소재제거 공정 (Material Removal Processes)

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1 소재제거 공정 (Material Removal Processes)
절삭가공(cutting) 단인(single-point), 다인(multi-point)공구 사용 입자가공(abrasive processes) 연삭(grinding), 래핑 등 특수가공(nontraditional processes) 방전가공(EDM), 초음파가공, 레이저가공, 워터제트가공, 전해가공(ECM)…

2 제8장 절삭가공(1)-절삭이론 Q: 가공비가 비싸고, 재료가 낭비되는 기계가공을 하여야 하는 이유는 무엇일까?
(pp.471 참조)

3 절삭가공이 필요한 경우 절삭가공의 단점 치수정확도와 표면 정도 예리한 모서리 부나 내면나사같은 내/외부 형상을 갖는 제품
열처리 후의 마무리 작업 특별한 표면 조직이나 특성이 제품표면에 요구될 때 생산량이 적은 경우 경제적 절삭가공의 단점 재료의 낭비 가공시간이 많이 소요 제대로 수행되지 못한 가공은 제품에 악영향

4 칩형성 역학

5 칩의 유형 Built Up Edge 구성인선(BUE) 연속형 불연속형 연속형

6 절삭비와 전단변형률 절삭비 전단각 경사각 변형전 칩두께 칩두께 절삭날 (공구) 절삭면 전단변형률

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8 Q: 절삭속도, 칩속도, 전단속도 간의 관계는? 전단변형률속도 d: 전단부의 두께
예: 경사각 10o, 전단각 30o 일 때, 전단변형률은? 절삭속도=200mm/sec, d=0.01mm일 때, 전단변형률속도는?

9 공구에 작용하는 힘 마찰력과 수직력 주분력(절삭력) 과 배분력 전단력 전단응력

10 전단각의 계산 전단응력이 최대가 되는 면, 삼각형 내에서 소성변형이 일어날 때, 측정방법

11 문제: 이차원 절삭에서 경사각이 10°이고, 마찰계수가 0. 5라고 가정하자
문제: 이차원 절삭에서 경사각이 10°이고, 마찰계수가 0.5라고 가정하자. 마찰이 두 배로 될 경우에 칩두께는 몇 % 증가하는가?

12 절삭에너지 단위부피당 총절삭에너지 (비절삭에너지)

13 절삭에너지의 구성 총 절삭에너지 (1) 전단변형에너지 (2) 마찰 소비에너지 (3) 표면에너지 (4) 운동에너지
절삭에 의해 새로운 표면이 형성될 때 소산 소재가 전단면을 통과할 때 야기되는 운동량변화에 소요 (4) 운동에너지

14 절삭에너지는 어디로 갈까? K [열확산율 (cm2/s)]: 단위체적당 열용량에 대한 열전도도의 비
대부분의 절삭에너지는 칩에 의해서 열의 형태로 소모 최고온도점은 공구 끝단에서 조금 떨어진 지점 최고온도는 절삭속도의 증가와 더불어 상승

15 공구마멸과 수명 공구마멸 절삭온도

16 (a) 공구마멸 양상 (b) 플랭크마멸 (c) 크레이터마멸, (d) 열균열, (e) 플랭크마멸과 구성인선

17 공구수명식(Taylor) V: 절삭속도 T: 시간(분), C: 절삭상수 d: 절삭깊이 f: 이송속도 공구재료 공구수명지수
고속도강 0.08~0.2 주조합금 0.1~0.15 초경합금 0.2~0.5 세라믹 0.5~0.7 V: 절삭속도 T: 시간(분), C: 절삭상수 d: 절삭깊이 f: 이송속도

18 문제: 초경공구재료에 대한 Talyor 공구수명식에서 n = 0. 25, C = 420이다

19 공구재료 연화개시온도 연화점: 물질이 가열에 의해 변형, 변화를 일으키기 시작하는 온도 (용융점보다 낮은 온도) 경도변화

20 마모저항 (경도) 파괴인성

21 Chipbreakers

22 절삭공구와 공구홀더

23 Ti(C,N)+Al2O3+Ti(C,N)+TiN
Coated tool CVD PVD Ti(C,N)+Al2O3+Ti(C,N)+TiN (Ti,Al)N+TiN Ti(C,N)+Al2O3+TiN TiC/Ti(C,N)+TiN

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