금속 절삭 기술 및 공구 개발 현황

금속 절삭 기술 및 공구 개발 현황

20세기 중반 이후로 마이크로일렉트로닉스, 정보기술, 재료과학 등 과학기술의 비약적인 발전과 공학발전의 가속화로 인해 제조 및 제조기술의 급속한 발전이 촉진되었다. 20세기 말까지 놀라운 결과를 얻었습니다. 이러한 진전은 세계 경제 발전에 상당한 기여를 했으며 세계 경제의 엔진으로 칭송받고 있습니다.

이 역사를 요약하고 인간 사회, 경제 및 문명의 발전을 검토하면서 정부는 제조의 중요성에 대한 새로운 이해를 갖게 되었습니다. 첨단 기술 및 신흥 산업이 경제를 크게 촉진하는 오늘날에도 제조는 여전히 국가 경제입니다. 그리고 종합적인 힘의 기초. 제조업의 발전을 주목하고 가속화하는 것은 세계에서 강대국이 되었고 특히 중국과 같은 개발도상국은 제조업과 제조업 기술의 발전에 희소한 기회와 새로운 도전을 가져다주었다.

이 기간 동안 제조 기술의 기본 기술인 금속 절단 기술도 빠르게 발전하여 고속 절단의 발달, 새로운 절단 공정 및 가공 방법의 개발을 특징으로 하는 새로운 발전 단계에 진입했습니다. , 그리고 완전한 처리 기술의 제공. 이것은 CNC 공작 기계, 제어 시스템, 도구 재료, 코팅 기술, 도구 구조 및 기타 기술의 포괄적인 발전을 포함하여 제조 기술의 포괄적인 발전 및 혁신을 기반으로 합니다. 회사가 생산 한 포괄적 인 효과는 절단 기술의 전반적인 발전을 촉진했습니다. 전체 수준을 새로운 수준으로 끌어 올립니다. 이 높이의 주요 특징 및 기술적 특징은 높은 절단 속도(표 1)로 절단 프로세스를 고속 절단의 새로운 단계로 표시합니다.

지금까지 고속 절단은 첨단 제조 기술의 중요한 부분이자 중요한 상징이 되었으며 제조 산업, 자동차 산업, 항공 우주 산업, 금형 산업 및 기타 주요 산업 분야의 핵심 기술이 되었습니다. 선진국에서는 고속 절단이 실용적인 신기술이 되었습니다. 고속 절단 신기술의 적극적인 개발과 적용은 기업이 가공 효율성과 제품 품질을 개선하고 제조 비용을 절감하며 리드 타임을 단축하고 경쟁력을 향상시키는 중요한 수단이 되었습니다. 상당한 기술 및 경제적 이점. 따라서 고속 절단 기술로 대표되는 첨단 절단 기술의 개발 및 적용을 가속화하는 것은 여러 국가의 제조 및 제조 기술의 다양한 분야에서 합의가 되었습니다.

절삭 기술 및 공구 개발 현황

첫째, 고속 절단 등의 신기술을 만들어 가공 효율을 높였습니다.

고속 절단은 새로운 절단 공정으로 독특한 이점을 제공합니다. 우선 절단 효율이 크게 향상되었습니다. 자동차 엔진의 5피스 가공을 예로 들면 알루미늄 합금 실린더 헤드 가공용 PCD 페이스 밀링 커터와 같이 지난 10여 년 동안 생산 효율이 약 1~2배 향상되었습니다. 밀링 속도는 4021m/min, 이송 속도는 5670mm/min으로 1990년대 초 중국에 도입된 생산 라인에 비해 2배 이상 빨라졌다. 예를 들어 회주철 실린더 정삭용 CBN 평면 밀링 커터는 밀링 속도가 2000m/분으로 기존 초경 평면 밀링 커터보다 10배 더 우수합니다. 둘째, 고속 절단도제품 품질 향상, 제조 비용 절감, 리드 타임 단축에 유리합니다. 또한 고속절단기술을 바탕으로 건식절단(준건식절단, 미세윤활절단), 경절삭(차연삭, 밀링, 연삭) 등의 신기술을 개발하여 처리 효율성뿐만 아니라 전통을 바꿉니다. 다양한 절단 작업의 경계, 절단 제조 "녹색 제조"의 새로운 시대 창출. 경질 절단 기술은 자동차 기어의 내부 구멍 가공 및 경화된 금형 가공을 위한 고효율 새로운 공정이 되었습니다. 그림 1은 65HRC 가공용 금형을 보여줍니다.

