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다양한 피삭재, 다양한 트러블, 그리고 딱맞는 해결책

입력 : 2018.08.09 16:08

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[첨단 헬로티]


절삭 가공을 하면 여러 트러블이 발생한다. 여유면(플랭크) 마모, 경사(크레이터) 마모, 선단 마모, 치핑, 결손, 박리, 균열 등이 주로 일어나는 트러블이다. 이 트러블에 따라 나름의 해결책이 제시되기는 하지만 어떤 피삭재를 가공하는가에 따라 달라지기 때문에 참조 정도만 해두는 것이 적당하다.


결국 실제 가공할 때 발생한 트러블에 따라 어떤 해결책을 마련했는지가 가장 근본적인 해결책이다. 이번 호에는 다양한 피삭재 가공에 따른 트러블 대책을 살펴본다. 이 대책은 실제 가공을 통해 얻어졌다.



내열강 절삭에 딱맞는 K20 재종


항공 부품 등에 사용되는 내열강은 절삭 가공을 하기 어려운 재료 중의 하나다. 가공 중에는 절삭열에 의해 피삭재 표면에 경화층이 생긴다. 또 다른 재료에서는 별로 볼 수 없는 배분력의 증가, 칩에 의한 절삭날의 손상 등이 발생한다. 이는 공구 재종 자체의 특성이 문제되는 가공이라 할 수 있다.


그래서 이 종류의 재료를 가공할 때는 강인한 칩에 대응할 수 있는 강한 절삭날, 원활한 칩 처리, 즉 질기면서 단단한 절삭날로 컬(curl) 모양의 처리하기 쉬운 칩이 나올 수 있는 공구 형상을 선택해야 한다.


가공 중의 발열을 최소화 하려면 수용성 절삭유를 충분히 공급하고 경사각을 크게 하여 칩이 원활하게 배출될 수 있도록 해야 한다.


물론 절삭 속도는 40~50m/min 이하로 설정해 압착물에 의한 절삭날 결손이 일어나지 않도록 한다. 이러한 조건을 충족시키는 것으로 WC-Co계 합금이 있다. W를 80~90% 포함하고, 경도 90HRA 이상, 항절력 140~150kgf/㎠를 충족시키는 것으로서 K20 재종 또는 이에 준하는 재종이다.


다만 이 재종은 P종이나 M종과 같이 Ti나 Ta 등을 많이 포함하고 있지 않기 때문에 화학적, 열적 반응에 의한 면 마모나 용착에 강하지 않다. 따라서 이들을 커버하기 위해 절삭 조건을 낮게 억제해야 하며, 절삭 속도를 40~50m/min 이하로 해야 한다.


그러나 이 절삭 속도로도 가공 표면의 경화층을 완전히 없앨 수는 없다. 기계 부품으로서 사용되는 최소한의 표면층 변화는 어쩔 수 없다 해도 그에 동반해 발생하는 가공 작용점에서의 절삭날 경사면, 여유면과의 접촉에 의한 배분력의 증가는 절삭날의 결손으로 연결된다. 때문에 공구 재종 그 자체가 강인하고 내마모성이 풍부해야 한다.


<예1>은 대표적인 내열강 인코넬의 절삭이다. 공구 재종은 K20, 경사각은 20~25°로 크고 또한 브레이커는 폭 넓게 잡았다. 칩을 잘게 잘라 처리하려는 외부에서의 에너지 증가에 의한 피삭재나 칩의 경화를 방지하기 위해 보다 낮은 절삭열로 가공할 수 있도록 한 것이다. 


▲ 예 1) 인코넬718의 선삭 가공


그러나 칩이 똑바로 나오게 되면 피삭재나 공구에 감겨 얽히게 되므로 칩이 코일처럼 감겨 나오도록 설계되고 있다. 또 기계적 마모에 강하고 인성이 높은 WC-Co계 합금을 선정하여 가공 중의 결손이나 급격한 마모에 견딜 수 있도록 하고 있다. 하지만 경사면 마모나 용착을 완전히 방지할 수 없기 때문에 이들에 의한 절삭날의 결손이 발생하기 전에 공구를 교환해야 한다.


