터닝은 선반에서 수행되는 가공 공정으로, 기계 제조의 핵심 요소입니다. 이 공정에서는 회전하는 공작물을 터닝 공구라고 하는 절삭 공구를 사용하여 형상을 만듭니다. 선반은 주로 샤프트, 디스크, 슬리브와 같이 회전 표면을 가진 부품을 가공하는 데 사용됩니다. 선반은 제조 및 수리 작업장 모두에서 가장 일반적으로 사용되는 공작 기계입니다.
선반 작업자의 기술은 끝이 없습니다. 가장 일반적인 선반 작업자는 그다지 높은 기술을 필요로 하지 않습니다. 이들은 사회에서 가장 흔한 다섯 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
1. 일반 기계선반 작업자, 간단하고 배우기 쉬움, CNC선반 가공 공장.
2. 금형 선반 작업자, 특히 플라스틱 금형 정밀 선반을 전문으로 하는 작업자는 공구 및 정밀 치수에 대한 엄격한 요건을 준수해야 합니다. 어떤 종류의 강철이 우수한 연마 효과를 제공하여 거울처럼 매끄러운 표면을 구현하는지 이해하는 것이 중요합니다. 또한 이 금형 세트의 제품이 ABS 또는 다른 유형의 플라스틱으로 만들어졌는지, 그리고 플라스틱 부품의 탄성을 밀리미터 단위로 측정하는지 알아야 합니다. 이 외에도 고려해야 할 많은 일반적인 지식이 있습니다. 완성된 부품은 고품질 마감 처리가 되어 있어야 하며, 연마가 용이해야 하고, 거울처럼 매끄러운 표면을 가져야 합니다. 플라스틱 금형 원리에 대한 탄탄한 기초가 필수적입니다.
3. 공구 선반 작업자는 리머, 드릴, 합금 커터, 공구대 등 다양한 공구를 사용합니다. 이러한 유형의 선반 작업은 가장 간단하지만 상당히 힘들 수 있습니다. 일반적으로 이러한 공구는 대량 생산되며, 이중 중심, 테이퍼, 유동 계수가 가장 일반적인 유형입니다.
가장 빠르고 효율적인 결과를 얻으려면 공구 마모를 최소화하는 것이 필수적입니다. 이러한 유형의 선반 작업자가 가공하는 소재의 경도는 고품질 백강 칼날의 경도와 거의 같습니다. 합금 칼날 연삭의 품질은 완제품의 품질과 직결됩니다.
4. 대형 장비 선반 작업자: 이 유형의 선반 작업자는 고급 기술이 필요하며, 수직 선반을 사용할 경우 더 많은 교육이 필요합니다.
예를 들어 크랭크샤프트를 돌리려면 먼저 도면을 여러 번 반복해서 읽어야 하고, 어느 것을 먼저 가공하고 어느 것을 나중에 가공해야 하는지, 연삭을 흘려야 할지 아니면 바로 사이즈에 맞게 가공해야 할지, 나사산이 양극인지 음극인지 등을 파악해야 합니다.
5. CNC 선반 작업자: 이 유형의 선반 작업자는 가장 간단하면서도 가장 어렵습니다. 무엇보다도 도면을 읽고, 프로그래밍하고, 수식을 변환하고, 공구를 적용할 수 있어야 합니다.
프로세스로 전환
선반은 절삭 공구의 직선 운동이나 곡선 운동을 허용하면서 공작물을 회전시키는 기계 공구입니다. 이 공정은 특정 설계 요건을 충족하도록 공작물의 모양과 크기를 변경합니다.
터닝은 선반에서 수행되는 절삭 방식으로, 공작물이 공구를 기준으로 회전합니다. 이 공정에서 절삭 에너지는 절삭 공구 자체가 아닌 회전하는 공작물에 의해 주로 공급됩니다. 터닝은 가장 기본적이고 널리 사용되는 가공 방법 중 하나이며 제조 과정에서 중요한 역할을 합니다. 특히 회전 표면을 만드는 데 적합합니다. 이러한 표면을 가진 대부분의 공작물은 내외부 원통형 표면, 내외부 원뿔형 표면, 단면, 홈, 나사산 및 기타 회전 형상을 포함한 터닝 기법을 사용하여 가공할 수 있습니다. 이 공정에 사용되는 주요 공구는 터닝 공구입니다.