동시에, 고속 절삭 기술의 엄청난 발전 잠재력을 반영하여 다양한 가공 요구 사항에 따라 고효율 가공 공정 또는 고이송의 생산성이 높은 가공 공정(HPM, HSM)이 등장했습니다.

둘째, 초경합금 재료를 기반으로 한 다양한 도구 재료의 성능이 종합적으로 향상되었습니다.

초경합금의 성능이 지속적으로 향상되고 적용면이 확대되어 절삭의 주요 공구 재료가되어 절삭 효율 향상을 촉진하는 데 중요한 역할을합니다. 첫 번째는 초경합금 재료의 강도와 인성을 크게 향상시키는 세립, 초세립 경질 합금 재료의 개발입니다. 그것으로 만든 전체 경질 합금 도구, 특히 범용 대형 및 중형 드릴 비트. 엔드밀 및 탭과 같은 공구는 절삭 속도와 가공 효율성을 몇 배 증가시키는 기존의 고속 강철 공구를 대체하는 데 사용됩니다. 면이 많은 만능공구를 고속절삭의 영역으로 끌어들여 절삭가공을 전면에 내세우고 있다. 고속 절단 단계의 절반이 놓였습니다. 현재 전체 솔리드 초경 공구는 국내외 공구 회사의 일상적인 제품이되었으며 전체 절삭 가공 수준이 향상됨에 따라 점점 더 널리 사용될 것입니다. 현재 국내 호남 다이아몬드 카바이드 공구 유한 회사, 상하이 공구 공장 유한 회사, 사평 Xinggong 절삭 공구 유한 회사 및 기타 기업은 솔리드 초경 엔드 밀, 탭, 드릴 및 기타 제품을 생산할 수 있습니다. 그림 2와 같이 후난. Diamond Carbide에서 생산하는 솔리드 카바이드 공구. 그뿐만 아니라 솔리드 카바이드는 일부 복잡한 성형 공구에도 사용됩니다. 둘째, 초경합금 가압 소결과 같은 새로운 공정의 개발 및 사용으로 초경합금의 고유 품질이 향상되었습니다. 다양한 가공 요구를 위한 특수 등급의 개발 및 초경합금의 성능을 더욱 개선했습니다. 화학 코팅 초경 인서트 재종의 모재의 경우 소성 변형에 대한 저항성이 우수하고 표면이 거친 등급 초경합금이 개발되어 코팅 초경 인서트의 절삭 성능과 적용 범위가 향상되었습니다.

세라믹 및 서멧 공구 재료의 다양성이 증가하고 강도와 인성이 향상되었으며 적용 분야와 가공 범위가 확대되었으며 강 및 주철의 정삭 및 반가공에서 경질 합금이 대체되었습니다. 처리 효율과 제품 품질을 향상시켰습니다. 현재 이러한 공구 재료는 단품, 소량 생산뿐만 아니라 조립 라인의 대량 생산에도 사용할 수 있으며 가격이 저렴하기 때문에 건식 절삭 및 경질 절삭에 선호되는 공구로 사용할 수 있습니다. 절단.

PCD 및 CBN 초경 공구 재료의 인성과 제조 공정의 개선으로 응용 분야가 확장되었습니다. CBN으로 만든 실린더 보링 공구는 자동 생산에 사용되었습니다.커터는 가공 효율이 높을 뿐만 아니라 범용성이 뛰어나 공구 비용을 절감할 수 있습니다.

다섯째, 지원 기술의 급속한 발전.

절단 기술은 절단 기술의 발전과 함께 점차 발전하고 있습니다. 그것은 현대 절단 기술의 필수 불가결한 부분이며 도구 홀더와 공작 기계 스핀들 사이를 포함하여 절단 기술 및 도구와 함께 급속한 발전을 유지합니다. 연결 방법, 도구 홀더의 도구 클램핑, 도구 시스템 균형 및 도구 관리.

