정밀 가공 영역에서 구멍 직경에 대한 미크론 수준의 제어를 달성하는 것은 중요한 과제입니다. 홀 가공을 위한 특수 절단 도구인 보링 공구가 이러한 까다로운 요구 사항에 대한 솔루션으로 등장했습니다. 이러한 도구는 부품 정확도를 향상시키는 중요한 구성 요소일 뿐만 아니라 복잡한 내부 구멍 형상을 가공하기 위한 효과적인 수단으로도 사용됩니다.
보링 공구는 다음과 같은 주요 기능을 갖춘 홀 가공용으로 설계된 절삭 장비입니다.
드릴링, 리밍, 브로칭과 같은 다른 홀 가공 방법에 비해 보링 가공은 뛰어난 유연성과 정밀 제어 기능이 뛰어납니다. 단일 또는 이중 날 절삭을 통해 보링 공구는 미크론 수준의 가공 정확도를 달성하고 최대 H7 또는 심지어 H6 표준까지 엄격한 홀 공차 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 이러한 도구는 보링 기계, 선반 및 밀링 기계를 포함한 다양한 공작 기계에 광범위하게 적용됩니다.
보링 공구는 절삭날 수량과 구조적 특징을 기준으로 분류되며, 단일 모서리 및 이중 모서리 보링 공구가 가장 일반적인 변형입니다.
외날 보링 공구는 구조상 선삭 공구와 유사하며 절삭날이 하나만 있습니다. 고정밀 홀 가공의 경우 일반적으로 미세 조정 보링 공구가 사용됩니다. 이 공구에는 공작 기계에서 직접 절삭 직경을 정확하게 제어할 수 있는 정밀 조정 메커니즘이 통합되어 있습니다.
작동 원리에는 공구 홀더와 보링 헤드 사이에 미세한 나사 메커니즘이 결합된 정밀 다이얼 표시기 시스템이 포함됩니다. 다이얼을 회전하면 도구 헤드가 가이드 키를 따라 선형으로 이동하여 0.001mm에 달하는 정밀도로 미크론 수준의 직경 조정이 가능합니다.
양날 보링 공구는 중심선을 중심으로 대칭으로 배치된 두 개의 절삭날을 갖추고 있어 동시 절삭 작업이 가능합니다. 이 구성은 가공 중에 반경 방향 힘의 균형을 유지하여 절단 효율성을 향상시킵니다. 공구 홀더 구조에 따라 양날 보링 공구는 플로팅 유형과 고정 유형으로 더 분류됩니다.
보링 공구는 일반적으로 공구 본체와 절단 헤드라는 두 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다. 공구 본체는 기계 스핀들이나 공구 홀더에 연결되는 주요 구조 역할을 하며, 초경과 같은 단단한 재료로 만들어진 커팅 헤드는 특정 가공 요구 사항에 따라 실제 가공을 수행합니다.
도구 본체의 재료 선택에서는 강성, 강도 및 진동 감쇠 특성을 고려합니다. 일반적인 자료는 다음과 같습니다:
커팅 헤드 재료는 공구 성능과 서비스 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 일반적인 옵션은 다음과 같습니다.
보링 공구는 다음을 포함하여 거의 모든 기계 가공 분야에 광범위하게 적용됩니다.
보링 품질은 공구 시스템 강성, 동적 균형, 공작물 안정성, 공구 형상, 절삭 매개변수, 기계 스핀들 시스템 및 클램핑 방법을 포함한 여러 요소에 따라 달라집니다.
공구 시스템 강성은 특히 캔틸레버 작업에서 작은 직경, 깊은 구멍 및 경질 재료 가공의 보링 품질에 결정적인 영향을 미칩니다. 강성이 부족하면 절단 시 진동이 발생하여 정확도와 표면 조도가 저하됩니다.