다양한 금속 절삭 공작 기계 중 선반은 가장 널리 사용되며, 전체 공작 기계의 약 50%를 차지합니다. 선반은 선삭 공구를 사용하여 공작물을 가공할 뿐만 아니라, 드릴, 리머, 탭, 널링 공구를 사용하여 드릴링, 리밍, 태핑, 널링 등의 작업을 수행합니다. 선반은 공정 특성, 레이아웃 형태, 구조적 특징에 따라 수평 선반, 바닥 선반, 수직 선반, 터렛 선반, 복사 선반 등 여러 유형으로 분류할 수 있으며, 수평 선반이 가장 널리 사용됩니다.
안전 및 기술 문제
회전은 가장 일반적으로 사용되는 유형입니다.제조업에서 기계 가공은 다양한 선반, 상당한 인력, 광범위한 가공 능력, 그리고 수많은 공구와 고정구가 필요합니다. 따라서 선삭 작업과 관련된 안전 및 기술적인 문제 해결이 특히 중요합니다. 주요 과제는 다음과 같습니다.
1. 칩 및 보호조치로 인한 손상
선반에서 가공되는 다양한 강재 부품은 우수한 인성을 보입니다. 선삭 공정에서 발생하는 칩은 일반적으로 플라스틱처럼 말려 있고, 날카로우며 비교적 날카로운 모서리를 가지고 있습니다. 강재를 고속으로 절삭할 때 뜨겁고 길쭉한 칩이 형성되어 부상 위험이 있습니다. 이러한 칩은 가공물, 절삭 공구, 공구 홀더에 쉽게 엉겨 붙을 수 있습니다.
안전을 위해 필요에 따라 철제 후크를 사용하여 칩을 청소하거나 파쇄해야 합니다. 필요한 경우, 기계를 정지시켜 칩을 제거해야 하며, 절대로 손으로 제거하거나 파쇄해서는 안 됩니다. 칩 손상 및 파손을 방지하기 위해 칩 흐름 제어 조치와 보호 배플을 사용하는 것이 일반적입니다. 효과적인 칩 파쇄 전략에는 선삭 공구의 칩 브레이커 홈이나 단차를 연마하고, 적절한 칩 브레이커를 사용하고, 공구를 기계적으로 클램핑하는 것이 포함됩니다.
2. 작업물의 클램핑.
선삭 공정 중에는 공작 기계 손상, 공구 파손 또는 충돌, 공작물 낙하 또는 비산을 유발하는 다양한 사고가 발생할 수 있으며, 부적절한 클램핑으로 인해 작업자가 부상을 입을 수 있습니다. 선삭 작업 중 안전한 생산을 위해서는 공작물 클램핑에 각별한 주의를 기울이는 것이 매우 중요합니다.
크기와 모양이 다른 부품에는 적절한 클램프를 선택해야 합니다. 3조 척, 4조 척 또는 특수 클램프를 사용하든 스핀들과의 연결은 안정적이고 신뢰할 수 있어야 합니다. 공작물은 움직이지 않도록 단단히 고정해야 합니다.
더 큰 가공물의 경우, 슬리브를 사용하면 고속 회전 및 절삭력 하에서 가공물이 움직이거나 떨어지거나 이탈되는 것을 방지할 수 있습니다. 필요한 경우, 센터 또는 센터 프레임을 사용하여 클램핑을 더욱 강화할 수 있습니다. 또한, 사고를 방지하기 위해 클램핑 직후 렌치를 즉시 제거하는 것이 중요합니다.
3. 안전한 작동.
공작기계를 사용하기 전에 전체 검사를 통해 양호한 상태인지 확인해야 합니다. 안정성과 신뢰성을 보장하기 위해 공작물과 공구를 올바른 위치에 단단히 고정해야 합니다. 공구 교체, 공작물 적재 및 하역, 또는 공작물 측정 시에는 기계를 정지해야 합니다.
회전하는 공작물을 손이나 면사로 만지거나 닦지 마십시오. 절삭 속도, 이송 속도, 작업 깊이는 적절하게 선택해야 하며, 과부하 가공은 허용되지 않습니다. 또한, 공작물, 고정구 및 기타 물체를 기계 헤드, 공구 홀더 또는 베드 표면에 올려놓아서는 안 됩니다.
줄을 사용할 때는 선삭 공구를 안전한 위치로 옮기십시오. 소매가 끼지 않도록 오른손은 앞에, 왼손은 뒤에 두십시오. 공작 기계의 사용 및 유지 관리는 지정된 담당자가 담당해야 하며, 허가받지 않은 사람은 조작할 수 없습니다.