이 예에서는 20분 정도가 표준이다. 이러한 아이디어는 Ti 합금을 가공하는 경우나 스테인리스강을 절삭하는 경우에도 응용할 수 있다. 또한 스테인리스강의 경우는 K20보다 Ti 코팅 재종 쪽이 좋은 결과를 얻을 수 있는데, 이유는 내경사면 마모성이 향상되기 때문이다.


연강 절삭에 딱맞는 서멧


NC 선반으로 SS400(SS275)재 등의 기계 부품을 가공하는 일이 흔히 있다. 이 경우 수용성 절삭유를 충분히 공급하고 공장 전체의 생산 공정에 따라 절삭 속도는 150~250m/min에 맞추고, Al2O3 계나 Ti계 등의 코팅 재종을 사용하는 것이 보통이다.


작업이 안정되어 있는 상태라면 크게 문제될 것이 없지만 경우에 따라서는 문제가 발생된다. 문제되는 현상은 절삭날 경사면에 생기는 압착물이다. 저탄소강 재료가 수용성 절삭유라는 조건 하에서 절삭유가 날부와 칩 작용점을 냉각시켜 그에 의해 칩과 절삭날 접촉부 사이에 화학적·물리적 반응이 발생되는데, 이 때 압착물이 생기는 것이다.


이 압착물은 시간과 함께 성장하여 특정 크기에 이르면 칩과 함께 절삭날 경사면에서 제거된다. 이 때 절삭날의 일부가 벗겨져 떨어지기도 하고, 코팅막이나 모재의 일부가 제거되는 박리 결손이 일어난다.


해결책은 절삭유를 사용하지 않거나 절삭 속도를 감소시키는 것 등이다. 절삭유를 사용해야 하는 경우라면 극압 첨가제가 포함된 것을 사용하는 것이 좋다. 하지만 이보다는 별도의 공구 재종, 즉 화학적·물리적으로 안정되고 다른 금속과 잘 반응하지 않는 서멧 재종을 선정하는 것이 더 효과적이다.


물론 수용성 절삭유를 사용하고 있기 때문에 가공 중 절삭날 부분의 열균열에 대해서도 충분히 고려한 서멧이 적당하며 TiC계보다는 TiN계가 바람직하다. 이 예에서는 TiN계 서멧(N308)을 사용하고 있다.


<예2>의 공구 수명 판정 기준은 ‘다듬질면 거칠기’와 ‘버의 양’인데 절삭날 박리 결손 후의 절삭날 치핑이 주 원인이 되고 있다.


▲ 예 2) 서멧에 의한 연경의 선삭


이 예에서는 특별히 칩 처리가 문제되는 것은 아니지만 가공에 따라 절삭 초기의 절삭열이 높아지고 그 후의 단속 절삭으로 절삭날이 심하게 두드려지는 상태이기 때문에 압착물이 있는 경우에는 박리 결손이 일어나기 쉽다.


<예3>은 단면 가공이다. 특히 피삭재의 형상이 이형이고 가공 부분이 작다는 점에서 절삭 속도 그 자체를 높게 잡을 수 없는 예이다. 이 경우에는 가급적 저속도역에서 가공해야 하지만 가공 변형이나 요구되는 다듬질면 거칠기 등 때문에 뜻대로 되지는 않는다.


▲ 예 3) 서멧에 의한 연경의 단면 선삭


서멧은 이러한 경우에도 효과적이다. 이 예는 단면 가공이므로 가공 다듬질면에서 절삭 속도가 변화한다. 또 면 거칠기나 버에 영향을 주므로 공구 재종의 화학적 반응에 의한 영향을 고려하면 TiC 코팅보다 TiN 서멧이 바람직하다.



