1980년대 후반에 등장한 고속가공(HSC)은 절삭속도와 이송속도를 대폭 향상시켜 가공시간을 대폭 단축하고 가공물의 표면품질과 가공정도를 향상시킨다. 따라서 가공 절차를 줄이고 생산 공정을 단순화할 수 있으며 일부 산업의 생산 모드 전환을 촉진하여 전체 생산 기술의 발전을 효과적으로 촉진할 수 있습니다. 고속 가공은 "생산성"과 "유연성"이라는 두 가지 상반된 특성 매개변수를 통합하여 고속 머시닝 센터로 구성된 유연한 생산 시스템이 기존의 견고한 자동 라인을 대체하고 중대형 생산 모드의 전환을 촉진할 수 있습니다. 자동차 등 대량 생산 산업.
고속 가공으로 공정 대체가 가능해 생산 공정이 단순화됩니다. 금형 제조에서는 EDM 대신 고속 하드 밀링을 사용하는 것이 매우 일반적인 예입니다. 경화된 공작물을 한 번의 클램핑으로 황삭 밀링과 고속 마무리 밀링으로 완제품으로 가공할 수 있습니다. 고속 하드밀링의 적용으로 금형제작에서 cad-cam-hsc의 통합을 실현할 수 있는 여건이 조성되었습니다. 고속 하드 밀링 기술은 의심할 여지없이 금형 제조 기술에 큰 변화를 가져왔습니다.
7년 이상 고속 가공이 대두된 이후 고속 가공 기술이 널리 보급되고 적용되었습니다. 생산에서는 고속가공을 통해 기본시간을 대폭 단축하고 기본시간에 대한 보조시간의 비율도 그에 맞춰 증가한다(과거 93%:35%에서 현재 65%:50%). 알루미늄 합금 가공물의 이 비율은 50%에 도달합니다: XNUMX%). 현재의 기술 상황으로 볼 때, 고속 가공을 통해 기본 시간을 더 단축할 수 있는 가능성은 크지 않습니다.
최근에는 생산 효율성을 더욱 향상시키기 위해 단위 시간당 소재 제거량을 늘리고 보조 시간을 크게 줄이는 고효율 가공(HPC)을 사용하여 절단 공정의 기본 시간과 보조 시간을 더욱 단축합니다. .
고속 가공(HSC)과 고효율 가공(HPC)의 차이점은 절삭 속도와 이송 속도를 높이는 데만 국한되지 않고 소재 제거율의 최적화를 최우선으로 두고 가공을 더욱 줄이는 것을 목표로 한다는 점입니다. 단위 시간당 재료 제거량을 늘리고 처리 시간(기본 시간 및 보조 시간)을 줄여 비용을 절감합니다.
재료 제거율(q)은 측면 절단량(AE), 후면 절단량(AP) 및 이송 속도(VF)에 따라 달라집니다. 밀링의 경우 이송 속도(VF)는 날당 이송 속도(Fz), 커터 날 수(z) 및 밀링 커터 속도(n)에 따라 달라집니다.
단위 시간당 물질 제거량은 q = AE·AP·VF/1000 = AE·AP·FZ·Z·n/1000(cm3/min)으로 표현할 수 있다.
이 식에서 재료 제거율이 XNUMX가지 절삭 매개변수와 관련이 있음을 알 수 있습니다. 따라서 효율적인 가공에는 고속 가공이 포함될 수 있지만 반드시 포함될 필요는 없습니다. 이는 효율적인 가공과 고속 가공 사이에 명확한 경계가 없음을 의미합니다.
항공산업은 고속가공, 고효율가공이라는 신기술을 최초로 적용하는 학과입니다. 항공기의 빔, 프레임 및 대형 벽 패널과 같은 하중 지지 부품은 일체형 구조 부품을 채택하며 블랭크 재료의 75%~95%가 가공 중에 절단됩니다. 특히 절단량이 많은 경우에는 효율적인 가공을 채택하는 것이 가장 적합합니다. 독일 아우크스부르크에 위치한 Eads(유럽 항공 방위 및 우주 회사)는 1990년대에 HSC 공정을 사용하여 군용 항공기의 알루미늄 합금 일체형 부품을 가공했습니다. 주요 목적은 재료 제거율을 향상시키는 것이 아니라 생산 공정을 단순화하고 더 적은 공정으로 높은 표면 품질을 얻는 것입니다. 가공 중에는 54개의 절삭 공구가 사용되었으며, 가공을 완료하는 데 25시간이 걸렸습니다. 생산성의 잠재력을 더욱 활용하기 위해 나중에 고효율 처리로 전환하는 것은 당연했습니다. 절삭공구는 40개를 사용했고, 가공시간은 12시간에 불과해 절반 이상 단축됐다.
특히 밀링의 경우 밀링 커터로 달성할 수 있는 재료 제거율은 밀링 커터의 가공 경제성을 측정하는 중요한 지표가 되었습니다. 최근 몇 년 동안 많은 공구 제조업체에서 이송 속도가 빠른 밀링 커터를 많이 개발했습니다. 이러한 밀링 커터의 구조 형태는 다르지만 공통적인 특징 중 하나는 고속 이송에 적합한 블레이드 형상을 갖는다는 것입니다. 이 형상의 특징은 절삭날의 원호 반경이 커서 밀링 커터의 백 드래프트(AP)가 약간 제한되고, 주 편향각이 작아 밀링 커터에 작용하는 반경 방향 절삭력이 크게 감소한다는 점입니다. 이는 가공 시 날당 높은 이송을 사용하는 데 도움이 됩니다.
