삽입형 칩 브레이커 해설: 종류, 선정 및 문제 해결

칩 브레이커는 흔히 긴 금속 칩을 더 짧은 조각으로 잘라주는 홈으로 설명되곤 합니다. 그 설명은 맞지만, 완전하지는 않습니다.

실제 인서트 선정에 있어, 칩브레이커는 다음과 같이 이해하는 것이 더 적절합니다. 완벽한 최첨단 기하학. 일반적으로 절삭날 주변의 상면 홈, 경사각, 랜드 또는 모따기, 날면 연마 및 기타 특징들이 결합되어 있습니다.

이러한 기능들은 서로 연동되어 다음 세 가지를 제어합니다:

칩 형성 및 배출;
절삭력과 발열;
최첨단 강도와 치핑에 대한 내구성.

따라서 최상의 칩 브레이커가 항상 가능한 한 가장 짧은 칩을 생성하는 형상인 것은 아닙니다. 오히려 허용 가능한 절삭력, 표면 마감 및 공구 수명을 유지하면서 처리하기 쉬운 칩을 생성하는 형상이 바로 최상의 칩 브레이커입니다.

간단한 답변: 가공 공정, 공작물 재질, 이송 속도 및 절삭 깊이에 맞춰 칩 브레이커를 선택하십시오. 그런 다음, 절삭의 안정성을 확보하기에 충분한 절삭날 준비 상태와 인서트 등급인지 확인하십시오.

이 안내서는 주로 다음을 다루고 있습니다. 교체형 선삭 인서트. 이러한 기본 원리는 홈 가공, 절단 및 밀링 인서트에도 동일하게 적용되지만, 절삭 조건과 제조사별 선정 표는 다릅니다.

인서트 칩브레이커란 무엇인가요?

가장 좁은 의미에서 칩브레이커란 절삭 인서트의 절삭면에 형성된 홈, 단차 또는 돌출부를 말합니다. 그 목적은 칩이 부서지거나 절삭 영역에서 안전하게 멀어질 때까지 칩의 진행 방향을 바꾸고 말아 올리는 데 있습니다.

그러나 현대에는 삽입 제조업체 일반적으로 칩 브레이커는 전체 형상 패키지의 일부로 설계합니다.

칩브레이커 형상의 주요 요소

기하학적 요소	함수
브레이커 홈 폭	칩이 휘어지기 전까지 이동하는 거리에 영향을 미칩니다.
홈 깊이 또는 벽 높이	칩이 어느 정도까지 방향이 바뀌는지를 제어합니다
레이크 각도	칩의 흐름, 절삭력 및 발열에 영향을 미칩니다.
최첨단 토지	절삭날 바로 뒤쪽을 지지해 줍니다
랜드 앵글 또는 T-랜드	무거운 절단이나 간헐적인 절단 시 절삭날의 내구성을 강화합니다
에지 호닝	모서리를 둥글게 다듬고 보강하여 미세 칩 발생을 줄여줍니다
국부적인 돌출부 또는 오목한 부분	특정 절삭 구역에서 칩을 직진, 분할 또는 말아 올리기
광택 처리된 갈퀴 면	알루미늄 및 기타 비철 금속의 접착력을 낮춥니다

이러한 특징들은 개별적으로만 고려해서는 안 됩니다. 예를 들어, 경사각이 매우 크면 절삭력은 줄어들 수 있지만, 일반적으로 절삭날을 지지하는 재료의 양은 줄어듭니다. 랜드 폭을 넓히거나 날을 더 굵게 연마하면 절삭날의 강도는 높아지지만, 절삭 압력도 증가할 수 있습니다.

따라서 칩브레이커를 선택하는 것은 균형을 맞추는 과정입니다:

칩 제어;
절단 저항;
가장자리 강도;
표면 마감;
공정 안정성.

칩 제어가 중요한 이유

칩을 제대로 관리하지 못하면 기계 외관이 지저분해지는 것 이상의 심각한 문제가 발생할 수 있습니다.

