CNC 터닝에 사용되는 다양한 선반 절단 도구에 대한 심층 가이드

2024년 03월 13일

CNC 가공 의 세계는 정밀도와 정확성을 기반으로 운영됩니다. 이 복잡하게 설계된 네트워크의 중심에는 CNC 터닝 의 초석인 선반 절단 도구가 있습니다 . 고유하게 맞춤화된 각각의 도구는 특정 작업을 수행하며, 필요한 사양에 맞게 공작물을 형성하고, 다듬고, 변경하는 데 중요한 역할을 합니다.

CNC 터닝 영역에서 선반 절삭 공구의 중요성은 제조 공정의 핵심까지 확장됩니다. 이를 통해 정밀한 부품 제작이 가능해질 뿐만 아니라 생산 효율성이 향상되고 낭비가 줄어듭니다. 올바른 도구의 선택은 최종 제품의 품질에 직접적인 영향을 미치므로 CNC 작업에 없어서는 안 될 요소입니다.

다양한 선반 절단 도구

유형 1: 재료로 만든 선반 절단 도구

CNC 가공 영역에서 선반 절삭 공구의 재질은 성능과 작업 결과에 큰 영향을 미칩니다. 특정 요구 사항에 맞는 도구를 선택하려면 이러한 도구를 제조하는 데 사용되는 다양한 재료를 이해하는 것이 필수적입니다.

1. 고속도강(HSS)

고속강 또는 HSS 공구는 CNC 선삭 공정 의 필수적인 부분입니다 . 내구성과 고온에 대한 내성으로 잘 알려진 이 제품은 격렬한 사용 중에도 날카로운 모서리를 유지합니다. 이 공구는 강철 재료 가공 및 스테인리스강 재료 가공 에 매우 적합하므로 다양한 산업 응용 분야에 없어서는 안 될 요소입니다.

2. 초경절단기

단단한 재료를 다룰 때 초경 커터가 가장 중요합니다. 경도와 내열성이 뛰어나 장기 절단 공정에 이상적입니다.

3. 다이아몬드 선반 도구

가장 단단한 것으로 알려진 재료인 다이아몬드는 자연적으로 가장 까다로운 가공 작업에 사용됩니다. 다이아몬드 선반 도구는 비교할 수 없는 정밀도를 제공하므로 미세한 디테일링 및 정밀 가공 에 필수적입니다 .

4. 입방정 질화붕소 절단기

입방정 질화붕소 커터는 절삭 공구 기술의 정점에 있습니다. 다이아몬드 다음으로 높은 경도와 높은 열 안정성을 갖춘 이 제품은 특히 경화강 및 기타 초합금 가공에 적합합니다.

유형 2: 작업에 따른 선반 절단 도구

1. 터닝 공구(황삭 및 정삭)

선삭 공구는 공작물의 외부에서 재료를 제거하여 모양이나 크기를 변경하는 데 사용됩니다. 두 가지 주요 유형이 있습니다.

황삭 터닝 도구 : 초기 절단 단계에 사용되어 많은 양의 재료를 빠르게 제거합니다. CNC 터닝 의 높은 응력 환경을 처리할 수 있는 견고한 구조가 특징입니다 .
마무리 터닝 도구 : 거친 터닝 공정 후에 공작물을 미세하게 마무리하기 위해 사용됩니다. 마감 선삭 공구는 정밀도로 유명하며 모든 CNC 가공 프로젝트 에서 중요한 부분입니다 .

2. 베벨링 도구

베벨링 도구는 이름에서 알 수 있듯이 가공물에 각진 모서리나 베벨을 만드는 데 사용됩니다. 이는 용접 준비 및 장식 마감 제작에 중요한 역할을 합니다.

3. 나사 성형 도구

스레드는 기계 부품 어디에나 존재합니다 . 따라서 스레드 성형 도구는 제조 부문에서 매우 중요합니다. 이 도구는 정확한 나사산을 절단하도록 설계되었으므로 볼트, 나사 및 기타 나사산 부품을 만드는 데 없어서는 안될 도구입니다.

