금속 표면 거칠기 결함: 원인 및 예방 조치

표면 거칠기는 금속 제조에서 중요한 파라미터로, 가공 공정 중 복잡한 요인들의 상호 작용에 의해 영향을 받습니다. 이러한 요인에는 사용되는 특정 가공 방법, 절삭 공구와 공작물 표면 간의 동적 상호 작용, 칩 형성 중 국부적인 소성 변형, 가공 시스템 내의 고주파 진동 등이 포함됩니다.

가공된 표면의 지형은 깊이, 밀도, 모양 및 질감이 크게 달라질 수 있는 고유한 마크 패턴이 특징입니다. 이러한 특성은 선택한 가공 공정, 절삭 파라미터, 공구 형상 및 공작물 재료의 고유한 특성에 직접적으로 영향을 받습니다.

이 글은 표면 거칠기 결함의 근본 원인을 심층 분석하고 이러한 문제를 완화하기 위한 포괄적인 예방 전략과 모범 사례를 제시하는 것을 목표로 합니다. 제조업체는 근본적인 메커니즘을 이해하고 목표에 맞는 솔루션을 구현함으로써 표면 마감 품질을 최적화하고 제품 성능을 향상시키며 전반적인 제조 효율성을 개선할 수 있습니다.

일반적인 거칠기 결함 분석

1. 나이프 마크 거칠기 분석

거친 공구 자국이 있는 것은 일반적으로 절삭 이송 속도를 높였을 때 발생합니다. 이는 절단 과정에서 공구의 모양으로 인해 가공된 표면의 일부 금속이 완전히 절단되지 않아 공구 자국이 남을 수 있기 때문입니다.

2. 비늘 찌르기 현상

플라스틱 금속 재료를 절단하는 동안 표면에 스케일 균열과 버가 나타나는 것은 절단 속도가 낮고 고속 강철 또는 초경 공구를 사용할 때 흔히 발생합니다. 이를 "스케일 찌그러짐 현상"이라고 합니다. 이는 브로칭, 슬롯팅, 호블링과 같은 가공 공정에서 자주 발생합니다.

작은 경사각으로 플라스틱 소재를 저속으로 절삭할 때 칩이 눌리고 갈라지는 경우가 많아 공구와 칩 사이의 힘이 주기적으로 변화하여 금속이 축적되고 가공된 표면에 파손과 스케일이 생깁니다.

3. 스크래치 및 갈링

스크래치와 갈링도 거칠기 결함의 일반적인 형태입니다. 이러한 결함의 예로는 기어 가공에서 톱니가 갉아먹는 현상과 연삭에서 갈링이 있습니다. 스크래치와 갈링이 남긴 증거를 분석하여 원인을 파악하고 이를 해결하기 위한 조치를 개발할 수 있습니다.

4. 고르지 않은 나이프 패턴

고르지 않은 나이프 패턴의 주요 원인은 가공된 금속 표면에 고르지 않은 절단 자국이 생기는 공작 기계입니다.

5. 고주파 진동 패턴

금속 가공 중에는 전체 공정 시스템에 진동이 발생할 수 있어 표면 거칠기 금속 부품의 여기에는 공작 기계가 포함됩니다, 절단 도구및 공작물. 공정 시스템의 저주파 진동은 공작물 표면에 물결 모양을 만드는 경향이 있고, 고주파 진동은 거칠기를 유발합니다.

공정 시스템의 진동은 강제 진동과 자기 여기 진동의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 강제 진동은 주기적인 외력에 의해 발생하는 반면, 자기 여기 진동은 시스템 자체에 의해 발생합니다. 가장 일반적인 형태의 자기 여기 진동은 절단 유도 진동입니다.

일반적인 거칠기 결함의 문제 해결 분석

1. 나이프 마크 제거 분석

절삭 거칠기를 개선하려면 적절한 이송 속도를 선택하는 것이 중요합니다. 허용 범위 내에서 작은 이송을 선택하는 것이 좋지만, 이송이 너무 작으면 거칠기에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로 너무 작아서는 안 됩니다. 또한 공구를 연삭할 때 허용 범위 내에서 공구 팁의 아크 반경을 늘리면 거칠기에 긍정적인 영향을 줄 수 있습니다.

