흑연 가공 공정 연구 2

절삭 공구

흑연 고속 가공에서는 흑연 재료의 경도, 칩 형성의 방해 및 고속 절삭 특성의 영향으로 절삭 과정에서 교대로 절삭 응력이 형성되고 일정한 충격 진동이 발생하며 공구가 경사면과 측면 마모가 발생하기 쉽고 공구의 수명에 심각한 영향을 미치므로 흑연 고속 가공에 사용하는 공구는 높은 내마모성과 내충격성이 요구됩니다.
다이아몬드 코팅 공구는 높은 경도, 높은 내마모성, 낮은 마찰 계수라는 장점을 가지고 있습니다. 현재 다이아몬드 코팅 공구는 흑연 가공에 가장 적합한 선택입니다.
흑연 가공 공구는 공구 진동 감소, 가공 품질 향상, 그리고 공구 마모 감소를 위해 적절한 기하학적 각도를 선택해야 합니다. 독일 학자들의 흑연 절삭 메커니즘 연구에 따르면 흑연 절삭 시 흑연 제거는 공구의 경사각과 밀접한 관련이 있습니다. 음의 경사각 절삭은 압축 응력을 증가시켜 소재의 파쇄를 촉진하고 가공 효율을 높이며, 큰 크기의 흑연 파편 발생을 방지하는 데 도움이 됩니다.
흑연 고속 절삭에 사용되는 일반적인 공구 구조에는 엔드밀, 볼엔드 커터, 필렛 밀링 커터가 있습니다. 엔드밀은 일반적으로 비교적 단순한 평면과 형상의 표면 가공에 사용됩니다. 볼엔드 밀링 커터는 곡면 가공에 이상적인 공구입니다. 필렛 밀링 커터는 볼엔드 커터와 엔드밀의 특성을 모두 갖추고 있으며, 곡면과 평면 모두에 사용할 수 있습니다.
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절단 매개변수
흑연 고속 절삭 시 적절한 절삭 매개변수를 선택하는 것은 가공 품질과 효율 향상에 매우 중요합니다. 흑연 고속 가공의 절삭 공정은 매우 복잡하기 때문에 절삭 매개변수와 가공 전략을 선택할 때는 가공물 구조, 공작기계 특성, 공구 등을 고려해야 합니다. 다양한 요인이 작용하며, 이러한 요인들은 주로 다수의 절삭 실험에 의존합니다.
흑연 소재의 경우, 거친 가공 공정에서 고속, 빠른 이송, 많은 공구량을 가진 절삭 매개변수를 선택하는 것이 필요하며, 이를 통해 가공 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 그러나 흑연은 가공 공정 중에 특히 가장자리 등에서 칩핑되기 쉽기 때문에 이러한 위치에서는 톱니 모양이 형성되기 쉽고, 이러한 위치에서는 이송 속도를 적절히 줄여야 하며, 많은 양의 칼날을 먹는 데 적합하지 않습니다.
박육 흑연 부품의 경우, 모서리 및 가장자리의 치핑은 주로 절삭 충격, 칼날 및 탄성 칼날의 마모, 그리고 절삭력 변동에 의해 발생합니다. 절삭력을 낮추면 칼날 및 탄환 칼날의 마모를 줄이고, 박육 흑연 부품의 표면 가공 품질을 향상시키며, 모서리 치핑 및 파손을 줄일 수 있습니다.
흑연 고속 가공 센터의 스핀들 속도는 일반적으로 더 큽니다. 공작 기계의 스핀들 출력이 허용하는 경우 더 높은 절삭 속도를 선택하면 절삭력을 효과적으로 줄이고 가공 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다. 스핀들 속도를 선택하는 경우 치아당 이송량을 스핀들 속도에 맞게 조정하여 너무 빠른 이송과 많은 양의 공구로 인한 칩핑을 방지해야 합니다. 흑연 절삭은 일반적으로 특수 흑연 공작 기계에서 수행되며 기계 속도는 일반적으로 3000 ~ 5000r/min이고 이송 속도는 일반적으로 0.5 ~ 1m/min이며 황삭 가공에는 비교적 낮은 속도를 선택하고 정삭에는 높은 속도를 선택합니다. 흑연 고속 가공 센터의 경우 공작 기계의 속도는 비교적 빠르며 일반적으로 10000 ~ 20000r/min이며 이송 속도는 일반적으로 1 ~ 10m/min입니다.