동적 균형은 회전 중에 균일한 질량 분포를 나타냅니다. 불균형은 원심력을 발생시켜 진동을 유발하며 특히 고속 작동에서 문제가 됩니다. 동적 밸런싱 수정으로 가공 품질이 향상됩니다.
공작물의 강성은 변형에 대한 저항을 결정합니다. 작고 벽이 얇은 부품이나 기하학적으로 제한된 가공물은 적절한 고정 없이 절삭력에 의해 변형될 수 있습니다. 적절한 고정 장치나 추가 지지점을 통해 공작물 강성을 높이면 가공 정확도가 향상됩니다.
경사각, 노즈 반경, 칩 브레이커 구성을 포함한 공구 형상은 절삭력에 영향을 미칩니다. 형상이 다르면 저항 수준도 달라집니다. 예를 들어 경사각이 크면 절삭력은 감소하지만 공구 강도는 감소합니다. 적절한 형상 선택은 특정 가공 요구 사항과 일치합니다.
절단 매개변수(속도, 이송 속도, 절단 깊이)는 결과에 큰 영향을 미칩니다. 속도가 너무 높으면 공구 마모가 가속화되고 속도가 부족하면 효율성이 떨어집니다. 이송 속도가 부적절하면 공구 과부하가 발생하거나 표면 조도가 불량해지고, 절삭 깊이가 부정확하면 진동이 발생하거나 가공 시간이 길어집니다. 매개변수 최적화는 고품질 결과를 보장합니다.
강성, 베어링/기어 성능, 공구 홀더 연결 품질을 포함한 스핀들 시스템 특성은 보링 결과에 영향을 미칩니다. 스핀들 강성이 부족하면 진동이 발생하고, 베어링/기어 성능이 좋지 않으면 회전 정확도가 떨어집니다. 연결이 느슨하면 공구가 불안정해집니다. 고정밀, 견고한 스핀들 시스템은 필수적입니다.
공구 클램핑 방법은 보링 품질에 큰 영향을 미칩니다. 공구 중심 높이는 중요한 요소입니다. 높이가 잘못되면 유효 경사각과 여유각이 변경되어 공구와 가공물이 간섭하게 됩니다. 공구가 회전함에 따라 마찰이 발생하여 잠재적으로 공구가 가공물 깊숙이 들어가게 됩니다.
경사각을 높이면 절삭력과 발열이 줄어들지만 인선강도는 감소합니다. 여유각이 감소하면 유효 경사각이 증가하여 공구 긁힘이 발생하며 특히 작은 구멍 보링에서 문제가 발생합니다. 중심 높이보다 약간 높은 위치에 최적의 공구를 배치하면(가능한 한 가깝게 유지하면서) 여유각과 절삭 조건이 향상됩니다.
진동 중에 공구 팁은 중심 높이를 향해 아래쪽으로 휘어져 이상적인 위치에 접근합니다. 약간의 공구 후퇴로 가공물 손상 위험이 최소화됩니다. 경사각이 작을수록 절삭 압력이 안정되지만 각도가 너무 작으면(0°에 접근) 공구 고장이 발생할 수 있습니다. 일반적으로 포지티브 경사각 보링 공구가 선호됩니다.
보링 작업에서는 공구의 내부 위치로 인해 절삭유가 절삭날에 접근하는 것이 제한되어 칩 제거가 복잡해지고 공구 수명이 단축됩니다. 솔루션에는 내부 냉각 공구와 고압 절삭유 시스템이 포함됩니다.
보링 공구 선택은 홀 직경과 길이(깊이 및 오버행)에 따라 크게 달라집니다. 일반 지침에서는 오버행을 최소화하고 실제 도구 크기를 최대화할 것을 권장합니다. 적절한 공구 선택, 적용 및 안전한 클램핑으로 편향과 진동이 최소화됩니다.
