금속 절단 공정에는 종종 버 발생이 수반됩니다. Burr의 존재는 공작물의 가공 정밀도와 표면 품질을 저하시킬 뿐만 아니라 제품의 성능에 영향을 미치며 때로는 사고를 유발하기도 합니다. 디버링은 비생산적인 공정으로 제품 비용이 증가하고 제품 생산 주기가 길어질 뿐만 아니라 부적절한 디버링으로 인해 전체 제품의 폐기로 이어져 경제적 손실이 발생합니다.
디버링은 너무 힘들기 때문에 소스에서 제어하는 방법을 찾는 것이 좋습니다. 오늘 우리는 엔드 밀링에서 버 발생을 줄이는 방법을 배웁니다.
엔드 밀링의 주요 버 형태
절삭운동-절삭날버의 분류체계에 따르면, 엔드밀링 공정에서 발생하는 버는 주로 주날의 양측 버, 측면절삭의 절삭방향의 버, 바닥절삭의 절삭방향의 버, 및 인피드 및 인피드. 5가지 형태의 방향성 버가 있습니다(그림 1 참조).
일반적으로 다른 burr에 비해 아래쪽 가장자리에서 절단 방향 burr는 크기가 크고 제거하기 어려운 특성이 있습니다. 이러한 이유로 본 논문에서는 하단 가장자리에서 절단된 절단 방향 버를 주요 연구 대상으로 삼아 연구를 수행하였다. 엔드밀 가공에서 하단 모서리의 절삭 방향 버의 크기와 모양에 따라 다음 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 유형 I 버(크기가 크고 제거하기 어렵고 제거 비용이 높음), 유형 II 버(더 작은 크기의 소형, 쉽게 제거하거나 제거할 수 없음) 및 유형 III 버는 네거티브 버입니다(그림 2 참조).
그림 2 밀링 중 하단 모서리에서 잘려나간 절삭 방향의 버 유형
엔드 밀링 버의 형성에 영향을 미치는 주요 요인
버 형성은 매우 복잡한 재료 변형 과정입니다. 공작물 재료 특성, 형상, 표면 처리, 공구 형상, 공구 절삭 궤적, 공구 마모, 절삭 매개변수 및 절삭유 사용과 같은 다양한 요인이 모두 버 형성에 직접적인 영향을 미칩니다. 그림 3은 엔드 밀링 버에 영향을 미치는 요소의 블록 다이어그램입니다. 특정 밀링 조건에서 엔드 밀링 버의 모양과 크기는 다양한 영향 요인의 결합된 효과에 따라 다르지만 다른 요인은 버 형성에 다른 영향을 미칩니다.
01 도구 입력/종료
일반적으로 공구를 작업물에서 빼낼 때 발생하는 버는 공구를 작업물에 끼울 때 발생하는 버보다 큽니다. 그림 4에서 보는 바와 같이, 그림 4a는 공작물에서 나사로 빼내는 공구의 종단면을 보여주며, 이는 더 큰 Type I burr를 생성하기 쉽습니다. 일반적으로 유형 II 버입니다. WeChat 추가: Yuki7557로 10G CNC 튜토리얼 보내기
그림 4 밀링 방식이 버 형성에 미치는 영향
02 평면 절단 각도
평면 절단 각도는 하단 가장자리 절단의 절단 방향으로 버 형성에 큰 영향을 미칩니다. 평면 컷아웃 각도는 절삭 속도 방향(공구 속도와 이송 속도의 벡터 합성) 및 공작물 끝면의 방향 사이의 각도로 정의됩니다. 공작물 끝면의 방향은 공구가 끼는 지점에서 공구가 빠지는 지점입니다. 그림 5에서와 같이 Ψ는 평면 절단 각도이며 범위는 0도입니다.<>
그림 5 평면 절단 각도
시험 결과는 절삭 깊이에 따라 버 높이가 변하는 것으로 나타났습니다. 즉, 절삭 깊이가 증가함에 따라 버가 유형 I 버에서 유형 II 버로 변경됩니다. 유형 II 버를 생성하는 최소 밀링 깊이는 일반적으로 dcr로 표시되는 한계 절삭 깊이라고 합니다. 그림 6은 알루미늄 합금을 가공할 때 플랫 리드 각도와 절삭 깊이가 버 높이에 미치는 영향을 보여줍니다.