예를 들어, 독일의 Franken 공구 공장에서는 40crmnmos86 유리병의 블로우 몰드를 황삭 가공할 때 250개의 원형 블레이드가 있는 밀링 커터와 0.3개의 타임 컷 블레이드가 있는 고속 이송 밀링 커터의 밀링 효과를 비교했습니다. 전자의 절단 매개변수는 VC = 0.75m/min, FZ = 18mm, AP = 9mm 및 AE = 0.5mm입니다. 가공 시 냉각을 위해 차가운 압축공기가 사용되며, 가공시간은 1.0분입니다. 후자에서는 AP가 4mm로 감소한 반면 FZ는 55mm로 증가했습니다. 그 결과 처리 시간은 단 55분에 불과했다. 시간 절약은 XNUMX%에 이르렀습니다. 즉, 공작 기계의 시간당 사용이 XNUMX% 절약되었습니다.
여기에서 더 높은 절삭 매개변수를 사용하면 높은 재료 제거율을 얻을 수 있고 처리 시간이 크게 단축될 수 있음을 알 수 있습니다. 그러나 효율적인 가공은 높은 절삭 매개변수를 채택할 수 있을 뿐만 아니라 보조 시간을 크게 줄일 수 있는 다른 가공 전략을 통해 효율적인 가공을 구현할 수도 있습니다. 예를 들어, 복합 공구(예: 복합 스텝 드릴링, 나사 드릴링 및 밀링 공구, 포괄적인 처리를 위한 기타 복합 공구), 원형 피드 밀링을 위한 다기능 엔드 밀링 공구 및 기타 고급 공구를 사용하면 공구 교체 횟수를 크게 줄일 수 있으며 보조 시간을 줄여 생산 효율성을 크게 향상시킵니다.
복합 공구는 하나의 공구에 여러 가공 프로세스를 통합하고 종종 한 번의 가공 스트로크로 여러 가공 부품의 포괄적인 가공을 실현합니다. 이 공구를 사용하면 공구 교환이 필요 없을 뿐만 아니라 가공 정확도를 향상시키는 데 도움이 되며 공정 간 정확도 측정을 저장하여 생산 효율성을 크게 향상시킵니다.
다기능 엔드밀 커터를 사용해 머시닝 센터의 홀을 가공하면 공구 교환 횟수도 줄일 수 있습니다. 구멍을 밀링할 때 회전하는 밀링 커터는 Z축을 중심으로 나선형 보간 이동을 하며 필요한 크기의 구멍을 한 번의 작업 스트로크로 가공할 수 있습니다. 예를 들어 직경 285mm의 구멍을 가공하는 경우 직경 160mm의 밀링 커터는 한 번의 작업 스트로크로 가공 작업을 완료할 수 있어 기존 커터에 비해 처리 시간을 73% 단축하고 XNUMX번의 리밍 절차를 절약할 수 있습니다. 기존 프로세스.
최근에는 고효율 심공 드릴의 출현으로 심공 드릴링의 효율성이 크게 향상되었습니다. G hring l/D에서 개발한 양날 통튀김 트위스트 드릴은 내경비(l/D)가 20인 깊은 구멍에 사용되었습니다. 기존 대유량보다 10~12배의 높은 속도를 사용합니다. 습식 드릴링이 가능하며 드릴링 공정에서 칩이 필요하지 않아 가공 효율성이 크게 향상됩니다. 또한 드릴링 시 비트의 반경 방향 오프셋이 특히 작아서 더 나은 표면 품질을 얻을 수 있습니다.
생산에서는 고속 가공과 고효율 가공 공정이 널리 보급되고 적용되었습니다. 이 두 공정의 공통점은 가공 시간을 대폭 단축하고 생산 공정을 단축할 수 있다는 점이다. 다른 특징은 고속 가공이 높은 표면 품질을 얻고 공정 흐름을 단순화하기 위해 높은 절삭 속도를 채택한다는 것입니다. 따라서 고속 가공은 마무리 가공에 더 적합합니다. 고효율 가공은 주로 높은 절삭 매개변수를 채택하여 단위 시간당 높은 재료 제거율을 얻어 가공 시간을 크게 단축합니다. 높은 재료 제거율을 얻기 위한 효율적인 가공을 위해서는 거친 가공에 적합합니다. 실제 생산에서는 이 두 가지 가공 공정을 동시에 적용하여 공작물을 가공할 수 있습니다. 예를 들어, 다이를 가공할 때 황삭 밀링(높은 재료 제거율 달성)에는 고효율 가공을 사용할 수 있고 미세 밀링에는 고속 가공(더 나은 표면 품질 및 높은 가공 정확도 달성)을 사용할 수 있습니다.
현재 대중적인 고속 가공과 새로운 고효율 가공은 모두 공구 기술의 지속적인 개발 촉진, 특히 공구 재료, 블레이드 형상 및 코팅의 지속적인 개발과 최적의 조합에 기인해야 합니다. 다양한 구조의 고효율 도구의 지속적인 개발을 위한 기반입니다. 생산 사례에 따르면 가공 시간을 크게 단축하고 생산 효율성을 높이며 부품 제조 비용을 낮추려면 새로운 고속 가공과 효율적인 가공 공정을 채택하는 것이 중요합니다.