길고 연속적인 칩은 다음과 같은 장점이 있습니다:

가공물, 인서트 또는 공구 홀더를 감싸듯이;
마감된 표면을 긁다;
냉각수 흐름을 차단;
칩 컨베이어를 막히게 하다;
자동 공구 교환을 방해할 수 있습니다;
호스, 프로브 또는 주변 공구를 손상시키지 않도록 하십시오;
작업자가 기계를 정지하도록 강제하고;
날카롭고 위험한 주행 조건을 초래한다.

자동 선반 가공, 무인 가공 및 대량 생산 과정에서 칩 제어에 단 한 번의 오류만 발생해도, 그 외에는 안정적으로 진행되던 공정이 중단될 수 있습니다.

적절한 칩브레이커는 칩을 말아 올리고, 공구나 가공물에 방해가 되지 않는 형태로 칩을 유도하여 절삭 구역을 빠져나갈 수 있도록 돕습니다. 샌드빅은 칩브레이커 형상, 이송량, 절삭 깊이 및 노즈 반경을 선삭 가공 시 칩 제어에 영향을 미치는 주요 요인으로 꼽습니다.

칩 브레이커에는 세 가지 주요 역할이 있습니다

1. 칩 제어하기

이 기하학적 구조는 칩을 구부리고, 휘게 하며, 특정 방향으로 유도하여 칩이 안전하게 파손되거나 배출되도록 합니다.

2. 절삭력 제어

레이크 면과 모서리의 형상은 공작물 재료가 인서트 표면을 따라 얼마나 원활하게 흐르는지를 결정합니다. 더 날카롭고 양의 형상을 띤 경우 일반적으로 더 적은 힘으로 절삭이 이루어지는 반면, 더 견고한 형상의 경우 일반적으로 더 많은 힘이 필요합니다.

3. 절삭날을 보호하십시오

면, 모따기 및 모서리 호닝은 기계적 지지력을 제공합니다. 이러한 특징은 황삭, 간헐 절삭, 산화피막 제거 및 불안정한 가공 시 특히 중요합니다.

따라서 칩브레이커를 선택할 때는 결코 다음과 같은 질문만으로 결정해서는 안 됩니다:

“이 기하학적 구조 때문에 칩이 고장 날까요?”

더 적절한 질문은 다음과 같습니다:

“적절한 모서리 강도, 공구 수명 및 표면 품질을 유지하면서 칩을 제어할 수 있을까요?”

칩 브레이커는 어떻게 칩을 분쇄할까요?

절삭날이 공작물에서 재료를 깎아내면 칩이 형성되기 시작합니다. 새로 형성된 칩은 인서트의 경사면을 따라 이동합니다.

칩 브레이커는 네 가지 기본 단계를 거쳐 칩의 방향과 곡률을 변화시킵니다.

1. 칩 형성

공작물에서 재료가 절삭되어 턱면을 따라 흐르기 시작한다.

2. 칩 컬링

홈, 벽면 또는 돌출된 형상은 칩이 더 작은 반경으로 굽어지도록 만듭니다.

3. 변형량 축적

칩이 말리면서 두께 방향에 걸쳐 굽힘 변형이 발생합니다.

4. 칩 분리

변형이 충분히 커지거나, 말려 올라간 칩이 다른 표면에 닿으면 칩이 파단됩니다.

일반적인 절삭 칩 분쇄 방식

칩은 여러 가지 방식으로 파손될 수 있습니다.

자동 제동

칩은 자체적인 곡률과 굽힘 변형으로 인해 파손됩니다.

인서트에 부딪히다

말려 올라간 칩이 칩 브레이커 벽이나 인서트의 다른 부분과 접촉하여 파단됩니다.

공작물에 부딪힘

칩이 공작물 표면 쪽으로 말려 들어가 접촉 후 부러집니다.

가장 바람직한 가공 방식은 가공 작업에 따라 달라집니다. 일부 황삭 작업에서는 칩이 공작물과 접촉하는 것이 허용될 수 있지만, 정삭 작업 중에는 표면이 손상될 수 있습니다.