Fig.6 Burr 형태와 평면 절단 각도 및 절입 깊이
그림 6에서 평면 컷아웃 각도가 클수록 한계 절삭 깊이가 더 크다는 것을 알 수 있습니다. 평면 절단 각도가 120도보다 크면 유형 I 버의 크기가 더 크고 유형 II 버로의 전환을 위한 제한 절단 깊이도 큽니다. 따라서 작은 평면 절단 각도는 Ψ가 작을수록 단자 표면의 지지 강성이 상대적으로 향상되고 버가 형성될 가능성이 적기 때문에 유형 II 버 발생에 도움이 됩니다.
그림 5에서 이송 속도의 크기와 방향은 복합 속도 v의 크기와 방향에 일정한 영향을 미치고 평면 절단 각도와 버 형성에 영향을 미친다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 이송 속도와 출구 가장자리 오프셋 각도가 클수록 Ψ가 작을수록 더 큰 버 형성을 억제하는 데 더 도움이 됩니다(그림 7 참조).
그림 7 버 형성에 대한 이송 방향의 영향
03 인선 종료 시퀀스 EOS
엔드 밀링 중에 버 크기는 주로 공구 팁의 출구 순서에 따라 결정됩니다. 그림 8에 표시된 것처럼 A 지점은 보조 절삭날의 지점이고, C 지점은 주 절삭날의 지점이며, B 지점은 공구 노즈의 정점입니다. 공구 노즈가 날카롭다고 가정합니다. 즉, 공구 노즈 호의 반경은 고려되지 않습니다. BC 에지가 공작물에서 먼저 나오고 AB 에지가 나중에 공작물에서 나오면 칩이 가공된 표면에 힌지 결합되고 밀링이 진행됨에 따라 칩이 공작물 밖으로 밀려나 더 큰 하단 가장자리를 형성하고 절단됩니다. 절단 방향 버. AB 에지가 먼저 가공물에서 나오고 BC 에지가 나중에 가공물에서 나오면 칩이 전이 표면에 경첩을 달고 가공물에서 절단되어 절단 방향 버를 절단하는 더 작은 크기의 하단 가장자리를 형성합니다.
테스트는 다음을 보여줍니다. ①버의 크기를 증가시키는 공구 노즈의 출구 시퀀스는 ABC/BAC/ACB/BCA/CAB/CBA입니다. ② EOS에서 생성된 결과는 동일하지만 동일한 출구 시퀀스에서 플라스틱 재료에서 생성된 버 크기가 취성 재료에서 생성된 버 크기보다 큽니다.
공구 노즈의 출구 순서는 공구의 기하학적 모양과 관련이 있을 뿐만 아니라 이송 속도, 밀링 깊이, 가공물의 기하학적 크기 및 절삭 조건과 같은 요소와도 관련이 있습니다. 버의 형성에 영향을 미치는 다양한 요인의 조합입니다.
그림 8 공구 노즈의 출구 순서와 버 형성
04 기타 요인
① 밀링 매개변수, 밀링 온도, 절삭 환경 등도 버 형성에 일정한 영향을 미칩니다. 이송 속도, 밀링 깊이 등과 같은 일부 주요 요인의 영향은 평면 절단 각도 이론과 공구 노즈 출구 시퀀스의 EOS 이론에 반영됩니다. 여기서는 자세히 다루지 않겠습니다.
② 피삭재의 가소성이 좋을수록 I형 버가 형성되기 쉽습니다. 취성 재료를 엔드 밀링하는 과정에서 이송 속도 또는 평면 절단 각도가 크면 유형 III 버(결함)의 형성에 도움이 됩니다.
③가공물의 단자면과 가공면이 이루는 각도가 직각보다 크면 단자면의 지지강성이 향상되어 버 발생을 억제할 수 있습니다.
④ 밀링 유체를 사용하면 공구 수명 연장, 공구 마모 감소, 밀링 공정 윤활 및 버 크기 감소에 도움이 됩니다.
⑤ Tool 마모는 Burr 형성에 큰 영향을 미친다. 공구가 어느 정도 마모되면 공구 팁의 호가 증가하여 공구 출구 방향의 버 크기뿐만 아니라 공구 절단 방향의 버 크기도 증가합니다. 메커니즘은 더 깊이 연구해야 합니다.
⑥도구 재료와 같은 다른 요인도 버 형성에 일정한 영향을 미칩니다. 동일한 절삭 조건에서 다이아몬드 공구는 다른 공구보다 버 형성을 억제하는 데 더 도움이 됩니다.
엔드 밀링에서 버 형성을 제어하는 기본 방법
엔드 밀링 버의 형성은 많은 요인의 영향을 받습니다. 특정 밀링 공정과 관련될 뿐만 아니라 공작물 구조, 공구 형상 및 기타 요인과도 관련이 있습니다. 엔드 밀링 버를 줄이기 위해서는 버 발생을 여러 측면에서 제어하고 줄여야 합니다.