절단 중에 접선 힘과 반경 방향 힘 모두 공작물에서 공구를 편향시키려고 합니다. 방사형 편향은 절삭 깊이와 칩 두께를 감소시켜 잠재적으로 진동을 유발할 수 있습니다. 방사형 편향은 구멍 직경에 영향을 미치는 반면, 접선 편향은 절삭날을 중심선에서 아래쪽으로 이동합니다. 주요 보링 고려 사항에는 인서트 형상, 칩 배출 및 공구 요구 사항이 포함됩니다.
공구의 리드각은 축방향 및 반경방향 힘의 방향/크기에 영향을 미칩니다. 노즈 반경과 각도는 힘 감소에 결정적인 영향을 미칩니다. 일반적인 규칙에 따르면 노즈 반경은 절삭 깊이보다 약간 작습니다. 내부 선삭의 경우 포지티브 경사각 형상은 네거티브 경사각 형상보다 절삭력이 더 낮습니다. 세라믹 인서트, 얇게 코팅된 인서트 또는 코팅되지 않은 인서트와 같은 저마찰 소재는 일반적으로 절삭력이 감소하므로 선호됩니다.
칩 배출은 내경 가공의 성능과 안전성에 매우 중요한 요소입니다. 짧은 칩은 전력 소비, 진동 및 크레이터 마모를 증가시키는 반면, 긴 칩은 대피 문제를 야기합니다. 이상적인 칩은 짧고 나선형 모양이므로 절삭날 압력을 최소화하면서 제거가 용이합니다.
원심력은 칩을 바깥쪽으로 밀어내지만 종종 구멍에 남아 있어 가공된 표면에 압축될 때 가공물과 공구가 모두 손상될 가능성이 있습니다. 칩 배출을 개선하려면 내부 절삭유 도포 또는 스핀들 채널을 통한 압축 공기가 필요합니다. 역방향 보링은 절삭날에서 칩을 제거하는 데 도움이 됩니다. 감소된 절삭 속도와 더 작은 절삭 헤드로 칩 여유 공간이 극대화됩니다.
내부 가공 도구 선택은 다음 원칙을 따릅니다.
정밀 가공 영역에서 구멍 직경에 대한 미크론 수준의 제어를 달성하는 것은 중요한 과제입니다. 홀 가공을 위한 특수 절단 도구인 보링 공구가 이러한 까다로운 요구 사항에 대한 솔루션으로 등장했습니다. 이러한 도구는 부품 정확도를 향상시키는 중요한 구성 요소일 뿐만 아니라 복잡한 내부 구멍 형상을 가공하기 위한 효과적인 수단으로도 사용됩니다.
보링 공구는 다음과 같은 주요 기능을 갖춘 홀 가공용으로 설계된 절삭 장비입니다.
드릴링, 리밍, 브로칭과 같은 다른 홀 가공 방법에 비해 보링 가공은 뛰어난 유연성과 정밀 제어 기능이 뛰어납니다. 단일 또는 이중 날 절삭을 통해 보링 공구는 미크론 수준의 가공 정확도를 달성하고 최대 H7 또는 심지어 H6 표준까지 엄격한 홀 공차 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 이러한 도구는 보링 기계, 선반 및 밀링 기계를 포함한 다양한 공작 기계에 광범위하게 적용됩니다.
보링 공구는 절삭날 수량과 구조적 특징을 기준으로 분류되며, 단일 모서리 및 이중 모서리 보링 공구가 가장 일반적인 변형입니다.
외날 보링 공구는 구조상 선삭 공구와 유사하며 절삭날이 하나만 있습니다. 고정밀 홀 가공의 경우 일반적으로 미세 조정 보링 공구가 사용됩니다. 이 공구에는 공작 기계에서 직접 절삭 직경을 정확하게 제어할 수 있는 정밀 조정 메커니즘이 통합되어 있습니다.
작동 원리에는 공구 홀더와 보링 헤드 사이에 미세한 나사 메커니즘이 결합된 정밀 다이얼 표시기 시스템이 포함됩니다. 다이얼을 회전하면 도구 헤드가 가이드 키를 따라 선형으로 이동하여 0.001mm에 달하는 정밀도로 미크론 수준의 직경 조정이 가능합니다.