중단속 절삭에 적합한 M40종


재표 표면에 가공 변형을 남기고 싶지 않을 때나 철도 레일과 같은 이형 장척물의 강인한 재료를 가공하는 데는 셰이퍼나 플레이너가 흔히 사용된다. 이 가공은 보통 저속이면서 단속 절삭이라는 점에서 고속도강 바이트가 사용된다. 


하지만 고속도강은 재료 자체의 경도가 공구 재료와 같은 경도라는 점 때문에 공구 교환을 자주해야 한다는 단점이 있다. 그래서 고속도강 대신 초경 재종을 사용한다. 초경은 단단하고 메지는 성질이 있지만 이 경도를 이용하면 질긴 피삭재를 절삭할 수 있다.


가공할 때는 절삭날에 미치는 열적·화학적인 영향을 최소한으로 억제하고 기계적·물리적 특성을 최대한으로 이용하는 방법을 택한다. 즉, 상온에서 항절력이 500~600kgf/㎟이고, 200~300℃ 온도에서도 변화가 적으며, 강의 5~10배의 강도를 가지고 있다는 특성을 이용하면 충분히 공구 역할을 할 수 있다.


절삭날부에는 절삭력을 압축력으로 전환시키기 위해 네거티브 랜드를 만든다. 동시에 절삭 단면에서 생기는 절삭 저항력을 보다 넓은 절삭날부에서 받도록 측면 절삭날의 각을 크게 잡아 칩의 흐름을 용이하게 한다.


<예4>는 M40종을 이용한 것이지만 초미립자 재종(WC-Co계 초미립자 초경 합금)으로도 가능하다. 


▲ 예 4) 고망간강의 플레이너 가공


이 예는 고망간강을 플레이너로 평삭한 것인데, 절삭 속도를 30m/min으로 한 것은 초경 합금으로서 가능한 속도이기 때문이다. 절삭 깊이를 25㎜로 한 이유는 이 팁이 단책형으로, 절삭날 길이 50㎜, 측면 절삭날각 25°를 채택하고 있어서다. 특히 2단 경사각이므로 절삭 저항은 고속도강 재종에 비해 20% 정도만 증가하며 지그나 공구의 강성도 그다지 영향을 주지 않는다.


한편 절삭을 하지 않는 귀환 공정 공구의 릴리프 준비는 초경 공구에서 중요하다. 특히 이러한 중(重) 단속 절삭이면서 칩의 압착, 용착 등이 예상되는 경우에는 귀환 공정에서 피삭재와의 접촉으로 날 뒷면으로부터 충격을 받아 절삭날이 결손될 수도 있으므로 주의해야 한다. 절삭유는 가공면에 도포하기만 해도 효과가 크다.


<예4>는 공구 재종을 변경하는 것만 아니라 공구 형상, 가공 조건, 절삭유를 포함한 절삭의 5요소(기계, 피삭재, 공구, 절삭 조건, 절삭유)에 모두 대응한 것이다.


담금질재 절삭에는 CBN 재종이 적합


일반적으로 기계 부품이나 마찰로 변형되기 쉬운 재료는 열처리 과정을 거쳐 기계 강도를 높이거나 표면 경도를 올린다. 즉, 가공 재료(피삭재)를 가공하기 쉬운 상태로 재질을 조절하여 원하는 모양으로 만든 후 다시 열처리하여 최종적인 재료 강도로 다듬질하는 것이다.


만약 피삭재를 사전에 열처리하고 원하는 강도, 경도를 얻어 그 후 가공하면 공정 단축이나 비용 절감에 큰 도움이 된다. 이를 ‘하드 절삭’이라고 한다. 여기에 적절한 재료는 프리하든강이나 철계 소결 재료 등이다.


이 재료를 가공하기 위해서는 공구 재종을 변경하는 것만으로는 대응할 수 없다. 다시 말해 가공하기 쉬운 상태(소프트 절삭)에서는 기계 강성, 공구 강성, 지그 강성 등을 특별히 고려하지 않더라도 정밀도나 품질을 유지할 수 있었지만 열처리 후의 재료를 가공할 때는 기계와 공구의 강성, 가공 방법 등을 충분히 고려해야 한다.


