각이 클 때

 2) 영 항

          ㄱ. 절삭칩이 불일정

          ㄴ.절삭저항이 불일정

          ㄷ.진동이 일으킴 .

          ㄹ.원활한 작업 곤란

 

( 3 ) 열단행 칩(경작형 ) ( tear type chip )

 

 [ 그림 1-1] 의 ( c ) 와 같으며 공구의 날 끝보다 날의 아래쪽에 균열이 발생되면서 절

삭이 되는 형태로서 재료가 공구전면에 접착하여 공구의 상면을 미끄러져 나가지

못하여 아래 방향에 균열이 발생하여 가공면이 나쁘다 .

 

 1) 발생원인

          ㄱ. 바이트의 상면 경사각이 작을 때

          ㄴ. 점성이 큰 제료

 ㄷ. 절삭깊이가 클 때

2) 영 항

          ㄱ. 경작 흔적이 생기게 되며 정밀작업이 부적합

 ㄴ. 잔유 내부응력이 크며 변형이 생김

 

(4) 균열형 칩 ( crack type chip )

 

 [그림 1-1]의 ( d ) 와 같이 순간적으로 균열이 일어나 칩이 단숨에 공작물에서 분리

되는 형식이다 . 균열의 발생은 열단형과 같으나 순간적으로 공구의 날 끝 앞에서

일감의 표면을 향해 균열이 생기고 이것이 칩이 된다 . 칩 발생시의 진동으로 절삭

력의 변동이 크며 가공 면이 매우 불량하다 .

 

 1) 발생원인

          ㄱ. 메진(취성)이 있는 재료

 ㄴ. 경사각이 현저하게 적은 경우

 ㄷ. 절삭속도가 매우 느린 경우

          ㄹ. 절삭깊이를 크게 할 때

 

 2) 영 항

ㄱ. 절삭면이 좋지 않다

 

2. 절삭조건애 따른 칩의 형테

 

공작물 재질에 따라 칩의 형태가 달라지는데 일반적으로 연강과 같이 인성이 있는 공작

물은 유동형이 생기기 쉽] 납과 같이 점성이 있는 공작물은 열단형이 생기기 쉽다 . 또

한 주철과 같이 취성이 있는 제질은 전단형이 생기지만 절삭속도가 느리] 경사각이 적

으면 균열형이 생기기 쉽다 . 절삭깊이가 작고 경사각이 큰 뭉구로 절삭할 때는 유동형

칩이 생기] 절삭깊이가 크고 경사각이 작은 공구로 절삭할 때는 열단형 칩이 생긴다 .

 

3 . 구성인선( built-up edge )

 

1 ) 구성인선

 보통 연강 스테인리스강 및 알루미늄과 같은 연한재료를 절삭할 때 절삭공구의

날 끝에 공작물의 미분이 압착 또는 용착되어 낱 끝을 싸버려 날 끝의 일부와 같은

상태로 절삭올 하는 수가 있다 . 날 끝에 쌓인 것을 구성인선이라 한다 . 이 구성인

선 때문에 절삭된 가공면이 군데군데 흔적이 나타나고 진동올 일으켜 라공면을 나

쁘게 만든다 ㆍ 구성인선의 발생과정은 1/10 ~ 1/100(sec) 시간에 발생->성장->분열->탈

락의 주기로 받복하여 작업이 진행된다 .

 

2) 구성인선의 발생

 ㄱ. 알루미듬, 황동, 스테인리스강, 연강 둥의 연한 재료

          ㄴ. 절삭공구의 날 끝 온도가 상승

 ㄷ. 절삭속도가 늦을 때 [ 고속도강인 경우 10~25 m/min )

          ㄹ. 경사각을 적게 하였을 때

          ㅁ. 절삭깊이가 깊을 때

 

 3) 방지책

          ㄱ. 절삭깊이를 적게 한다

 ㄴ. 상면 경사각을 크게 한다 ,

 ㄷ. 절삭속도를 크게 한다  ( 고속도강인 경우, 임계속도 120~150 m/min ) ,

          ㄹ. 윤활성이 있는 절삭유 사용한다

 

4. 칩 브레이커( chip breaker )

 

 절삭가공할 때에 칩이 연속적으로 흘러나와서 공작물에 휘말려 작업의 방해와 가공물

의 표면에 손상을 즐 수 있다 . 이것을 방지하기 위하여 인위적으로 칩을 짧게 끊어지

도록 바이트에 칩 브레이커를 만든다 .

칩 브레이커는 여러 가지 형식이 있지만 평행형 , 각도형, 흠달림형 역각도형 등의 종

류가 있으며  칩 브레이커를 만들어 널리 사용하고 있다 . 하지만 다음과 같은 결점이

있으므로 클램프형 ( clamp type ) 바이트를 많이 이용한다 .

 

ㄱ. 칩 브레이커 흠으로 인한 공구의 팁 ( tp ] 이 손설된다 .

          ㄴ. 연삭시간과 연삭숫들의 소모가 많다

ㄷ. 칩 브레이커로 인한 이송범위가 한정된다.

 

 

 

 

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