양면 중공 테이퍼 섕크(HSK) 공작 기계-공구 인터페이스는 연결 강성, 높은 위치 정확도, 짧은 로딩 및 언로딩 시간 등의 장점이 있습니다. 기술 진흥이 점점 더 널리 사용되었습니다(그림 6 ). 이 툴 홀더의 구조는 공식 국제 표준이 되었으며 많은 공작 기계 제조업체에서 승인했습니다. HSK 스핀들 인터페이스 및 툴 시스템을 갖춘 고속 머시닝 센터 또는 HSK 툴 홀더가 있는 통합 툴을 도입했습니다. 이 새로운 유형의 도구 홀더의 강력한 활력과 좋은 사용 전망. 동시에 Sandvik의 Capto 섕크 및 Kennametal의 KM 섕크와 같은 일부 회사는 HSK와 유사한 섕크 구조를 개발했습니다. 최근에는 고속 가공을 위한 기존 공작 기계의 요구 사항을 수용하기 위해 양면 접촉 또는 3개 접촉을 위한 7:24 인터페이스도 있습니다.

고속 회전 도구의 사용은 또한 도구 클램핑에 대한 새로운 요구를 제기합니다. 높은 클램핑 정밀도, 반경 방향 흔들림

또한 고속 회전 도구에는 균형과 안전 요구 사항이 있습니다. 제조 및 조립 오류로 인한 구조적 비대칭 또는 편심으로 인해 회전 중심과 고속 회전 사이에 불균형이 발생합니다. 주기적인 반경 방향 힘은 스핀들의 베어링 시스템과 기계의 다른 부분에도 작용하여 가공 품질, 공구 수명 및 기계 성능에 영향을 미칩니다. 이를 위해 고속 회전 공구의 허용 불균형 및 고속 사용이 지정됩니다. 도구 제조업체는 스핀들에 로드하기 전에 고속 절단을 위한 다양한 조정 가능한 균형 도구 또는 회전 도구 및 도구 시스템을 개발했습니다. 불균형을 특정 범위로 제한하기 위해 동적 균형 기계의 균형. 공구가 스핀들에 로드된 후 발생하는 불균형(편심)의 양을 줄이기 위해 새로운 온라인 자동 밸런싱 기술은 작동 시 로터 시스템인 스핀들, 섕크 및 공구의 균형을 유지합니다.속도.

고속 절삭에서 공구의 속도는 10,000~20000r/min 이상 또는 그 이상입니다. 이때, 블레이드 본체, 블레이드 및 블레이드의 클램핑 부분에는 큰 원심력이 가해집니다. 회전 속도가 특정 임계값에 도달하면 충분합니다. 칼날이 빠지거나, 조임 나사가 부러지거나, 몸체 전체가 부러집니다. 이러한 상황에서 장비나 부상으로 인해 사고가 발생할 수 있으므로 고속 절단 기술을 방지하는 것은 필수입니다. 이를 위해 독일은 고속 회전 도구에 대한 안전 사양을 개발했으며, 이 사양은 도구의 설계, 테스트, 사용 및 균형 품질에 대한 엄격한 규정이 있습니다. 이 사양은 유럽 표준 및 국제 표준이 되었습니다.

자료에 따르면 공구의 직접비는 제조원가의 2~4%에 불과하고, 공구 사용 및 관리비는 12% 이상이다. 과학적인 도구 관리는 사용자에게 상당한 도구 비용을 절약하고 제조 비용을 줄일 수 있습니다. 따라서 공구 관리 기술 및 관련 소프트웨어 및 하드웨어의 개발은 단순한 공구 물류 관리에서 공구 조달, 식별을 포함한 모든 공구 사업의 패키지 계약에 이르기까지 다양한 형태의 공구 관리 서비스를 사용자에게 제공하는 공구 제조업체의 비즈니스 범위가 되었습니다. , 보관, 현장 서비스, 공구 재연삭, 공정 개선, 프로젝트 개발 등 사용자 회사는 이 전문 사회 서비스를 활용하고 높은 수준의 절삭 가공을 유지하며 핵심 기술 개발에 집중할 수 있습니다. 경제 및 기술의 이중 수확을 달성하십시오.

