절삭 가공에서 공구를 교체해야 할 시기를 놓치면 사전 준비가 부족한 상태에서 새로운 공구로 교체하기 위해 일정 시간 동안 가공을 멈춰야 한다. 올바른 공구의 선택은 가공 능률을 결정하는 중요한 요소이다. 절삭날 성능은 공구 수명 목표 안에서 최대한 발휘되도록 관리해야 한다.
공구 수명
공구 수명은 가공물 수량 혹은 가공한 총거리를 합산하여 예상할 수 있다. 고속 절삭에서는 가공 온도가 1000℃까지 도달하는데 열연화 때문에 공구 마모가 매우 빠르게 일어난다. 공구 마모는 가공 부품의 표면 품질과 치수 정밀도에 영향을 미친다. 높은 압력과 온도 아래에서 절삭으로 소재가 연속적으로 제거되면서 칩이 발생하고 이 과정에서 공구 마모가 진행된다. 공구가 파손되거나 수명이 종료, 마모되어서 교체 및 재연삭이 필요한 시점의 판정 기준은 다음과 같다.
- 가공 도중 광택이 있는 줄무늬 혹은 반점같은 것이 가공면에 생길 때
- 절삭 저항 주분력이 증가하거나 이송력, 배분력의 크기가 갑자기 변할 때
- 진동과 소음 크기 변화가 감지될 때
- 가공 치수 변화량이 일정 범위를 벗어날 때
- 공구 인선 마모가 일정량에 도달했을 때
마모의 종류
경사각의 영향을 받는 크레이터 마모(Crater wear)는 발생하는 칩에 의해 공구 절삭면이 움푹 패이는 현상이다. 고속절삭 조건에서 크레이터 마모는 절삭공구 수명을 결정짓는 주요 요인이다. 크레이터 마모가 심해지면 공구날이 약해지고 결국에는 파괴된다.
여유각의 영향을 받는 플랭크 마모(Flank wear)는 절삭날 끝부분이 가공면과 접촉해서 작아지거나 없어지는 현상이다. 즉 절삭면과의 마찰에 의한 마모이다. 마모 정도가 커지면 급격한 파손 또는 절삭날의 붕괴를 가져온다.
| 종류 | 영문 | 설명 |
|---|---|---|
| 크레이터 마모 | crater wear | 칩이 발생하는 공구 경사면이 움푹 패이는 마모 |
| 플랭크 마모 | flank wear | 공구 여유면의 마찰로 발생하는 마모 |
| 노칭 마모 | notch wear | 절삭면 경계에 생기는 국부적인 마모 |
| 치핑 | chipping | 절삭날이 미세하게 깨져 나가는 현상 |