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안내 홈 붙이 공구에 의한 절삭 칩 제어

전문가 제언: ○ 기계가공에서 가장 중요한 것이 절삭가공이며, 절삭가공의 가장 기본인 것이 단인공구(single point tool)에 의한 선삭가공이라고 말할 수 있다. 절삭가공이라 함은 공작물과의 상대적인 운동으로 불필요한 부분을 절삭하여 원하는 모양의 치수로 만드는 것이다. 이 과정에서 절삭 칩이 발생하는 것은 당연한 현상이다. 배출되어 나오는 절삭 칩의 형태를 보고 절삭조건의 양부, 공작물과 공구의 적합성 여부, 가공 표면 상태 등을 예측 및 평가할 수 있으며 본문에서는 절삭 공구 절삭 날에 홈을 붙여 절삭 칩이 잘 빠져나오도록 하는 방법에 대한 연구 논문이다.

○ 절삭 과정에서 필연적으로 발생하는 절삭 칩(chip)은 공구의 날 끝이 공작물에 파고들어 그 압력으로 공작물의 일부가 뜯겨 날 끝 앞쪽의 소성변형을 받은 부분이 연속적으로 밀려나오는 현상이다. 칩의 기본 형태로는 유동형(flow type), 전단형(shear type), 열단형(tear type) 및 균열형(crack type)으로 구분하고 있다. 절삭과정은 본질적으로 칩의 생성과정이며, 이에 대한 연구는 전단 소성 변형에 의한 칩의 거동과 공구 경사면의 마찰 거동에 미치는 절삭조건, 공작물과 공구의 재질 및 형상 등 절삭 입력 조건의 영향을 밝히는 것이다.

○ 절삭력의 정확한 예측은 절삭가공을 연구하는 데 있어서 매우 중요한 위치를 차지한다. 예를 들어 새로운 공구의 설계 및 새로운 재질에 대한 가공계획을 수립할 때 요구되는 시간과 비용을 절감할 수 있다. 그러나 기본적으로 절삭가공이 품고 있는 여러 인자와의 복잡한 연관성 때문에 현재까지 절삭력 예측 모델이 완성되지 못하고 있는 실정이다. 다만, 예측 모델은 완성되지 못하였지만 여러 가지 절삭 모델을 기준으로 하여 주로 실험식을 포함한 방법으로 연구되고 있는 실정이다.

○ 절삭 조건에 대한 연구는 시대적 요구에 의해 도달할 수 있는 최고의 가공 정밀도를 갖기 위함이다. 현 시점에서 달성할 수 있는 초정밀 가공 영역이라고 하면, 10㎚ 조금 아래의 8～7㎚까지가 될 것으로 보고 있다. 궁극적으로 초정밀 절삭가공의 완성은 절삭 예측 모델의 완성을 통하여 시행착오 없이 접근할 수 있는 것이다. 우리나라도 기계가공의 절삭 칩에 대한 기초 연구를 단단히 해두어야 한다.

저자: Tomoya AOKI, Sencer Burak, Norikazu SUZUKI, Tomio KOIDE, Eiji SHAMOTO
자료유형: 니즈학술정보