여섯째, 공구 산업의 새로운 비즈니스 모델입니다.

절삭 기술의 발전으로 공구 산업은 작동 메커니즘의 혁명을 겪고 있습니다. 점점 더 새로운 생산 모델과 새로운 공작물 재료에 직면하면서 "공구"는 더 이상 단순한 제품이 아닙니다. 일단 판매되면 프로세스 또는 라인 처리 기술을 최적화하기 위한 중요한 프로세스 요소입니다. 공구 제조업체는 사용자에게 완전한 가공 기술을 제공하여 사용자가 가공 효율성, 제품 품질을 개선하고 제조 비용을 절감한다는 목표를 달성할 수 있도록 지원해야 합니다. 이는 외국 공구 제조업체의 비즈니스 발전 방향이자 비즈니스 목적이 되었습니다. 현재 도구 제조업체는 "사용자 서비스" 및 "솔루션 제공"과 같은 다양한 형태의 비즈니스 서비스를 통해 도구 산업을 더 높은 단계로 발전시켜 왔습니다. 사실은 이러한 외국 도구 제조업체의 관행이 제조업의 발전에 이바지하고 사용자에게 더 많은 혜택을 제공하고 사용자로부터 환영을 받고 있음을 입증했습니다.

고급 절단 기술을 적용하여 중국 제조 산업의 발전을 가속화하십시오.

중국공산당 제16차 전국대표대회는 전면적으로 부유한 사회를 건설하고 새로운 공업화를 실현하는 과업을 제시했다. 제조업 강국에서 제조업 강국으로 중국의 행진의 ​​뿔을 불어넣었습니다. 절삭공구는 제조기술의 기초기술로서 기본적인 공정장비입니다. 이 역사적인 행진에서 첫 번째 위치에 있습니다. 선진 절단 기술과 절단 도구는 중국의 자동차 산업, 항공 우주 산업, 에너지 산업 및 지원 장비의 발전입니다. 금형 산업의 전제 조건. 이러한 좋은 기회에 직면하여 우리는 중국의 제조 산업에 서비스를 제공하기 위해 고급 절단 기술과 절단 도구를 최대한 활용해야 합니다.

이를 위해 중국의 공구 산업은 세계 공구 산업과의 통합을 가속화하고 기술 혁신을 통해 선진 공정 장비와 기술을 도입하고 일류 공구 제품을 개발 및 생산하고 있습니다. 중국 공구산업의Zhuzhou Cemented Carbide Group과 Shanghai Tool Factory Co., Ltd.는 높은 출발점과 대규모 투자로 기술 혁신을 주도하여 중국의 인덱서블 인서트 및 솔리드 초경 공구 제조 기술을 완성했습니다. 세계 최고 수준. 동시에 외국 도구 회사는 중국 제조 산업의 급속한 발전과 급속한 발전의 전망에 직면하여 제조 비용을 절감하고 서비스 능력을 향상시키고 리드를 단축하기 위해 중국에서 현지화 된 생산 또는 서비스 속도를 가속화합니다. 타임스. 외국 도구 회사의 중국 시장 진출은 우리가 선진 도구를 적용하여 전통적인 제조 방식을 변화시킬 수 있는 매우 유리한 조건을 제공한다고 합니다. 우리는 이 유리한 기회를 포착하고 선진 절삭 공구를 적극적으로 채택하여 경제 세계화의 도전에 대처하여 기업의 가공 기술과 경쟁력을 향상시켜야 합니다.

기업이 첨단 절단 기술의 적용을 가속화할 때 각 기업의 상황이 다르고 구체적인 관행이 다르지만 다음 사항을 공통 아이디어로 사용할 수 있습니다.

솔리드 초경 공구, 질화 규소 세라믹 공구, CBN 및 PCD 공구, 고성능 고속 강철 공구 등을 포함한 고성능 공구 재료로 만든 공구, 생산의 특정 상황에 대한 단계별 소개 푸시, 좋은 결과를 얻을 것입니다; 현재 국내 공구 제조업체도 이러한 공구 제품을 부분적으로 공급할 수 있습니다.