예를 들면, 기계 구조 상의 강성은 물론 접동부, 회전부의 강성과 정밀도를 향상시켜야 한다. 또한 절삭 저항도 기존보다 4배 이상의 힘이 작용한다는 점도 고려해야 할 부분이다. 이러한 요소들을 고려했을 때 하드 절삭용 재종으로서 다결정 소결체인 CBN을 효과적으로 이용할 수 있다.


CBN은 경도 3,000HV, 초경 합금의 약 1.5배이다. 더욱이 600℃에서도 초경 합금과 같은 경도가 유지되므로 담금질 후의 재료를 가공하기에는 좋은 상태이다. 또한 절삭 속도는 100~150m/min 정도이므로 정밀 주조, 정밀 단조가 가능한 재료(기어재, 축재 등)에는 능률 향상이나 비용 절감 등에 효과적이다. <예5>의 기어 블랭크 단면, <예6>의 변속 기어축 가공은 가장 대표적인 응용 예이다.


▲ 예 5) 기어 블랭크의 단면 홈 넣기


▲ 예 6) 변속 기어축 선삭 가공


만약 이 재료를 초경 합금으로 가공할 경우 K01 재종이 적용되지만 절삭 속도는 15~5m/min에 불과하다. 그리고 열균열이 일어나기 때문에 냉각용 공기를 이용하여 온도 상승이나 칩이 물리는 것을 방지하는 정도 밖에 할 수 없다. 또 사용 시간은 몇 분 정도에 불과하고 마모나 치핑, 소성 변형에 의한 치수 변화가 심하다.


반면, CBN의 경우 절삭 속도는 100m/min이고 수용성 절삭유를 사용할 수 있어 가공 능률 향상과 비용 절감 효과를 얻을 수 있다.


알루미늄 주물·주철 복합재에 적합한 CBN


복합재 가공은 금속과 비금속처럼 서로 다른 재질의 재료를 혼합해 가공하는 것을 말한다.


접동성이 높은 수지를 표면에 바른 공작기계의 접동면이나 경량이면서 인성이 풍부하고 특수 액제로 내화성을 향상시킨 합판 등의 복합재는 구조 재료 특징의 하나에 속한다. 하지만 이 재료를 절삭 가공 또는 소성 가공 측면에서 본다면 난삭재이다.


<예7>은 알루미늄 합금 주물의 중앙부에 고온 성능이나 내마모성, 내압성을 높이기 위해 고급 주철 실린더를 조합한 엔진 밀링이다.


▲ 예 7) 알루미늄 주물과 주철 복합재의 정면 밀링


기존에는 외부 프레임 부분의 알루미늄 주물을 먼저 가공하고 그 다음에 주철 실린더를 넣어 최종적으로 드라이브 핏 스트레인이나 변형을 제거하는 수정 가공을 하는 정도였다. 때문에 한 공구(여기에서는 다이아몬드 공구)로 1개월 정도 가공할 수 있었다.


하지만 작업 효율성을 향상시키기 위해 알루미늄을 주입하는 단계에서 고급 주철 실린더를 조합한다. <예7>과 같이 복합재인 경우에는 가공 중 코바 결손이나 날끝 치핑이 공구 수명이나 가공 정밀도의 열화를 초래하여 공구 교화 시간도 기존보다 1/10~1/20으로 짧아진다.


특히 알루미늄 가공인 경우, 절삭에 의해 발생하는 절삭날 면의 퇴적물이 주철을 절삭할 때 떨어지면서 예리한 날 모서리에 손상을 주기도 한다. 또 다이아몬드 공구는 주철 속에서 탄소와 화학 반응을 일으키면서 마모되는 문제가 있다.