좋은 칩은 어떤 모습일까요?

가장 짧은 칩이 항상 최고의 칩은 아닙니다.

일반적으로 좋은 칩은 다음과 같습니다:

공구나 부품 주위로 감기지 않을 만큼 충분히 짧아야 하며;
날카롭고 뜨거운 파편이 되지 않을 만큼 충분히 긴;
냉각수와 칩 이송 장치가 쉽게 제거할 수 있도록;
가공된 표면에서 멀리 향하도록;
전체 편집 과정에서 일관성을 유지합니다.

일반적으로 허용되는 형상으로는 다음이 있습니다:

컴팩트한 C자형 칩;
짧은 나선형 칩;
자연스럽게 부러지는 여러 번 감긴 나선형 칩.

진단 도구로서의 칩 외관

칩의 외관	가장 유력한 해석
길고 연속적인 문자열	칩이 너무 얇거나, 브레이커가 걸리지 않았거나, 절삭 형상이 너무 넓습니다.
크고 느슨한 나선형	칩 제어 성능은 다소 떨어지지만, 이송이 안정적이라면 여전히 수용 가능한 수준일 수 있다
소형 C자형 칩	일반적으로 칩 파쇄와 배출이 적절히 균형을 이룹니다.
짧은 나선형 칩	절단 구역을 일관되게 벗어나는 경우에는 대개 허용됩니다.
아주 작은 단단한 파편들	칩 억제력이나 절삭 하중이 과도할 수 있습니다.
파란색 또는 심하게 산화된 칩	칩 온도가 높음; 반드시 문제가 되는 것은 아니지만, 절삭 조건을 확인해야 함
서로 용접된 칩들	절삭 가장자리가 쌓였을 가능성, 칩 배출이 불충분하거나 절삭 속도가 부적절할 수 있음
불규칙한 칩 길이	가변 절삭 깊이, 간헐적 절삭, 불안정한 설정 또는 재료의 편차

극히 미세한 칩이 반드시 칩 제어에 성공했다는 증거는 아닙니다. 이는 절삭날에 과도한 하중이 가해지고 있음을 나타낼 수 있으며, 칩 발생, 크레이터 마모 또는 표면 손상의 위험을 높일 수 있습니다.

실질적인 목표는 다음과 같습니다:

너무 길지도 않고 불필요하게 짧지도 않으며, 절삭 구역을 안전하게 빠져나오는 칩.

칩브레이커 코드는 제조사별로 다릅니다

구매 시 가장 중요한 규칙 중 하나는 칩브레이커 접미사가 일반적으로 제조사마다 일률적이지 않음.

다음과 같은 코드:

마무리 가공, 중간 가공, 황삭 가공 또는 특정 재료군을 의미할 수 있지만, 정확한 의미와 작동 범위는 제조사에 따라 다릅니다.

A CNMG터닝 인서트 두 공급업체의 제품이라도 ISO 형상 및 크기 명칭은 동일할 수 있지만, 칩브레이커 형상, 절삭날 가공 방식 및 권장 절삭 범위는 완전히 다를 수 있습니다.

두 접미사 모두 같은 글자가 포함되어 있다고 해서 두 삽입어가 서로 같다고 가정해서는 안 됩니다. M, F 또는 R.

항상 다음을 비교하세요:

전체 인서트 명칭;
제조업체;
가공물 재료 권장 사항;
사료 공급 범위;
절삭 깊이 범위;
치아 경계면 처리;
성적을 입력하세요;
홀더 및 진입각.

[내부 링크: 터닝 인서트 코드 읽는 방법]

칩브레이커 대 인서트 등급

칩 브레이커와 인서트 등급은 서로 다르지만 상호 보완적인 역할을 수행합니다.

칩 브레이커는 인서트의 절삭 방식을 결정합니다

다음에 영향을 미칩니다:

칩 흐름;
절삭력;
가장자리의 선명도;
칩 제어 범위;
최첨단 강도;
정삭 또는 황삭에의 적합성.

