효율적인 새로운 절삭 공구 솔루션으로 공구 냉각

May 30, 2023

금속절단의 주요 업무 중 하나는 절단 시 발생하는 막대한 열을 효율적으로 추출하는 것입니다. 특히 절삭날과 공작물 사이에 지속적인 접촉이 있는 선삭 작업에서는 이는 어려운 일입니다.

선삭 작업으로 발생하는 열의 상당 부분이 칩에서 소산되는 반면, 절삭 영역의 온도와 열은 소재, 이송 및 rpm에 따라 1000°C를 초과하는 온도에 도달할 수 있습니다. 이로 인해 절삭 공구가 더 빨리 마모되는 열 공정이 활성화됩니다. 극단적인 경우에는 도구가 짧은 시간 후에 소진될 수도 있습니다. 보다 포지티브한 형상과 공정에 적합한 절삭 속도는 피상적인 해결 방법을 제공할 수 있지만 이는 장기적인 비용을 초래하거나 생산성을 저하시킵니다.

일반적으로 사용되는 외부 냉각 방식인 절단 영역 침수는 적용이 정확하지 않으며 실제 효과도 제한적입니다. 실제로 절삭 공정에 절삭유나 오일이 상대적으로 부정확하고 통제되지 않게 흘러들어가면 절삭날 대신 칩이 냉각됩니다. 많은 경우 절단 지점의 높은 온도 차이로 인해 열충격이 발생하여 절단 모서리가 치명적인 손상을 입게 됩니다.

공구 제조업체인 ARNO Werkzeuge는 절단 영역에 물이 차는 대신 상단과 하단의 두 채널을 통해 절삭유를 절단 지점에 직접 공급하는 ARNO 냉각 시스템(ACS)을 포함한 더 나은 솔루션이 있다고 말합니다.

ARNO Werkzeuge는 현장에서 입증된 ACS 시스템을 두 가지 변형으로 개발했습니다. ACS1 변형을 사용하면 절삭유 제트가 절삭유 채널의 인서트 시트를 따라 안내되어 절삭 영역으로 직접 나옵니다. 그런 다음 절삭유는 칩 아래로 효과적으로 들어가 절삭 영역 밖으로 칩을 최적으로 배출합니다.

ACS2 변형의 경우 인서트 시트의 절삭유 채널이 하단에서 공구 측면으로 흐름에 최적화된 두 번째 절삭유 제트와 결합됩니다. 최신 개발에서는 인서트의 전체 폭에 걸쳐 가장자리까지 절삭유를 공급하는 삼각형 배출구가 있는 절삭유 채널을 제공합니다.

내부적으로 유도되는 절삭유 제트는 항상 절삭 영역과 공구 측면으로 정확하게 이동합니다. 또한 절삭날에 자재가 쌓이는 위험과 그에 따른 절삭날의 부서짐 위험도 최소화됩니다.

적층 제조의 발전

ARNO는 적층형 3D 프린팅 방법을 활용하여 첨단 기술의 부품 분리형 모듈을 생산했습니다. 이 방법을 사용하면 삼각형 모양의 절삭유 배출구를 생산하여 최소한의 소비로 절삭유 제트를 최대 냉각으로 제어하고 공구 측면의 가장 먼 가장자리를 '넘치게' 할 수 있습니다.

이러한 최적화된 냉각 조건은 또한 인서트 폭 감소와 같은 잠재적인 최적화를 가능하게 합니다.

ACS2는 칩 아래에 절삭유를 공급하고 절삭 영역 밖으로 더 쉽게 배출합니다. 칩이 더 짧아지고 구성인선 인서트 조건이 크게 감소합니다. 측정 결과에 따르면 이 냉각수 방식으로 온도가 약 절반 정도 감소하는 것으로 나타났습니다. 결과적으로, 공구는 훨씬 적은 응력에 노출되고 측면 마모가 상당히 줄어듭니다. 공구를 보호하기 위해 절삭 속도와 이송 속도를 낮추는 대신 속도를 높일 수도 있다고 회사는 말합니다.

공구 수명이 상당히 길어지기 때문에 생산성이 향상됩니다. 사용자들은 자신의 도구가 최대 3배 또는 최소 2배 더 오래 지속된다고 보고합니다. 공구 교체 횟수가 줄어들면 궁극적으로 작업자의 작업 부담이 줄어듭니다. 말할 것도 없이 기계 가동 중지 시간이 크게 단축되었습니다.

또한 사용자는 도구를 교체하는 동안에도 튜브나 가장자리 간섭 없이 내부 냉각을 유지할 수 있습니다. 선삭 작업에서도 사용자는 직접 냉각 없이 작업을 수행할 필요가 없습니다. 올바른 공구 홀더를 사용하면 통합 채널이 절삭 영역 가까이에 절삭유를 공급합니다. 플러그 앤 플레이 시스템이 항상 적합하므로 복잡한 조정이 필요하지 않습니다. 선택적으로 제조업체는 도구 홀더에 맞는 VDI 고정 도구를 제공하며 파이프나 호스 연결 없이 홀더에 냉각수를 공급합니다.