CBN은 고속의 주철 가공에 효과가 있다. 이 가공에서는 열적, 화학적 마모가 발생하지 않기 때문에 절삭날 치핑 문제만 해결하면 CBN을 사용할 수 있다. 해결 방법은 2단 경사각 채택이다. 실제 날 당 이송의 80%를 기준으로 30°×0.08㎜의 네거티브 랜드를 만들어 시험 절삭을 해 본 결과 절삭날 치핑은 없어지게 되었고 주철 측의 코바 결손도 안정되어 알루미늄 압착물에 의한 다듬질면의 열화나 절삭날의 치핑도 수습되었다. 또 재연삭도 용이하게 되었다. 공구 교환 주기는 15~20일로 기존 알루미늄 주물 가공의 수명 수준에는 미치지 못하지만 크게 개선된 것은 사실이다.


이 예에서 알 수 있듯이 복합재 가공의 공구 재종 선정은 공구 손상 그 자체를 기계적 손상과 물리적, 화학적 손상으로 구분한 다음 기계적 손상은 공구 형상(호닝도 포함)에 따라 해결하고 물리적, 화학적 손상은 특별히 크게 영향을 주는 피삭재에 초점을 두서 개선하는 것이 효과적이다.



냉간 단조강의 단속 절삭


일반적으로 냉간 단조 재료의 대부분은 날끝 선단 부분이 결손되는 경우가 많다. 이유는 소재 표면의 경화로 날끝의 경계 마모가 발생하기 때문이다.


<예8>과 같이 탄소량이 적은 전연성 재료는 냉간 단조법으로 본 바탕의 형상이 만들어지고 있어 약간의 절삭 여유로 다듬질 가공을 할 수 있다는 것이 특징이다.


▲ 예 8) 냉간 단조강의 단속 보링 가공


한편 소재의 표면이 단조 과정에서 미세화되어 압연되기 때문에 표면층은 약간 경화되는 일이 많다. 특히 <예8>과 같은 단속 절삭인 경우에는 저탄소강 특유의 물리적, 화학적 현상으로 절삭날 경사면 상의 압착, 용착에 의한 박리 결손이 많이 일어난다. TiN계 코팅 재종이 흔히 사용되는 이유다. TiN계 코팅 재종은 탄소와 반응할 때 코팅층의 박리 현상이 잘 일어나지 않는다. 


가공할 때는 모재 내부의 잔류 응력을 제거해 보다 안정된 모재 상태를 만드는 것이 중요하다. 이러한 모재 상태에서는 가공 중 심한 충격이 발생해도 모재가 파괴되지 않는다. 또한 경화된 재료 표면에 따라 날끝 가까이에서 이상한 경계 마모를 일으키기 때문에 절삭날 모서리를 보호할 필요가 있다. 이것은 호닝으로 대응하는데, R을 부여한 호닝(환 호닝)으로 할 것인지, 각도 호닝(챔퍼 호닝)으로 할 것인지는 모재의 인성에 의해 결정되고 또 호닝량에 따라서도 결정된다.


<예8>과 같이 표면만이 경화되고 내부로 들어감에 따라 부드러워지는 경우에는 각도 호닝이 적합한 경우가 많으며 코너 R부가 균일할 호닝은 버의 발생 방지에도 효과가 있다.


공구, 날 공구가 다 준비되었으면 다음에는 가공 조건을 설정해야 한다. 이 경우에는 가능한 한 고속 절삭을 선택하는 것이 피삭재 면에 있어서도 좋다. 하지만 심한 단속 절삭이기 때문에 어느 정도 속도가 되면 그쳐야 한다.


<예8>의 속도는 180/min인데, 수용성 절삭유(에멀션 타입 30배 희석)를 사용하고 있어 피삭재의 냉각이 충분히 가능하다. 결론적으로 공구 재종의 균열이 일어나지 않는 최적 속도라는 것이다.


절삭량은 가능한 한 깊은 절삭으로 하고 다듬질 절삭은 0.5㎜ 정도의 절삭 여유로 가공하기 때문에 큰 문제는 없다.

