절삭가공의 기본적인 이론 (2)

 

공작물을 공구로 가공할 때 공작물에서 분리되어 생겨나는 부스러기를 칩(Chip)이라 한다. 
칩에 대해 알아보자.

 

칩 생성에 영향주는 요인

 

① 공작물의 재질
② 절삭 속도
③ 절삭 깊이
④ 공구의 형상
⑤ 칩의 변형 전 두께(공작품 표면부터 공구의 날까지)
⑥ 칩과 공구의 경사면간의 마찰 : 적절한 절삭유 주입 필요

① 유동형 칩
연한 재질을 고속으로 절삭할 때 나타나는 칩 형태로, 칩이 유동하는 것처럼 연속적으로 생성됨.

 

 

칩 형태의 분류

 

유동형 칩의 특징
- 깨끗한 가공면(절삭저항의 변동이 거의 없기 때문)
- 전단소성변형에 의한 칩의 미끄럼 발생 간격이 매우 좁음
- 칩이 공작물로부터 분리되지 않음
- 공구 경사면에서의 마모가 심함

 

<유동형 칩의 형상 및 발생 매커니즘>

 

② 전단형 칩
비교적 단단한 재질을 약간 느린 절삭속도로 절삭할 때 나타나는 칩의 형태로 일정한 간격을 두고 두께가 고르지 않은 칩들이 분리된 상태로 생성됨.

 

<전단형 칩의 형상 및 발생 매커니즘>

 

전단형 칩의 발생 매커니즘

절삭이 진행 → 전단각 감소 → 전단 스트레인 증가 → AB면에서 주기적인 전단 파괴 → 공작물로부터 분리

③ 균열형 칩
백주철과 같이 취성이 큰 재질을 절삭할 때 나타나는 칩 형태로, 절삭력을 가해도 거의 변형을 하지 않다가 임계압력 이상될 때 순간적으로 균열이 발생되면서 생성됨.

 

균열형 칩의 특징
- 절삭저항의 변동이 매우 심함.(공구 진행에 따라 단속적으로 절삭진행)
- 균열파괴에 의해 절삭면이 얻어지므로 깨끗한 마무리면을 얻을 수 없음.
- 균열형 칩은 공구경사면을 미끄러지는 마찰력이 적음.
- 공구선단에서 심한 마모가 발생

 

 

 <균열형 칩의 형상 및 발생 매커니즘>

 

④ 열단형 칩
매우 연한 재질을 절삭할 때 나타나는 칩 형태로 공구가 진행함에 따라 진행선의 아래쪽 방향으로 찢어짐(Tear)이 일어나 마무리면에 뜯어낸 자리가 남는 칩 형태.

 

 <균열형 칩의 형상 및 발생 매커니즘>

 

글 _ 윤인준 영진전문대학교 교수