흑연 고속 가공 센터
흑연 절삭 시 다량의 분진이 발생하여 환경을 오염시키고 작업자의 건강에 악영향을 미치며, 공작기계에도 영향을 미칩니다. 따라서 흑연 가공 공작기계에는 우수한 방진 및 분진 제거 장치가 반드시 장착되어야 합니다. 흑연은 전도성 물질이므로 가공 중 발생하는 흑연 분진이 공작기계의 전기 부품에 유입되어 단락 등의 안전 사고를 유발하는 것을 방지하기 위해 공작기계의 전기 부품은 필요에 따라 보호되어야 합니다.
흑연 고속 가공 센터는 고속 전기 스핀들을 채택하여 고속을 달성하고 공작 기계의 진동을 줄이기 위해 저중심 구조를 설계해야 합니다. 이송 메커니즘은 주로 고속 고정밀 볼스크류 전달을 채택하고 방진 장치를 설계합니다[7]. 흑연 고속 가공 센터의 스핀들 속도는 일반적으로 10000~60000r/min이며, 이송 속도는 최대 60m/min까지 가능하며 가공 벽 두께는 0.2mm 미만으로 부품의 표면 가공 품질과 가공 정확도가 높아 현재 흑연의 고효율, 고정밀 가공을 달성하는 주요 방법입니다.
흑연 소재의 광범위한 응용과 고속 흑연 가공 기술의 발전으로 국내외 고성능 흑연 가공 장비가 점차 증가하고 있습니다. 그림 1은 국내외 일부 제조업체에서 생산한 흑연 고속 가공 센터를 보여줍니다.
OKK GR400은 저중심 설계와 브리지 구조 설계를 통해 공작기계의 기계적 진동을 최소화합니다. C3 정밀 스크류 및 롤러 가이드를 채택하여 공작기계의 높은 가속도를 보장하고 가공 시간을 단축하며, 스플래시 가드를 추가로 적용했습니다. 기계 상단 커버는 완전 밀폐형 판금 디자인으로 흑연 분진 발생을 방지합니다. 하이청 VMC-7G1은 일반적인 진공 방식이 아닌 수막 밀봉 방식을 채택하여 특수 분진 분리 장치를 적용했습니다. 가이드 레일, 스크류 로드 등 가동부에는 덮개와 강력한 스크레이핑 장치가 장착되어 공작기계의 장기 안정적인 작동을 보장합니다.
표 1의 흑연 고속 가공 센터의 사양 매개변수에서 볼 수 있듯이 공작 기계의 스핀들 속도와 이송 속도가 매우 크며 이는 흑연 고속 가공의 특징입니다. 외국과 비교하여 국내 흑연 가공 센터는 공작 기계 사양에서 차이가 거의 없습니다. 공작 기계 조립, 기술 및 설계로 인해 공작 기계의 가공 정확도가 비교적 낮습니다. 제조업에서 흑연이 널리 사용됨에 따라 흑연 고속 가공 센터가 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다. 고성능, 고효율 흑연 가공 센터가 설계 및 제조됩니다. 최적화된 가공 기술을 채택하여 특성과 성능을 최대한 발휘하여 흑연을 개선합니다. 부품의 가공 효율과 품질은 우리나라의 흑연 절삭 가공 기술을 향상시키는 데 매우 중요합니다.
요약하자면
본 논문은 흑연의 특성, 절삭 공정, 그리고 흑연 고속 머시닝 센터의 구조 측면에서 흑연 가공 공정을 주로 논의합니다. 공작기계 기술과 공구 기술의 지속적인 발전에 따라, 흑연 고속 가공 기술은 절삭 시험 및 실제 적용을 통한 심층적인 연구를 통해 이론과 실제 모두에서 흑연 가공의 기술 수준을 향상시켜야 합니다.

게시 시간: 2021년 2월 23일