등급에 따라 인서트의 내구성이 결정됩니다.

초경 기판과 코팅은 다음 사항에 영향을 미칩니다:

내마모성;
강인함;
내열성;
소성 변형에 대한 저항성;
열균열 저항성;
가공 대상 재료와의 화학적 안정성.

과도하게 취성인 재질에 강력한 황삭용 칩브레이커를 장착하더라도, 단절 절삭 과정에서 파손될 수 있습니다. 내충격성이 매우 뛰어난 재질이라 하더라도, 의도된 범위를 훨씬 초과하는 이송량이나 절삭 깊이로부터 날카로운 정삭 형상을 완전히 보호할 수는 없습니다.

따라서 제조사들은 칩브레이커와 절삭날 재질을 하나의 시스템으로 작동하도록 설계합니다. 예를 들어, Haas는 칩브레이커는 가공 공정에 따라, 절삭날 재질은 가공 재료와 절삭 안정성에 따라 선택할 것을 권장하며, 이 두 가지 선택이 서로를 보완한다고 설명합니다.

인서트 칩브레이커 선택 방법

외관이나 이름만으로 형상을 선택하는 대신, 다음 선택 순서를 따르십시오.

1단계: 가공 공정을 파악하기

먼저 해당 연산이 다음 중 어느 것에 해당하는지 확인하십시오:

마무리;
가벼운 절단;
중간 또는 일반적인 선삭;
거친 가공;
대략적인 황삭;
지속적;
잠시 중단되었다;
심하게 방해받았다.

이 공정은 선명도와 절삭 강도 사이에서 필요한 균형을 확보합니다.

2단계: 공작물 재질 파악하기

ISO 공작물 재료 그룹을 출발점으로 삼으십시오:

ISO P: 강철;
ISO M: 스테인리스강;
ISO K: 주철;
ISO N: 비철 재료;
ISO S: 내열성 초합금 및 티타늄;
ISO H: 경화된 재료.

재료 그룹만으로는 충분하지 않습니다. 다음 사항도 확인해 주십시오:

정확한 합금;
경도;
열처리 조건;
단조, 압연 또는 주조 표면;
가공 경화 경향;
연마성;
경계부가 밀집되는 경향.

3단계: 이송량과 절삭 깊이 확인하기

모든 칩 브레이커에는 작동 범위가 있습니다.

제조업체 선정 차트에는 대개 다음 항목이 표시됩니다:

1회전당 이송량, fn, 한 축에는;
절삭 깊이, ap, 다른 축에서는.

절삭 조건은 권장 칩 제어 범위 내에 있어야 합니다.

중간 선삭 작업용으로 설계된 칩 브레이커는 이송 속도가 매우 낮을 경우, 칩이 너무 얇아 브레이커와 제대로 접촉하지 못해 칩을 잘게 부수지 못할 수 있습니다. 또한, 이송 속도와 절삭 깊이가 권장 범위를 훨씬 초과할 경우, 동일한 형상의 칩 브레이커라도 절삭날에 과부하가 걸릴 수 있습니다.

4단계: 절삭 안정성 평가

해당 작업에 다음이 포함되어 있는지 확인하십시오:

단절된 표면;
키홈 또는 가로 구멍;
주조 또는 단조된 피복;
불안정한 공작물 고정;
공구의 오버행이 긴 경우;
가느다란 구성 요소;
기계 출력이 부족함;
진동;
절삭 깊이를 변경하는 것.

불안정한 상황에서는 일반적으로 다음이 필요합니다:

더 철저한 절삭면 준비;
보다 안전한 인서트 형상;
더 단단한 초경합금 등급;
조정된 절삭 데이터.

5단계: 노즈 반경 및 진입각 확인

노즈 반경과 공구 진입각이 변경됩니다:

변형되지 않은 칩 두께;
칩 폭;
칩의 흐름 방향;
방사형 및 축방향 절삭력;
진동 경향.

특정 홀더 각도에서 우수한 성능을 보이는 칩브레이커도, 동일한 인서트를 다른 홀더에 장착했을 때는 다른 특성을 보일 수 있습니다.