양날 보링 공구는 중심선을 중심으로 대칭으로 배치된 두 개의 절삭날을 갖추고 있어 동시 절삭 작업이 가능합니다. 이 구성은 가공 중에 반경 방향 힘의 균형을 유지하여 절단 효율성을 향상시킵니다. 공구 홀더 구조에 따라 양날 보링 공구는 플로팅 유형과 고정 유형으로 더 분류됩니다.
보링 공구는 일반적으로 공구 본체와 절단 헤드라는 두 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다. 공구 본체는 기계 스핀들이나 공구 홀더에 연결되는 주요 구조 역할을 하며, 초경과 같은 단단한 재료로 만들어진 커팅 헤드는 특정 가공 요구 사항에 따라 실제 가공을 수행합니다.
도구 본체의 재료 선택에서는 강성, 강도 및 진동 감쇠 특성을 고려합니다. 일반적인 자료는 다음과 같습니다:
커팅 헤드 재료는 공구 성능과 서비스 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 일반적인 옵션은 다음과 같습니다.
보링 공구는 다음을 포함하여 거의 모든 기계 가공 분야에 광범위하게 적용됩니다.
보링 품질은 공구 시스템 강성, 동적 균형, 공작물 안정성, 공구 형상, 절삭 매개변수, 기계 스핀들 시스템 및 클램핑 방법을 포함한 여러 요소에 따라 달라집니다.
공구 시스템 강성은 특히 캔틸레버 작업에서 작은 직경, 깊은 구멍 및 경질 재료 가공의 보링 품질에 결정적인 영향을 미칩니다. 강성이 부족하면 절단 시 진동이 발생하여 정확도와 표면 조도가 저하됩니다.
동적 균형은 회전 중에 균일한 질량 분포를 나타냅니다. 불균형은 원심력을 발생시켜 진동을 유발하며 특히 고속 작동에서 문제가 됩니다. 동적 밸런싱 수정으로 가공 품질이 향상됩니다.
공작물의 강성은 변형에 대한 저항을 결정합니다. 작고 벽이 얇은 부품이나 기하학적으로 제한된 가공물은 적절한 고정 없이 절삭력에 의해 변형될 수 있습니다. 적절한 고정 장치나 추가 지지점을 통해 공작물 강성을 높이면 가공 정확도가 향상됩니다.
경사각, 노즈 반경, 칩 브레이커 구성을 포함한 공구 형상은 절삭력에 영향을 미칩니다. 형상이 다르면 저항 수준도 달라집니다. 예를 들어 경사각이 크면 절삭력은 감소하지만 공구 강도는 감소합니다. 적절한 형상 선택은 특정 가공 요구 사항과 일치합니다.
절단 매개변수(속도, 이송 속도, 절단 깊이)는 결과에 큰 영향을 미칩니다. 속도가 너무 높으면 공구 마모가 가속화되고 속도가 부족하면 효율성이 떨어집니다. 이송 속도가 부적절하면 공구 과부하가 발생하거나 표면 조도가 불량해지고, 절삭 깊이가 부정확하면 진동이 발생하거나 가공 시간이 길어집니다. 매개변수 최적화는 고품질 결과를 보장합니다.
강성, 베어링/기어 성능, 공구 홀더 연결 품질을 포함한 스핀들 시스템 특성은 보링 결과에 영향을 미칩니다. 스핀들 강성이 부족하면 진동이 발생하고, 베어링/기어 성능이 좋지 않으면 회전 정확도가 떨어집니다. 연결이 느슨하면 공구가 불안정해집니다. 고정밀, 견고한 스핀들 시스템은 필수적입니다.