노트
CNC 선반의 가공 기술은 일반 선반과 유사하지만,CNC 선반한 번 클램핑하면 모든 터닝 공정을 연속적이고 자동으로 완료할 수 있으므로, 다음과 같은 측면에 주의해야 합니다.
1. 절단 매개변수의 합리적인 선택
효율적인 금속 절삭을 위해서는 가공 소재, 절삭 공구, 그리고 절삭 조건이라는 세 가지 주요 요소를 고려해야 합니다. 이러한 요소들은 가공 시간, 공구 수명, 그리고 가공 품질에 영향을 미칩니다. 경제적이고 효과적인 가공 방법을 위해서는 절삭 조건을 신중하게 선택해야 합니다.
절삭 조건의 세 가지 핵심 요소, 즉 절삭 속도, 이송 속도, 절삭 깊이는 공구 손상에 직접적인 영향을 미칩니다. 절삭 속도가 증가하면 공구 팁의 온도가 상승하여 기계적, 화학적, 열적 마모가 발생합니다. 예를 들어, 절삭 속도가 20% 증가하면 공구 수명이 절반으로 단축될 수 있습니다.
이송 조건과 공구 후면 마모 사이의 관계는 매우 작은 범위에서 발생합니다. 그러나 이송 속도가 너무 높으면 절삭 온도가 상승하여 심각한 후면 마모로 이어질 수 있습니다. 절삭 깊이는 절삭 속도와 이송 속도보다 공구에 미치는 영향이 적지만, 얕은 깊이에서 절삭하면 소재에 경화층이 형성되어 공구 수명에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
절삭 속도를 선택할 때는 가공 대상 소재, 경도, 현재 절삭 조건, 소재 종류, 이송 속도, 절삭 깊이를 고려해야 합니다. 가장 적합한 가공 조건은 이러한 요인에 따라 달라지며, 이상적인 조건은 공구 수명을 극대화하는 규칙적이고 안정적인 마모입니다.
그러나 실제로 공구 수명은 공구 마모, 가공물 크기 변화, 표면 품질, 절삭 소음, 가공 열 등의 요인에도 영향을 받습니다. 따라서 실제 상황을 바탕으로 가공 조건을 분석해야 합니다. 스테인리스강이나 내열 합금과 같이 가공하기 어려운 소재의 경우, 냉각수를 사용하거나 강성이 향상된 공구를 선택할 수 있습니다.
일반 코드
선삭을 위한 일반 공정 코드(JB/T9168.2-1998)
선삭 공구의 클램핑
1) 공구 막대는 공구 홀더에서 너무 멀리 떨어져서는 안 됩니다. 일반적으로 길이는 공구 막대 높이의 1.5배를 초과해서는 안 됩니다(구멍, 홈 등을 가공하는 경우 제외).
2) 도구 모음의 중심선은 절단 방향에 수직이거나 평행해야 합니다.
3) 툴팁 높이 조정:
단면, 원뿔형 표면, 나사산, 성형 표면을 선삭하고 단단한 작업물을 절단할 때 툴팁은 일반적으로 작업물 축과 같은 높이에 있어야 합니다.
바깥쪽 원을 대략적으로 선삭하고 구멍을 마무리할 때, 공구 끝은 일반적으로 작업물 축보다 높아야 합니다.
가느다란 샤프트를 돌리거나, 구멍을 거칠게 돌리거나, 중공 작업물을 절단할 때 툴팁은 일반적으로 작업물 축보다 약간 낮아야 합니다.
4) 나사산 선삭 공구의 공구 끝 각도의 이등분선은 작업물 축에 수직이어야 합니다.
5) 터닝 툴을 클램핑할 때 툴바 아래의 개스킷은 적고 평평해야 하며, 터닝 툴을 고정하는 나사를 조여야 합니다.
공작물 클램핑
- 황삭 또는 정삭 가공을 위해 3조 셀프 센터링 척으로 공작물을 클램핑할 때, 공작물 직경이 30mm 미만인 경우 오버행 길이는 직경의 5배를 초과해서는 안 됩니다. 공작물 직경이 30mm를 초과하는 경우 오버행 길이는 직경의 3배를 초과해서는 안 됩니다.
- 4개의 턱이 있는 단일 동작 척, 페이스플레이트, 앵글 아이언 또는 벤트 플레이트를 사용하여 불규칙하고 무거운 작업물을 클램핑할 때는 균형추를 추가하는 것이 필수적입니다.