4. 표면 직면 도구

이 도구는 공작물의 표면에 평평한 표면을 생성하도록 특별히 설계되었습니다. 표면 직면 도구는 추가 가공을 위해 표면을 준비하거나 특정 마감 표면을 생성하는 데 사용됩니다.

5. 쉐이핑 도구

성형 도구는 직선 운동으로 절단하여 공작물을 성형합니다. 이러한 도구는 키 홈이나 기어 톱니 생성과 같이 정확한 모양과 형태가 필요할 때 사용됩니다.

6. 트렌칭 도구

트렌칭 도구는 가공물에 깊은 절단이나 홈을 만드는 데 사용됩니다. 이는 배선이나 냉각을 위한 채널 생성과 같은 다양한 응용 분야에 필수적입니다.

7. 속을 비우는 도구

이 도구는 가공물 내부의 재료를 조각내어 속을 비웁니다. 중공 도구는 파이프나 튜브와 같은 중공 부품을 만드는 데 사용됩니다.

8. 텍스처 유도 도구

텍스처 유도 도구는 작업물에 패턴이나 텍스처를 추가하여 미적 매력을 강화하거나 그립과 같은 기능적인 표면을 추가합니다.

유형 3: 구조에 따른 선반 절단 도구

1. 단일 바디 도구

절삭날을 포함한 전체 공구가 하나의 재료로 만들어진 절삭 공구입니다. 이는 종종 고속도강 또는 일부 형태의 탄화물입니다. 단일 본체 도구는 너무 작아지거나 부러질 때까지 여러 번 다시 날카롭게 할 수 있습니다.

2. 용접 선반 절단 도구

이러한 공구에는 카바이드와 같은 경질 절단 재료의 작은 조각이 저렴하고 부드러운 재료로 만든 공구 끝에 용접되어 있습니다. 이러한 공구의 장점은 단단한 절삭 재료의 절삭 효율성과 부드러운 공구 바디의 비용 효율성을 결합한다는 것입니다.

3.클램프 선반 절단 도구

이러한 절삭 공구에는 공구 홀더에 고정되는 별도의 절삭 인서트가 있습니다. 공구 홀더는 일반적으로 덜 비싼 재료로 만들어집니다. 절삭 인서트는 마모되거나 파손된 경우 쉽게 교체할 수 있어 대용량 또는 고강도 가공 작업에 편리한 공구입니다. 인서트는 다양한 용도에 맞게 다양한 모양과 크기로 제공됩니다.

유형 4: 선반 절삭 공구 코팅

1. 질화티타늄(TiN)

TiN(티타늄 질화물)은 절삭 공구 코팅으로 자주 사용되는 황금색 세라믹 소재입니다. 이 코팅은 공구의 경도를 높이고 더 높은 온도에서 작동할 수 있도록 하여 공구 수명을 연장시킵니다. 또한 공구와 가공물 사이의 마찰을 줄여 마감 품질을 향상시키고 절단 공정을 더욱 효율적으로 만듭니다.

2. 탄질화티탄(TiCN)

TiCN(Titanium Carbonitride)은 TiN보다 단단하고 내마모성이 뛰어나며 기본 공구 재료에 대한 접착력이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. 일반적으로 높은 절단 속도와 이송이 필요한 응용 분야에 사용되며 더 단단한 재료를 효과적으로 절단할 수 있습니다.

3. 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN)

TiAlN(티타늄 알루미늄 질화물)은 TiN 및 TiCN에 비해 뛰어난 내열성을 제공하므로 공구가 절삭날을 잃지 않고 훨씬 더 높은 온도에서 작동할 수 있습니다. 일반적으로 합금강 및 기타 내열 재료의 고속 가공에 사용됩니다.