01 합리적인 구조설계
Burr의 형성은 작업물의 구조에 크게 영향을 받습니다. 공작물의 구조가 다르며 가공 후 가장자리의 버의 모양과 크기도 매우 다릅니다. 공작물 재질과 표면 처리가 미리 결정된 경우 공작물의 형상과 가장자리는 버 형성을 결정하는 중요한 요소입니다. 그림 9는 Burr를 줄이기 위해 가공물의 단면에 모따기를 추가한 것을 보여줍니다.
그림 9 출구 가장자리 모따기 방법 추가
02 적절한 처리순서
처리 순서는 또한 엔드 밀링 버의 모양과 크기에 일정한 영향을 미칩니다. 버의 모양과 크기에 따라 작업량과 디버링 관련 비용도 다릅니다. 따라서 적절한 처리 순서를 선택하는 것이 디버링 비용을 줄이는 효과적인 방법입니다. 그림 10은 더 큰 버 발생을 제어하기 위해 적절한 처리 순서를 사용하는 것을 보여줍니다.
그림 10 처리 순서 제어 방법 선택
그림 10a에서 구멍을 먼저 뚫은 다음 평면을 밀링하면 구멍 둘레에 큰 절삭 및 밀링 버가 쉽게 생성됩니다. 평면을 먼저 밀링한 다음 구멍을 뚫으면 구멍 둘레에 작은 드릴링 인 커팅 버만 있습니다. 유사하게, 그림 10b에서 상부 표면을 먼저 밀링한 다음 오목한 윤곽을 밀링하여 형성한 버의 크기는 먼저 오목한 윤곽을 가공한 다음 평면을 밀링하여 형성한 버의 크기보다 작습니다.
03 공구 이탈 방지
공구 이탈을 방지하는 것은 버 형성을 방지하는 효과적인 방법입니다. 왜냐하면 공구 이탈은 절삭 방향에서 버 형성의 주요 요인이기 때문입니다. 일반적으로 밀링 커터는 공작물에서 나사를 풀 때 더 큰 버를 생성하고 공작물에 나사로 고정할 때 더 작은 버를 생성합니다. 따라서 밀링 커터는 가공 중에 가능한 한 스핀 아웃을 피해야 합니다. 그림 4에서와 같이 그림 4b를 사용하여 생성된 글리치는 그림 4a에서 생성된 글리치보다 작습니다.
04 적절한 절단 경로 선택
앞선 분석에서 평면의 컷아웃 각도가 일정 값보다 작을 때 발생하는 버의 크기가 작아지는 것을 알 수 있다. 평면 절단 각도는 밀링 폭, 이송 속도(크기 및 방향) 및 회전 속도(크기 및 방향)를 변경하여 변경할 수 있습니다. 따라서 적절한 도구 경로를 선택하여 Type I 버 발생을 방지할 수 있습니다(그림 11 참조).
그림 11 공구 경로 방법 제어
그림 11a는 전통적인 지그재그 공구 경로를 나타내며 그림에서 음영 부분은 절삭 방향으로 큰 버가 발생할 수 있는 부분을 나타냅니다. 그림 11b는 절삭 버 발생을 방지할 수 있는 개선된 공구 경로를 사용합니다. 그림 11b의 공구 경로는 그림 11a보다 약간 더 길고 밀링 시간이 약간 더 걸리지만 추가 디버링 공정이 필요하지 않기 때문에 그림 11a를 사용하면 많은 디버링 시간이 필요합니다. 즉 버가 발생하는 곳은 많지 않으나 실제 디버링에서는 버가 있는 모서리를 모두 통과해야 하므로 일반적으로 그림 11b에 나타낸 절삭 루트가 그림에 나타낸 루트보다 좋다. 버 제어 측면에서 11a.
05 적절한 밀링 매개변수 선택
엔드 밀링 매개변수(예: 날당 이송, 엔드 밀링 폭, 엔드 밀링 깊이 및 공구의 기하학적 각도 등)는 버 형성에 일정한 영향을 미칩니다. 표 1에는 버 크기를 줄이기 위해 엔드 밀링 매개변수를 선택하는 몇 가지 원칙이 나열되어 있습니다.
표 1 Burr 유형 및 처리 방법
5가지 특수 디버링 방법
01 전해 디버링
소위 전해 디버링은 가공, 연삭 및 스탬핑 후 버를 제거하고 금속 부품의 날카로운 모서리를 둥글게 또는 모따기할 수 있는 화학적 디버링 방법입니다.