2. 스케일 찌르기 현상 제거 및 분석

먼저 절단 속도를 조절하세요. 스케일 찌름의 발생은 어느 정도 절단 속도에 기인할 수 있습니다. 속도가 지정된 범위를 초과하거나 그 이하로 떨어지면 스케일 찌르기가 발생합니다.

둘째, 절단 두께를 조정합니다. 가능한 한 절단 두께를 최소화하는 것이 좋습니다. 절단 두께가 증가하면 칩과 공구 전면 사이의 압력이 높아져 스케일 찌르기가 더 빈번하고 심해집니다.

또한 고품질 절삭유를 사용하면 스케일 찌꺼기가 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 신중하게 커팅 선택하기 도구 각도 도 효과적인 솔루션입니다.

마지막으로, 공작물 소재의 가공성을 개선합니다. 예를 들어, 절단하기 전에 재료를 가열하면 경우에 따라 스케일 찌르기 현상을 줄일 수 있습니다.

3. 스크래치 및 갤링 제외 분석

스크래치 및 갈링 자국의 분포가 일정하다면 일반적으로 공작 기계에 문제가 있는 것입니다. 스핀들 박스, 이송 박스, 슈트 박스와 같은 기존 시스템에서는 샤프트 굽힘, 기어 체결 불량 또는 손상으로 인해 정기적으로 스크래치 및 갈링이 발생할 수 있습니다.

이 문제를 해결하려면 공작 기계를 정기적으로 점검하고 유지 보수 및 수리를 자주 수행하는 것이 중요합니다.

그러나 스크래치 자국과 갈링 자국이 일치하지 않는 경우 칩, 공구 또는 절삭유와 관련이 있을 수 있습니다. 예를 들어, 깊은 구멍 가공 시 칩을 제대로 제거하지 않으면 내부 표면에 스크래치 자국이 생길 수 있습니다.

공작물 표면의 거칠기는 연삭 공정 중에 연마 입자와 이물질이 떨어지거나 부적절한 연삭 휠 또는 불결한 절삭유 사용으로 인해 발생하는 경우가 많습니다. 이를 방지하려면 적절한 연삭 휠을 선택하고 깨끗한 절삭유를 유지하는 것이 중요합니다.

4. 나이프 패턴의 불균일성 제거 및 분석

나이프 패턴의 불균일성에는 여러 가지 이유가 있지만, 외부 원을 연마할 때 부품 표면에 나선형 선형 흔적이 나타나는 것이 일반적입니다. 이는 종종 큰 직진성 연삭 휠 축의 오류는 연삭 휠을 신중하게 선택하고 정기적으로 유지 관리하는 것이 중요하다는 점을 강조합니다.

고르지 않은 나이프 패턴의 또 다른 예는 공작 기계 작업대 또는 공구 홀더의 크리핑으로 인해 공구가 고르지 않게 움직여 발생하는 경우입니다. 이를 방지하려면 공작 기계를 올바르게 유지 관리하고 수리하는 것이 중요합니다.

5. 고주파 진동 리플 제거 분석

고주파 진동 마크를 제거하는 주된 방법은 진동의 원인을 파악하여 이를 제거하거나 허용 가능한 수준으로 줄이는 것입니다. 예를 들어, 공작 기계의 부품이나 변속기 시스템의 불균형 회전으로 인한 진동은 강제 진동으로 간주됩니다.

진동의 원인을 찾아 공작기계를 수리하면 진동을 제거할 수 있고 진동 자국이 사라집니다.

진동이 절삭으로 인한 자연 진동의 결과인 경우, 절삭 공정 전반에 걸쳐 발생하며 전체 공작 기계, 공구 및 공작물 시스템에 대한 조정이 필요합니다. 여기에는 절삭 파라미터 변경, 적절한 공구 형상 선택, 공구와 공작물의 적절한 클램핑, 기계 간격 조정, 공작 기계의 내진동성 개선 등이 포함될 수 있습니다.

마무리

일반적인 거칠기 결함을 연구하고 분석하여 선반 가공를 통해 절단 중 표면 거칠기에 영향을 미치는 요인을 파악하고 해당 조치 및 제거 방법을 결정할 수 있습니다.

이 접근 방식은 가공 전에 문제를 예방할 뿐만 아니라 발생할 수 있는 문제의 근본 원인을 적시에 정확하게 파악하여 신속하게 해결할 수 있도록 도와줍니다. 이는 제품 품질을 향상시키고 상호 교환 가능한 생산을 촉진하는 데 실질적으로 중요합니다.