4. 다이아몬드 유사 탄소(DLC)

DLC(Diamond-Like Carbon) 코팅은 경도, 윤활성 및 접착력의 탁월한 균형을 제공합니다. 비철 재료나 플라스틱과 같이 낮은 마찰이 중요한 응용 분야에 특히 유용합니다.

5. AlCrN(알루미늄 크롬 질화물)

AlCrN 코팅은 높은 내열성을 제공하므로 고속 가공 용도에 적합합니다. 코팅은 공구 수명을 크게 향상시키고 더 높은 이송 속도를 가능하게 합니다.

유형 5: 선반 절단 도구의 형상

1. 경사각

경사각은 공작물을 기준으로 한 공구 앞쪽 가장자리의 방향입니다. 이는 공작물 재료를 전단하는 공구의 능력에 큰 영향을 미치며 표면 조도와 공구 수명에 영향을 미칠 수 있습니다. 경사각이 양수일수록 절단 공정이 더 쉬워지고, 경사각이 음수일수록 내구성은 높아지지만 더 많은 힘이 필요합니다.

2. 여유각

여유각이라고도 알려진 여유각은 공구의 절삭날과 공구가 공작물을 절단할 때 뒤쪽으로 이동하는 공구 부분 사이의 각도입니다. 이는 공작물과 접촉하는 공구의 유일한 부분이 절삭날인지 확인하는 데 도움이 됩니다. 이는 공구의 불필요한 마찰과 마모를 방지합니다.

3. 리드각

리드각은 공구의 절삭날과 이송 방향에 수직인 선 사이의 각도를 나타냅니다. 절단 단면의 너비를 결정합니다. 리드각이 작으면 절단 폭이 넓어지고 마무리가 매끄러워지지만 공구에 더 많은 스트레스를 줄 수 있는 반면, 리드각이 크면 절단 폭이 좁아집니다.

4. 공구 노즈 반경

공구 노즈 반경은 절삭 공구 끝 부분의 둥근 모서리입니다. 노즈 반경이 클수록 표면 조도가 향상되고 공구 수명이 길어질 수 있지만 최소 절입 깊이가 더 커야 할 수도 있습니다.

유형 6: 이송 방향에 따른 선반 절단 도구

1. 오른손 절단 도구

오른손 절단 도구는 작업자의 관점을 기준으로 도구가 왼쪽에서 오른쪽으로 이송되는 작업을 위해 설계되었습니다. 이러한 도구는 오른쪽에 절삭날이 있으며 일반적으로 공작물의 왼쪽에 장착됩니다.

선반에 사용되는 가장 일반적인 유형의 절삭 공구이며 선삭, 나사 가공, 페이싱 등 광범위한 가공 작업에 사용됩니다.

2. 왼손 절단 도구

반면, 왼손 절단 도구는 작업자의 관점을 기준으로 오른쪽에서 왼쪽으로 이송됩니다. 이러한 공구는 절삭날이 왼쪽에 있으며 일반적으로 공작물의 오른쪽에 장착됩니다.

이는 오른쪽 공구가 적합하지 않을 수 있는 공작물의 끝 부분 가공과 같은 특정 작업에 자주 사용됩니다.

3. 둥근 선반 절단 도구

둥근 노즈 도구라고도 알려진 둥근 선반 절단 도구는 절단 모서리가 둥글고 어떤 방향으로든 이송할 수 있습니다. 공구 절삭날의 둥근 모양으로 가공물과의 접촉 면적이 넓어져 마무리가 더욱 매끄러워집니다.

마무리 또는 미세 선삭과 같이 고품질 표면 마감이 필요한 작업에 자주 사용됩니다.

