기계가공 칩의 생성과 구성인성

칩(Chip)이라 함은 공작물이 공구에 의해 절삭될 때 발끝 부위의 재료가 소성변형을 일으키고 공구의 압력에 의해 미끄럼이 일어나 모재로부터 분리된 것을 말하는데요.

이 칩의 생성과 칩으로 인해 발생되는 구성인성에 대해 알아보겠습니다.

 

칩의 생성과 종류

칩은 절삭공구의 형상 공작물의 재질 절삭속도 절삭 깊이 이송 등에 따라 달라지면 유동형 전단형 열 단형 균열형의 4가지 기본형으로 볼 수 있습니다.

 

1> 유동형 칩

 

칩이 공구의 경사면 위로 유동하는 것과 같이 원활하게 연속적으로 흘러 나가는 형태를 가졌습니다.

칩 발생 시 연속적인 미끄럼 파괴에 의하여 절삭되어 길게 연속적 코일 모양으로 나타나게 됩니다.

유동형 칩의 특성은 절삭면의 변동이 없고 진동이 적어 가공 표면이 깨끗하게 나오게 됩니다.

 

2> 전단형 칩

 

칩이 원활히 흐리지 못하고 칩을 밀어내는 압축력이 축적되어야 분자 사이에 전단이 일어나기 때문에 미끄럼의 가격이 커지는 경우 나타는 경우입니다.

불연속적인 미끄럼에 의하여 나타나므로 유동형과 군열형의 중간에 속하는 형태인데요 절삭 저항은 한 개의 칩이 발생할 때마다 변동하여 가공며니 매끄럽지 못한 특징을 가지고 있습니다.

 

3> 열단형 칩

 

공구의 날 끝보다 날의 아래쪽에서 균열이 발생되어 절삭이 되는 형태로써 재료가 공구 전면에 접착하여 공구의 상면을 미끄러져 나가지 못하게 됩니다.

결국 아래 방향에 균열이 발생하게 되어 가공면이 전반적으로 나쁘게 나타납니다.

 

4> 균열형 칩

 

균열의 발생 이유는 열 단형과 같으나 순간적으로 공구의 날 끝 앞에서 일감의 표면을 향해 균열이 생기고 이것이 칩으로 만들어집니다. 칩 발생 시의 진동으로 절삭력의 변동이 크며 가공며니 매우 좋지 않습니다.

주철과 같은 메진 재료를 저속 가공할 때 주로 발생하게 됩니다.

 

구성인선이란?

 

절삭면에 있는 흔적을 구성 인선이라고 표현을 합니다.

이는 연강, 동, 알루미늄 과같은 연한 재료를 저속으로 절삭할 때 칩과 공구면 사이의 높은 압력과 고온으로 인해 날 끝에 단단하게 경화된 물질이 용착 또는 압착이 되어 가공 표면에 나타나게 됩니다.

 

구성 인선 발생의 과정은 발생 > 성장 > 최대 > 분열 > 탈락 순으로 이어집니다.

 

구성인성의 방지 방법 5가지

 

1> 공구의 윗면 경사각을 크게 합니다.

 

2> 절삭 깊이를 작게 합니다.

 

3> 절삭 속도는 크게 합니다. (구성 인성의 임계 속도 :120m/min)

 

4> 이송을 작게 합니다 (저속 회전 일 때에는 이송을 크게 합니다.)

 

5> 칩의 절삭 저항을 작게 해 줍니다.

(마찰계수가 적은 초경합금 이상의 공구 사용, 윤활성이 좋은 절삭유 사용, 공구의 경사면을 매끄럽게 연마)