전기 분해를 사용하여 금속 부품의 버를 제거하는 전기 분해 가공 방법으로 영어로 ECD로 약칭됩니다. 둘 사이에 일정한 간격(일반적으로 0.3-1mm)을 두고 공작물의 버 부분 근처에 공구 음극(일반적으로 황동)을 고정합니다. 공구 음극의 전도성 부분은 버 가장자리와 정렬되고 다른 표면은 절연 층으로 덮여 전기 분해가 버 부분에 집중됩니다. WeChat 추가: Yuki7557로 10G CNC 튜토리얼 보내기
가공 중에 공구의 음극은 DC 전원 공급 장치의 음극에 연결되고 공작물은 DC 전원 공급 장치의 양극에 연결됩니다. 공작물과 음극 사이에는 0.1 ~ 0.3 MPa의 압력을 갖는 저압 전해질(일반적으로 질산나트륨 또는 염소산나트륨 수용액)이 흐릅니다. DC 전원 공급 장치가 켜지면 양극 용해에 의해 버가 제거되고 전해질에 의해 제거됩니다.
그림
전해질은 어느 정도 부식성이 있으므로 디버링 후 작업물을 청소하고 방청 처리해야 합니다. 전해 디버링은 교차 구멍의 숨은 부분이나 복잡한 형상의 부품에 있는 버를 제거하는 데 적합합니다. 생산 효율이 높고 디버링 시간은 일반적으로 몇 초에서 수십 초 밖에 걸리지 않습니다.
이 방법은 기어, 스플라인, 커넥팅 로드, 밸브 본체 및 크랭크축 오일 통로 구멍의 디버링과 날카로운 모서리의 라운딩에 자주 사용됩니다. 단점은 부품 버 주변도 전기 분해되어 표면이 원래 광택을 잃고 치수 정확도에 영향을 미친다는 것입니다.
02 연마 흐름 디버링
AFM(Abrasive Flow Machining)은 1970년대 후반 해외에서 개발된 새로운 마무리 및 디버링 공정입니다. 이 공정은 특히 막 마무리 단계에 들어간 Burr에 적합하지만 작고 긴 구멍과 바닥이 불합리한 금형 등은 가공에 적합하지 않습니다.
03 마그네틱 그라인딩 및 디버링
자기 연삭 중에 공작물은 두 개의 자극에 의해 형성된 자기장에 들어가고 자기 연마재는 공작물과 자극 사이의 틈에 배치됩니다. 자기력의 작용에 따라 연마재는 자기력선 방향을 따라 깔끔하게 배열되어 부드럽고 단단한 자기 연삭기를 형성합니다. 브러시, 공작물이 자기장에서 축 방향으로 회전하고 진동할 때 공작물과 연마재가 서로 상대적으로 움직이고 연마 브러시가 공작물의 표면을 연마합니다. 자기 연삭 방법은 다양한 재료, 다양한 크기 및 다양한 구조의 부품에 적합한 부품을 효율적이고 신속하게 연삭 및 디버링 할 수 있습니다. 적은 투자, 고효율, 넓은 적용 및 우수한 품질의 마무리 방법입니다.
현재 외국에서는 회전체, 평면 부품, 기어 톱니, 복잡한 프로파일 등의 내부 및 외부 표면을 연삭 및 디버링하고 전선의 산화물 스케일을 제거하고 인쇄 회로 기판을 청소할 수 있습니다.
04 열 디버링
열 디버링(Thermal Deburring, TED)은 수소와 산소 가스 또는 산소와 천연 가스의 혼합물을 폭연 후 발생하는 고온을 이용하여 버를 태워 제거하는 것입니다. 산소와 산소 또는 천연 가스와 산소를 밀폐된 용기에 통과시키고 스파크 플러그를 통해 점화하여 혼합물이 순식간에 폭연하고 다량의 열에너지를 방출하여 버를 제거하는 것입니다. 그러나 공작물이 폭파되고 연소된 후 산화된 분말이 공작물 표면에 부착되므로 청소하거나 산세척해야 합니다.
05 미라이 강력 초음파 디버링
Mirai의 강력한 초음파 디버링 기술은 최근 몇 년 동안 인기를 얻고 있는 디버링 방법입니다. 청소 효율은 일반 초음파 세척기의 10~20배입니다. 구멍이 수조에 고르게 분포되어 있어 초음파 세척을 할 필요가 없습니다. 동시에 5~15분 이내에 도징을 완료할 수 있습니다.