올바른 선반 절단 도구 선택: 고려해야 할 요소

적절한 선반 절단 도구 선택 시 고려 사항

공구 재질 : 절삭 공구의 재질은 가공물보다 단단해야 합니다. 고속도강(HSS), 텅스텐 카바이드 및 입방정 질화붕소(CBN)는 선반 절단 도구에 사용되는 인기 있는 재료입니다. 선택은 작업에 필요한 경도와 내열성에 따라 달라집니다.
공구 형상 : 여기에는 절단 품질과 공구 수명에 영향을 미치는 공구 각도, 릴리프 각도, 경사각, 노즈 반경과 같은 매개변수가 포함됩니다. 최적의 공구 형상은 공작물의 재질과 작업 유형에 따라 다릅니다.
작업 유형 : 선삭, 페이싱, 보링 및 나사 가공과 같은 다양한 작업에는 다양한 유형의 도구가 필요합니다. 특정 작업에 맞게 설계된 도구를 선택하십시오.
공작 기계 강성 : 선반의 강성과 크기도 도구 선택에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 무겁고 견고한 선반은 더 많은 힘을 견딜 수 있으므로 더 크고 공격적인 절삭 공구를 사용할 수 있습니다.

코팅의 역할과 가공물의 재질

절삭 공구의 효율성은 절삭 공구에 적용된 코팅 유형과 가공물의 재질에 따라 영향을 받을 수도 있습니다.

코팅 : 질화티타늄(TiN), 질화티타늄탄소(TiCN), 산화알루미늄(Al2O3)과 같은 코팅은 절삭 공구의 성능을 향상시키기 위해 적용되는 경우가 많습니다. 이러한 코팅은 공구의 경도, 내열성 및 윤활성을 높여 공구 수명을 연장하고 마무리를 향상시킬 수 있습니다.
피삭재 재질 : 피삭재 재질의 경도, 인성 및 열적 특성에 따라 절삭 공구 재질과 형상이 결정됩니다. 예를 들어, 단단한 재료에는 절단 중에 발생하는 열을 줄이기 위해 릴리프 각도가 더 큰 도구가 필요할 수 있으며, 부드러운 재료에는 더 나은 마감을 달성하기 위해 더 날카로운 도구가 필요할 수 있습니다.

필요한 형상과 터닝 작업 유형에 따른 요소

달성하려는 모양과 수행 중인 선삭 작업 유형 또한 절삭 공구 선택에 중요한 역할을 합니다.

모양 : 복잡한 모양을 생성해야 하는 경우 특정 순서에 따라 여러 가지 도구를 사용해야 할 수 있습니다. 황삭(대량 재료 제거)을 위한 도구 선택은 정삭(매끄러운 표면 또는 정확한 치수 생성)을 위한 도구 선택과 다릅니다.
터닝 작업 유형 : 특정 도구는 특정 작업에 더 적합합니다. 예를 들어, 절단 도구는 절단(또는 분할)에 사용되며, 질감 있는 표면을 만들기 위한 널링 도구, 구멍이나 원통형 표면의 내부 직경을 확대하거나 마무리하는 데 보링 바가 사용됩니다.

선반 절단 도구의 주요 구성 요소

효율적이고 효과적인 가공을 위해서는 선반 절삭 공구의 구성 요소를 이해하는 것이 중요합니다. 몇 가지 공통적인 부분을 살펴보겠습니다.