- 가공 시CNC 샤프트 가공중심 사이의 공작물의 경우, 선삭 공정을 시작하기 전에 테일스톡 중심 축이 선반 스핀들 축과 정렬되어 있는지 확인하세요.
- 두 중심 사이에서 가느다란 샤프트를 가공하는 경우, 팔로워 레스트 또는 센터 레스트를 사용해야 합니다. 가공 중에는 센터의 상단 조임력을 조절하고, 데드 센터와 센터 레스트 모두에 적절한 윤활이 이루어지도록 주의하십시오.
- 테일스톡을 사용할 때는 진동을 최소화하기 위해 슬리브를 최소한으로 확장하세요.
- 수직 선반에서 지지면이 작고 높이가 높은 공작물을 클램핑할 때는 높은 클램핑 죠를 사용하십시오. 또한, 공작물을 고정하기 위해 적절한 위치에 타이로드 또는 압력 플레이트를 추가해야 합니다.
- 휠형 및 슬리브형 주조 및 단조품을 가공할 경우 가공 전 표면을 정확하게 정렬하여 가공 후 공작물의 벽 두께가 균일하도록 해야 합니다.
선회
- 계단형 샤프트를 돌릴 때는 일반적으로 강성을 확보하기 위해 직경이 큰 부분을 먼저 돌린 다음 직경이 작은 부분을 돌리는 것이 좋습니다.
- 가공물의 변형을 방지하기 위해 샤프트를 미세하게 돌리기 전에 절삭 홈을 만들어야 합니다.
- 나사산이 있는 샤프트를 미세 선삭할 때, 나사산이 없는 부분은 일반적으로 나사산을 가공한 후 미세 선삭해야 합니다.
- 드릴링 전에 공작물의 끝면을 평평하게 다듬어야 합니다. 필요한 경우 중앙 구멍을 먼저 뚫어야 합니다.
- 깊은 구멍을 뚫을 때는 먼저 가이드 구멍을 뚫는 것이 좋습니다.
- 직경 10mm에서 20mm 사이의 구멍의 경우, 절삭 공구의 직경은 가공할 구멍 직경의 0.6배에서 0.7배여야 합니다. 직경 20mm를 초과하는 구멍을 가공할 때는 일반적으로 클램핑 헤드가 있는 절삭 공구를 사용해야 합니다.
- 여러 개의 실이나 웜을 돌릴 때는 교환기어를 조정한 후 시험 절단을 실시해야 합니다.
- 자동 선반을 사용할 경우, 공작기계 조정 카드에 따라 공구와 공작물의 상대 위치를 조정하십시오. 조정 후 테스트 회전을 수행하십시오. 첫 번째 공작물이 합격으로 확인되어야만 생산을 진행할 수 있습니다. 가공 중 공구 마모, 공작물의 크기 및 표면 거칠기를 지속적으로 모니터링하십시오.
- 수직 선반을 가동할 때, 툴 홀더를 조정한 후에는 적절한 이유 없이 크로스빔을 움직이지 않도록 주의하세요.
- 공작물의 관련 표면에 위치 공차 요구 사항이 있는 경우, 단일 클램핑으로 선삭 공정을 완료하도록 합니다.
- 원통형 기어 블랭크를 선삭할 때는 구멍과 기준 단면을 모두 한 번에 가공해야 합니다. 필요한 경우 단면의 기어 피치 원 근처에 표시선을 그어야 합니다.
일반적인 문제
일반 선반을 사용하여 큰 피치 나사산을 큰 힘으로 절삭할 때, 베드 새들이 진동할 수 있습니다. 이러한 진동은 가공 표면에 잔물결을 일으키거나 공구 파손을 유발할 수 있습니다. 학생들은 절삭 중 공구가 뚫리거나 파손되는 등의 문제에 자주 직면합니다. 이러한 문제에는 여러 가지 요인이 있습니다. 본 논문에서는 이러한 현상을 주로 다루고, 공구에 작용하는 힘을 분석하여 해결책을 제시합니다.
문제의 원인과 원인
피치가 작은 나사를 가공할 때는 일반적으로 직선 이송 절삭 방식을 사용합니다. 이 방식은 공작물 축에 수직인 방향으로 절삭하는 방식입니다. 반면, 피치가 큰 나사의 경우 절삭력을 줄이기 위해 좌우 차용 절삭 방식을 사용하는 경우가 많습니다. 이 방식은 작은 슬라이드를 이동시켜 나사 선삭 공구가 좌우 절삭날을 번갈아 가며 절삭할 수 있도록 합니다.