칩브레이커를 공구 전체 조립체와 별도로 평가해서는 안 됩니다.

6단계: 냉각수 상태 확인

확인:

건식 또는 습식 가공;
냉각수 유출;
냉각수 흐름 방향;
공구 내 냉각유;
고압 냉각수;
냉각수 공급이 간헐적으로 이루어짐.

고압 절삭유는 특히 스테인리스강, 티타늄 및 내열 합금의 경우 칩의 이송 및 배출을 개선할 수 있습니다. 그러나 적절한 압력, 노즐 방향 및 공구 시스템은 용도에 따라 달라집니다.

7단계: 통제된 테스트 실행

시험 절단 시 다음 사항을 기록하십시오:

칩의 형상;
자르는 소리;
스핀들 하중;
표면 마감;
공구 마모;
온도 또는 변색을 입력하십시오;
칩 방향;
칩이 소자와 접촉하는지 여부;
삽입체가 마모됨에 따라 성능이 변하는지 여부.

주요 변수는 한 번에 하나씩만 변경하십시오. 그렇지 않으면 어떤 조정이 공정을 개선했는지, 아니면 악화시켰는지 파악하기 어려워집니다.

정삭, 중간 가공 및 황삭용 칩 브레이커

대부분의 선삭 형상은 크게 세 가지 적용 범주로 분류할 수 있습니다.

기능	지오메트리 마무리	중간 기하학적 구조	거친 형상
일반적인 사료	낮음	Medium	높음
일반적인 절삭 깊이	Small	중간 규모 및 광범위한	대형
레이크 성향	더 긍정적	다소 긍정적이거나 중립적	중립에서 다소 부정적인 편
최첨단	샤프	균형 잡힌	강화된
에지 호닝	Small	Medium	더 크거나 보호 기능이 더 뛰어난
절삭력	Lower	보통	더 높음
표면 마감 가능성	높음	Good	차순위 우선순위
중단 절단 기능	한정판	보통	더 높음
최적의 용도	가벼운 마감 처리 및 얇은 부품	일반 생산	대량 절삭

샌드빅은 정삭용 기하학적 형상을 저이송 및 얕은 절삭 깊이에 적합한 날카로운 모서리를 가진 솔루션으로, 중간 기하학적 형상을 다목적 옵션으로, 황삭용 기하학적 형상을 높은 이송 및 고부하 절삭을 위해 설계된 내구성이 뛰어난 제품군으로 설명합니다.

마감용 칩 브레이커

마무용 칩브레이커는 얇은 칩을 처리하도록 설계되었습니다.

대표적인 특징은 다음과 같습니다:

절삭날 근처의 미세한 칩 제어 구조;
양의 경사각;
날카로운 절삭면;
소형 에지 호네;
낮은 절삭력.

주로 다음과 같은 용도로 선택됩니다:

절삭 깊이가 얕은;
낮은 사료 공급량;
벽이 얇은 부품;
강성이 낮은 구성;
정밀 마감;
표면 품질이 우수한 것이 요구되는 용도.

마무리를 위한 형상 공구는 일반적으로 심한 황삭 가공이나 극심한 간헐 절삭에 사용해서는 안 됩니다. 이 공구의 날카로운 모서리는 설계 시 견디도록 의도되지 않은 하중이 가해지면 치핑되거나 파손될 수 있습니다.

중형 칩 브레이커

중형 칩 브레이커는 범용성이 가장 넓은 제품군입니다.

다음과 같은 경우, 가장 먼저 테스트해 볼 기하학적 구조는 대개 다음과 같습니다:

작동 상태가 안정적입니다;
이송량과 절삭 깊이는 적당한 수준이며;
칩 제어와 모서리 강도 모두 중요합니다;
해당 부품에는 하나 이상의 절삭 깊이가 포함되어 있으며;
하나의 인서트로 반가공 및 일반 선삭 작업을 수행해야 합니다.