공구 클램핑 방법은 보링 품질에 큰 영향을 미칩니다. 공구 중심 높이는 중요한 요소입니다. 높이가 잘못되면 유효 경사각과 여유각이 변경되어 공구와 가공물이 간섭하게 됩니다. 공구가 회전함에 따라 마찰이 발생하여 잠재적으로 공구가 가공물 깊숙이 들어가게 됩니다.
경사각을 높이면 절삭력과 발열이 줄어들지만 인선강도는 감소합니다. 여유각이 감소하면 유효 경사각이 증가하여 공구 긁힘이 발생하며 특히 작은 구멍 보링에서 문제가 발생합니다. 중심 높이보다 약간 높은 위치에 최적의 공구를 배치하면(가능한 한 가깝게 유지하면서) 여유각과 절삭 조건이 향상됩니다.
진동 중에 공구 팁은 중심 높이를 향해 아래쪽으로 휘어져 이상적인 위치에 접근합니다. 약간의 공구 후퇴로 가공물 손상 위험이 최소화됩니다. 경사각이 작을수록 절삭 압력이 안정되지만 각도가 너무 작으면(0°에 접근) 공구 고장이 발생할 수 있습니다. 일반적으로 포지티브 경사각 보링 공구가 선호됩니다.
보링 작업에서는 공구의 내부 위치로 인해 절삭유가 절삭날에 접근하는 것이 제한되어 칩 제거가 복잡해지고 공구 수명이 단축됩니다. 솔루션에는 내부 냉각 공구와 고압 절삭유 시스템이 포함됩니다.
보링 공구 선택은 홀 직경과 길이(깊이 및 오버행)에 따라 크게 달라집니다. 일반 지침에서는 오버행을 최소화하고 실제 도구 크기를 최대화할 것을 권장합니다. 적절한 공구 선택, 적용 및 안전한 클램핑으로 편향과 진동이 최소화됩니다.
절단 중에 접선 힘과 반경 방향 힘 모두 공작물에서 공구를 편향시키려고 합니다. 방사형 편향은 절삭 깊이와 칩 두께를 감소시켜 잠재적으로 진동을 유발할 수 있습니다. 방사형 편향은 구멍 직경에 영향을 미치는 반면, 접선 편향은 절삭날을 중심선에서 아래쪽으로 이동합니다. 주요 보링 고려 사항에는 인서트 형상, 칩 배출 및 공구 요구 사항이 포함됩니다.
공구의 리드각은 축방향 및 반경방향 힘의 방향/크기에 영향을 미칩니다. 노즈 반경과 각도는 힘 감소에 결정적인 영향을 미칩니다. 일반적인 규칙에 따르면 노즈 반경은 절삭 깊이보다 약간 작습니다. 내부 선삭의 경우 포지티브 경사각 형상은 네거티브 경사각 형상보다 절삭력이 더 낮습니다. 세라믹 인서트, 얇게 코팅된 인서트 또는 코팅되지 않은 인서트와 같은 저마찰 소재는 일반적으로 절삭력이 감소하므로 선호됩니다.
칩 배출은 내경 가공의 성능과 안전성에 매우 중요한 요소입니다. 짧은 칩은 전력 소비, 진동 및 크레이터 마모를 증가시키는 반면, 긴 칩은 대피 문제를 야기합니다. 이상적인 칩은 짧고 나선형 모양이므로 절삭날 압력을 최소화하면서 제거가 용이합니다.
원심력은 칩을 바깥쪽으로 밀어내지만 종종 구멍에 남아 있어 가공된 표면에 압축될 때 가공물과 공구가 모두 손상될 가능성이 있습니다. 칩 배출을 개선하려면 내부 절삭유 도포 또는 스핀들 채널을 통한 압축 공기가 필요합니다. 역방향 보링은 절삭날에서 칩을 제거하는 데 도움이 됩니다. 감소된 절삭 속도와 더 작은 절삭 헤드로 칩 여유 공간이 극대화됩니다.
내부 가공 도구 선택은 다음 원칙을 따릅니다.
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