코팅된 도구를 많이 사용하십시오. 중국에서 코팅 칼의 비율은 매우 낮고 판촉을위한 넓은 공간이 있습니다. 원하는 결과를 얻기 위해서는 가공 조건과 필요에 따라 적절한 코팅 등급을 선택해야 합니다.

인덱싱 가능한 도구의 사용이 강력하게 사용됩니다. 인덱싱 가능한 도구는 수년 동안 중국에서 홍보되었지만 여러 가지 이유로 진행 속도가 충분히 빠르지 않습니다.

발달은 균형이 맞지 않습니다. 그러나 이 기간 동안 인덱싱 가능한 도구의 기술은 새로운 발전을 이루었고 다양성이 급격히 증가했으며 보다 효율적이고 적용 가능한 방향으로 발전했습니다. 커브 에지 밀링 커터 블레이드, 와이퍼 블레이드 및 범용 터닝 인서트가 개발되었습니다. 원형 칼날과 팔각 칼날이 좋은 제품은 응용 가능성이 매우 큽니다. 인덱싱 가능한 도구를 적극적으로 홍보하는 것은 기업의 기술 혁신을 위한 중요한 프로젝트가 되어야 합니다. 그림 7은 Hunan Diamond Cutting Tool Co., Ltd.에서 개발한 곡선형 에지 인서트 밀링 커터입니다.

대규모 생산 라인의 경우 외국 경험에서 배워야 하고, 새로운 프로세스와 특수 도구를 개발하고, 효율성을 개선하고 비용을 절감하거나, 효율성을 개선하고 투자를 줄이기 위해 결합된 도구 집중 프로세스를 개발해야 합니다. 이러한 작업은 결과를 달성하기 위해 공작 기계 제조업체 및 도구 제조업체와 결합되어야 합니다. 이것은 선진국에서 성숙한 관행입니다.

단일 부품 소규모 배치 생산 모드를 사용하는 회사의 경우 내부 냉각 드릴 및 경사면 엔드밀과 같은 효율적인 새 도구를 사용해야 합니다. 둘째, 다기능 범용 커터를 사용할 수 있어 공구 교환 시간을 줄일 수 있습니다. 또한 드릴링, 밀링, 그라인딩 등의 전통적인 공정 한계를 깨고 밀링, 드릴링, 밀링, 밀링, 밀링 및 그라인딩의 프로세스를 통해 새로운 가공 효과를 달성해야 합니다. 또한 도구 관리를 강화하고 재고를 줄이며 도구 비용을 줄입니다.

고급 절삭 공구와 신기술을 채택할 때 기업은 공구 제조업체와 유통업체의 기술적 강점에 의존하여 사회화의 길을 따라야 합니다. 새로운 공작물 재료, 공구 재료 및 코팅 등급의 현재 상황에서 수천 가지가 있습니다.도구의 종류. 전문가의 도움이 있어야만 올바른 도구를 선택하고 원하는 목표를 달성할 수 있습니다. 이것은 또한 현재의 외국 도구 제조입니다. 회사가 적극적으로 추진하는 "시스템 공급"과 "솔루션 제공"의 경영 철학. 둘째, 도구의 비용에 대한 잘못된 개념을 깨는 것이 필요합니다. 좋은 도구는 사용하기에 너무 비싸다는 생각입니다. 중국의 절삭 기술 발전과 국가 도구 산업의 발전에 오랫동안 영향을 미친 것은 이러한 견해입니다. 이 도구는 "고가"이며 제조 비용의 2%~4%만 차지합니다(중국 대부분의 기업에서 2% 미만). "비싼" 칼을 사용해야만 효율성이 크게 줄어들어 단일 조각의 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 기업의 이익은 결국 더 적은 투자와 더 많은 산출의 효과를 달성할 것입니다. 구체적인 가공 사례를 통해 도구의 비용이 각 제품의 비용보다 높지 않음을 증명할 수 있습니다.

마지막으로 모두의 노력으로 이 유닛의 절단 기술이 집약되어 ​​중국의 제조 및 제조 기술 발전에 기여하기를 바랍니다.