나사산을 가공할 때, 베드 새들의 움직임은 긴 리드 스크류의 회전에 의해 제어되며, 이는 분할 너트의 운동을 구동합니다. 긴 리드 스크류의 베어링에는 축 방향 간극이 있고, 긴 리드 스크류와 분할 너트 사이에도 축 방향 간극이 있습니다. 오른손 웜이 좌우 절삭 방식으로 회전할 때, 공구는 가공물에서 가해지는 힘(P)을 받습니다(그림 1과 같이 칩과 전면 절삭날 사이의 마찰은 무시). 이 힘(P)은 축 방향 힘(Px)과 반경 방향 힘으로 분해될 수 있습니다. 축 방향 힘(Px)은 공구의 이송 방향과 일치합니다. 공구는 이 축 방향 힘(Px)을 새들에 전달하여 새들이 간극이 있는 쪽으로 빠르고 강하게 움직이게 합니다. 결과적으로 공구가 앞뒤로 진동하여 가공 표면이 주름지고, 경우에 따라 공구가 파손됩니다.
왼쪽 주 절삭날을 사용할 때는 절삭에 영향을 미치는 현상이 관찰되지 않습니다. 대신, 공구가 받는 축 방향 힘( P_x )은 이송 방향과 반대 방향으로 작용하여 존재하는 틈을 제거합니다. 이 과정에서CNC 가공 공정안장은 일정한 속도를 유지합니다.
중간 슬라이드의 움직임은 나사의 회전을 통해 발생하며, 이는 너트의 움직임을 구동합니다. 그러나 나사 베어링에는 축 방향 간극이 있고, 나사와 너트 사이에도 축 방향 간극이 있습니다.
선반에서 절삭하는 동안 공구의 앞쪽 절삭날(전방 각도를 가짐)은 가공물에 의해 가해지는 힘(P)을 받습니다. 단순화를 위해 그림 2와 같이 칩과 앞쪽 절삭날 사이의 마찰은 무시하겠습니다.
힘 P는 두 가지 성분, 즉 P_z(축 방향 성분)와 Q(반경 방향 성분)로 분해될 수 있습니다. 반경 방향 성분 힘 Q는 절삭 공구의 이송 방향과 일치하여 공구를 공작물 안으로 밀어 넣습니다. 이 작용으로 인해 중간 슬라이드가 틈새 쪽으로 이동하여 절삭 공구가 공작물을 갑자기 뚫을 수 있습니다. 결과적으로 이러한 뚫림은 공구 파손 또는 공작물 휘어짐을 초래할 수 있습니다.
해결책
큰 피치의 나사산을 가공하고 좌우 차용 공구 절삭 방식을 사용할 때는 선반의 관련 매개변수뿐만 아니라 새들과 베드 레일 사이의 적절한 간극을 조정하는 것이 중요합니다. 이 간극은 이동 중 마찰을 증가시키고 새들의 움직임 가능성을 줄이기 위해 약간 더 좁게 설정해야 합니다. 하지만 새들이 여전히 부드럽게 움직일 수 있도록 이 간극을 적절하게 조정하는 것이 중요합니다. 또한, 중간 슬라이드의 간극을 최소화하십시오.
작은 슬라이드의 경우, 슬라이드의 조임 강도를 약간 더 세게 조정하여 선삭 작업 중 공구가 움직이지 않도록 하십시오. 안정성을 높이려면 공작물과 툴바의 길이를 최대한 줄이십시오. 절삭 시에는 가능하면 왼쪽 메인 블레이드를 사용하십시오. 오른쪽 메인 블레이드로 절삭하는 경우, 백커팅 양을 줄이고 오른쪽 메인 블레이드의 경사각을 늘리십시오. 공구에 가해지는 축 방향 성분력(Px)을 최소화하기 위해 블레이드 날이 곧고 날카로워야 합니다. 오른쪽 메인 블레이드의 경사각이 클수록 성능이 향상됩니다.
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Anebon의 선도적인 기술력과 혁신, 상호협력, 이익, 발전의 정신을 바탕으로 귀사와 함께 OEM 제조업체로서 번영하는 미래를 만들어 나가겠습니다.CNC 선삭 부품, 금속 부품을 돌리는CNC 밀링 강철 부품.
게시 시간: 2024년 12월 17일