 

버의 발생은 절삭 종료 시 절삭날을 얼마나 잘 빼내는가에 영향을 받으므로, 길이 절삭 방향에 대해서 어프로치 각(측면 절삭날 각)이 작용해서는 안 된다. 또 서서히 절삭날이 빠져나가듯이 피삭재 측이 모떼기되어 있거나 공구 절삭날의 측면 절삭날 각이 45°인 코너R이 커야 한다.


건 드릴 팁에는 K20계 재종이 ‘딱’


깊은 구멍 드릴 가공의 경우, 보통은 길이가 긴 트위스트 드릴이나 드릴 헤드 등을 사용한다. (ø20㎜ 이하에서는 트위스트 드릴 또는 건 드릴을 사용한다.) 트위스트 드릴은 가장 손쉽게 사용할 수 있지만 가공 능률 면에서는 건 드릴이 유리하다.


건 드릴을 사용하는 경우, 칩의 배출이나 윤활, 냉각 등을 고려한 고압 절삭유가 필요하다. <예9>는 범용 선반에 지그를 설치하고 왕복대 위에 드릴을 놓은 다음 절삭유를 공급하는 고정대를 설치한 모습니다. 이 설치대는 기어축의 기름 구멍 가공이나 로트재 단조 전의 물 구멍 가공 등 길이가 긴 봉강재의 구멍 가공에 이용하고 있다.


▲ 예 9) 건 드릴에 의한 깊은 구멍 가공


건 드릴인 경우에는 트위스트 드릴과는 달리 회전 중심에서 외주측 지름비 1/4 ~ 1/6의 위치에 날형 선단이 있다. 트리패닝 절삭의 원리에 의해 구성돼 있는 것이다.


일반적으로 드릴 가공의 회전 중심부 절삭 속도는 0으로, 절삭이라기보다는 눌러 부수는 작용에 더 가깝다. 따라서 그 효과를 최대한 발휘시키기 위한 몇 가지 드릴 선단 모양이 있는데, 예를 들면 치즐 포인트 S형, X형 등이다.


가공 현장에서 흔히 볼 수 있는 초경 납땜 드릴에는 중심부가 없거나 좌우 절삭날이 중심부로 향해 있는데, 이것은 속도 0에 대한 대책이다.


한편 회전 중심부가 두꺼워 강성이 좋고, 드릴 선단부가 안정된 절삭역에 위치하도록 설계된 것이 건 드릴이다. 건 드릴은 트리패닝 가공 원리를 따른다. 절삭 속도 0인 부분은 절삭날보다는 전단날 역할을 한다. 대신 절삭은 오로지 외주날이 한다.


구멍 가공의 핵심은 칩의 배출이다. 보통은 드릴 절삭날 상면에 홈을 만들어 칩을 마름모꼴로 균일하게 절단하고 그것을 고압의 절삭유가 배출하는 방식을 취한다.


다음은 건 드릴에 적용하는 공구 재종 부분이다. 알루미늄 전용 건 드릴의 절삭날 외주부에는 다이아몬드·컴팩스를 사용하고, 주철 전용에는 CBN을 사용한다. 하지만 대부분은 WC-Co계가 주로 사용된다. 이 재종이 우려해야 할 부분은 물리적, 기계적 마모(박리 결손이나 긁힘 마모)에 주의해야 한다. 특히 절삭 속도를 보면 가장 바깥쪽은 고속이라 해도 중심으로 갈수록 속도가 떨어지기 때문에 고속 대응 재종보다 물리적, 기계적 마모에 강한 재종을 선택해야 한다. 반면 열적, 화학적 마모(열균열이나 크레이터)는 절삭유가 냉각과 윤활을 담당하기 때문에 크게 걱정하지 않아도 된다.


