고온절삭과 저온절삭

1. 개요 

   일감은 고온 및 저온에서의 특성이 틀리며 공구도 온도에 따른 영향을 받는다. 절삭시 공작물을 200~800'c 가열하여 연화시켜 절삭하기 쉬운 상태로 하여 절삭능률을 향상시키는 방법을 고온절삭이라 한다. 또한 0'c 이하에서 공작물의 피삭성이 향상되고 공구의 마멸이 적게 되는 효과를 이용한 절삭법을 저온절삭이라 한다.

 

 (1) 고온절삭

   ① 장점 : 절삭저항이 감소(피삭성 향상), 구성인선의 미발생으로 다듬질면이 매끈하게 된다. 소비동력이 감소된다. 공구수명이 향상된다. 가공변질층의 두께가 얇아진다.

   ② 단점 : 공작물의 열팽창으로 제품의 치수정밀도가 저하된다. 가열장치에 경비가 소요된다. 작업이 일반적으로 힘들다.

 

 ※ 가열방법

   ① 전체가열법 : 노 중에서 가열하고 꺼낸후 공작기계에 장착하여 절삭하는 방식이며 절삭이 빨라야 하고 냉각이 빠른 소형부품은 적용하기 어렵다

   ② 국부가열법

       - 가스가열법 : 산소-아세틸렌가스에 의해 절삭부분을 국부적으로 가열하는 것으로 토치를 공구대에 장착한다. 절삭부위에 집중해서 가열하는 것이 곤란하고 재료의 내부까지 가열되나 간단한 설비와 손쉬운 가열방식으로 가장 경제적이다.

       - 고주파 가열법 : 고주파 유도전기코일을 공구대의 공구 바로 앞에 장착하여 고주파 전류로 가열하는 방법으로 공작물의 온도는 절삭온도, 이송속도, 전류, 주파수, 코일형상, 공작물의 크기 등에 의해 영향을 받는다. 편리한 방법이나 설비비가 고가이고 열효율이 나쁘다.

       - 아크 가열법 : 공구대에 탄소전극을 장착하여 공작물 간에 아크를 발생시켜 절삭부를 가열하는 방식으로 공작물 표피의 절삭부위에만 집중할 수 있고 열효율이 높으므로 우수한 방법이다.

       - 통전 가열법 : 공구, 공작물간에 저전압 대전류를 통하여 절삭부위에서의 저항에 의한 발열을 이용하여 가열하는 방법으로 제어나 조작이 용이하고 실용성이 높으나 세라믹 공구와 같은 부도체의 공구에는 적용할 수 없다.

 

  ※ 고온 절삭 시의 문제점과 대책

   - 열팽창 : 척의 마모가 초래되므로 센터작업을 한다. 심압대는 축방향 팽창을 흡수하기 위해 스프링을 삽입한다. 공작기계, 공구의 열영향을 방지하기 위해 수랭한다. 

   - 칩처리 : 회전커터 이용, 절삭조건의 적절한 선택

   - 공구의 마모 : 고온경도가 큰 공구선택, 경사각이 (-)인 공구 사용, 회전커터 이용

 

 (2) 저온절삭

   ① 절삭작용 : 저온 취성을 나타내는 탄소강 등에서 다듬질면의 향상, 절삭저항의 감소, 공구수명의 향상이 기대되나 저온 취성이 없는 스테인리스강, 알루미늄 등에서는 효과가 적다.

   ② 냉각방법 

     - 저온의 절삭제(냉각 알코올, 액체 탄산가스)를 분사하는 방법

     - 공작물을 저온조에서 냉각 후 꺼내어 절삭하는 방법

     - 공구 내부에 냉매를 흘리는 방법