생크(Shank) : 생크는 선반의 공구 홀더나 공구 포스트에 고정되는 절삭 공구의 일부입니다. 섕크는 절삭날을 위한 견고하고 안정적인 플랫폼을 제공합니다.
절삭날 : 절삭날은 실제로 절삭 작업을 수행하는 도구의 일부입니다. 일반적으로 각이 져 있고 날카롭습니다.
공구 노즈 : 공구 노즈는 가공 중에 공작물과 자주 접촉하는 공구의 둥근 부분입니다. 공구 노즈의 반경은 가공물의 표면 조도에 영향을 미칠 수 있습니다. 노즈 반경이 크면 마무리가 더 좋아지지만 절삭력이 증가할 수 있고, 노즈 반경이 작을수록 절삭력은 줄어들지만 마무리가 더 거칠어질 수 있습니다.
공구 팁 또는 인서트 : 많은 선반 절삭 공구, 특히 금속 선삭에 사용되는 공구에는 교체 가능한 팁 또는 인서트가 있습니다. 카바이드, CBN, 세라믹 등의 소재로 제작되는 경우가 많은 이 인서트는 공작물에 직접 접촉하여 실제 절삭을 수행하는 공구의 일부입니다. 인서트가 마모되면 쉽게 교체할 수 있어 공구 수명이 연장됩니다.
플루트 : 드릴 및 리머와 같은 일부 선반 절단 도구에는 플루트라고 알려진 나선형 홈이 있습니다. 이러한 플루트를 사용하면 절단 공정 중에 생성된 칩을 절단 영역에서 배출할 수 있습니다.

선반 절단 작업: 무엇이 가능합니까?

터닝 : 선반에서 수행되는 가장 일반적인 작업입니다. 직경을 줄이기 위해 공작물에서 재료를 제거하는 작업이 포함됩니다. 선삭은 공작물의 외부(외경 선삭) 또는 내부(내경 선삭 또는 보링)를 따라 수행할 수 있습니다.
페이싱(Facing) : 페이싱은 공작물의 끝 부분에 평평한 면을 만들거나 공작물을 특정 길이로 절단하는 작업입니다. 공구는 공작물의 끝 부분을 가로질러 이송되어 재료를 층별로 제거합니다.
홈 가공 : 홈 가공은 가공물에 좁은 트렌치 모양의 절단을 만들어 절단 작업을 용이하게 하거나 부품에 특정 기능을 생성하는 프로세스입니다. 이 작업은 일반적으로 가장자리가 좁은 도구를 사용합니다.
절단 절단 : 절단이라고도 하는 이 공정은 완성품 또는 반제품을 주 공작물에서 분리하는 데 사용됩니다. 이 도구는 부품을 나머지 스톡과 분리하는 깊은 방사형 절단을 만듭니다.
베벨링(Beveling) : 베벨링은 공작물의 가장자리나 끝 부분에 각도를 주는 작업입니다. 이는 미적인 이유로, 용접할 부품을 준비하거나 날카로운 모서리를 제거하기 위해 수행될 수 있습니다.
드릴링 : 선반은 드릴링 작업에도 사용할 수 있습니다. 가공물은 고정된 상태로 유지되는 반면 절삭 공구(일반적으로 드릴 비트)는 회전하여 가공물로 전진하여 구멍을 만듭니다.
스레딩 : 스레딩 작업은 선반에서 수행하여 내부 또는 외부 나사산을 생성할 수 있습니다. 공작물의 회전을 정밀하게 제어하는 선반의 기능은 나사 가공 작업에 이상적입니다.
널링(Knurling) : 일반적으로 그립을 위해 부품 표면에 패턴을 굴리는 공정입니다. 재료를 제거하는 것이 아니라 위치를 옮겨 돌출된 표면 패턴을 만듭니다.
질감 유발 : 선반은 미적 목적으로 공작물 표면에 다양한 질감을 유도하거나 표면적을 늘리는 데 사용할 수 있으며 방열판에 자주 사용됩니다.

마무리

결론적으로 선반 절단 도구를 올바르게 선택하면 가공 작업의 품질, 효율성 및 안전성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 다양한 유형의 선반 절단 도구와 그 기능을 이해하면 더 많은 정보를 바탕으로 선택하고 작업 품질을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.

이 가이드는 포괄적인 개요를 제공하지만, 특히 복잡한 프로젝트의 경우 효과적인 도구 선택을 위해서는 업계 전문가 또는 경험이 풍부한 기계 기술자와의 상담이 매우 중요할 수 있다는 점을 기억하십시오. 이 가이드의 전문 지식과 정보를 활용하여 선반 작업을 한 단계 더 발전시키십시오.