따라서 가장 적합한 재종은 K20계(W 함유량 85~89%, 경도 89HRA, 항절력 150~140kgf/㎟)이다. 이와 같이 살펴보면 절삭 상황에서 마모의 대부분은 경사면 마모보다도 여유면 마모, 코너부의 열적·기계적 마찰 마모가 많다는 것을 알 수 있다. 균열이나 박리 결손, 이상 마모는 적기 때문에 M계, P계 재종보다 K종이 유리하다.


초미립자 초경 엔드밀로 홈 가공을 하면...


드릴, 엔드밀 가공에는 초경 재종이 일반적이다. 특히 엔드밀의 경우 긴 수명, 가공 품질 향상 측면에서 초경 재종이 높은 효과를 올리고 있다.


에드밀 가공의 최대 특징은 홈 가공과 같이 절삭 초기와 절삭 말기의 칩 두께가 0으로 되는 작업이 있다는 점이다. 이것은 기계적 탄성 한계까지 절삭날이 피삭재에 파고들지 않는, 즉 절삭날이 미끄러지고 있는 상태라고 할 수 있다.


이 상태에서는 피삭재 측, 즉 절삭날 2번 측에서 날 뒤쪽으로 향해 강한 힘이 작용하는데, 이 때 절삭날이 박리 결손되는 경우가 종종 발생한다. 또 기계적 마모와 발열에 의해 절삭날 모서리를 열화한다. 때문에 에지·치핑(날의 이가 빠짐)이 발생하기 쉽다. 

 

그런 이유로 절삭날이 예리한 고속도강 공구는 초경보다 유리했고, 따라서 과거에는 엔드밀에 고속도강을 많이 사용했다. 하지만 초미립자 초경 합금이 나온 후부터는 고속도강의 특징이었던 절삭날의 예리함을 확보할 수 있게 되었다. 또 인성에 관해서도 항절력이 300~400kgf/㎟로 기존의 초경 합금에 비해 2.5배나 높다.


또한 합금 조성의 파괴에 직접 결부되는 내부 결함을 HIP(정수압 프레스법) 등의 후처리로 제거 또는 억제함으로써 강도가 높은 초경 합금을 만들 수 있게 된 점도 드릴이나 엔드밀로 응용이 진행된 이유다.


<예10>은 고속도강 엔드밀로 가공했던 금형의 U홈 가공을 고갇오 초경 엔드밀로 바꾼 예이다. 가공 후 버의 발생 상태나 공구 수명, 가공 정밀도 등에서 고속도강보다 좋은 결과가 나왔다.


▲ 예 10) 다이스강의 초미립자 초경 엔드밀 가공


단, 정지 가공이기 때문에 칩의 감김이 절삭날의 결손으로 연결된다. 따라서 절삭유를 충분히 공급하여 칩의 제거와 윤활, 냉각성을 높여야 한다. 가공 조건은 고속도강 엔드밀과 같지만 이송량을 더욱 크게 할 수 있다.


<예11>은 기계 부품의 홈 가공이다. 같은 정지 홈 가공이지만 압입 가공 후에 키 홈을 엔드밀로 가공하는 점에서 차이가 있다.


▲ 예 11) 연강의 초미립자 초경 엔드밀 가공


고속도강 엔드밀에서는 절삭 속도 20m/min 이하에서만 가공해야 했지만 내열성이 높은 초경 합금 재종에서는 절삭 속도 32m/min까지 높일 수 있다. 공구 수명도 5.4m로 고속도강에 비해 180%나 높다.


<예12>는 K20계 초경 재종과 비교한 것이다. 기존 초경 재종의 경우 절삭날 선단부의 손상(치핑)에 의해 버가 발생하여 다듬질면에 안 좋은 영향을 미친다. 공구 수명도 상대적으로 짧다. 


▲ 예 12) 공구강의 초미립자 초경 엔드밀 가공


원문 | 도서출판 성안당 [공구 재종의 선택법·사용법]


<본 기사는 [머신앤툴 2018년 8월호에 게재되었습니다.>

/조상록 기자(mandt@hellot.net)

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