중간 형상의 공구가 모든 가공 작업에 자동으로 최선의 선택이 되는 것은 아닙니다. 최소 이송량이나 최소 절삭 깊이 이하로 사용할 경우, 여전히 긴 칩이 발생할 수 있습니다.

황삭용 칩 브레이커

황삭용 칩브레이커는 다음 용도로 설계되었습니다:

큰 절삭 깊이;
더 높은 이송 속도;
대량 절삭;
단조 또는 주조 표면;
절단 중단;
매우 높은 첨단 부하.

일반적으로 더 넓은 칩 공간과 강화된 가장자리, 더 넓은 랜드 또는 더 무거운 호닝을 결합합니다.

매우 가벼운 정삭 가공에 황삭 형상을 사용하면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다:

깨끗하게 절단하는 대신 문지르는 것;
절삭력의 증가;
표면 마감이 불량함;
과도한 열;
칩이 너무 얇아 홈에 제대로 걸리지 않아 칩 제어가 제대로 이루어지지 않습니다.

플랫탑 또는 약한 칩브레이커가 더 나을 수 있는 경우

강력한 칩 브레이커가 항상 필요한 것은 아닙니다.

자연적으로 잘 부서지는 재료

회색 주철과 일부 가공성이 좋은 구리 합금은 자연적으로 짧은 칩을 생성합니다. 이러한 용도의 경우, 칩 분쇄는 다음 사항들보다 덜 중요할 수 있습니다:

가장자리 강도;
내마모성;
사용 가능한 절삭날의 수;
가장자리당 비용.

따라서 평평한 상단이나 약간 모양이 잡힌 인서트가 적합할 수 있습니다.

중부하 간헐 절삭

깊은 홈, 가로 구멍, 비늘 모양의 표면 및 불연속적인 표면은 절삭날에 충격을 가하게 합니다.

복잡하고 깊게 형성된 홈은 절삭날을 지지하는 재료의 양을 줄일 수 있습니다. 더 견고한 플랫탑(flat-top) 또는 보강된 형상은 절삭날 파단 위험을 줄일 수 있습니다.

절삭력이 매우 낮은 응용 분야

가공 시:

얇은 벽;
소구경 부품;
섬세한 이목구비;
불안정한 설정;
비철 재료;

부품의 처짐과 진동을 최소화하기 위해서는 칩 억제력이 상대적으로 약한 날카롭고 개방적인 형상이 더 바람직할 수 있다.

표면 마감에 민감한 공정

공작물 쪽으로 지나치게 휘어지는 칩은 방금 가공된 표면에 흠집을 낼 수 있습니다.

기하학적 구조의 제약을 줄이고, 칩의 배출 방향을 개선하거나, 절삭유 유량을 조정하면 칩이 약간 더 길어지더라도 더 매끄러운 표면 마감을 얻을 수 있습니다.

공격적인 칩브레이커가 없다고 해서 반드시 설계상의 약점이라고 할 수는 없다. 이는 특정 가공 공정에 있어 올바른 공학적 선택일 수도 있다.

[내부 링크: 포지티브 및 네거티브 레이크 삽입]

절삭 조건이 칩 브레이커 성능에 미치는 영향

칩 브레이커는 절삭 조건과 분리하여 평가할 수 없습니다.

피드 속도

이송량은 칩 두께에 가장 큰 영향을 미치는 요인 중 하나입니다.

사료 급여량이 너무 적음:

칩은 얇습니다;
칩이 충분히 말리지 않은 채 홈 위로 흘러내릴 수 있으며;
마찰로 인해 가장자리에 이물질이 쌓일 수 있습니다;
길고 가느다란 칩이 생길 수 있습니다.

사료 급여량이 너무 많음:

최첨단 하중 증가;
칩이 지나치게 짧아지거나 격렬해질 수 있습니다;
삽입부가 깨질 수 있습니다;
기계의 출력과 안정성이 제약 요인이 될 수 있습니다.

컷 심도

절삭 깊이는 절삭날과 칩 브레이커 형상의 어느 정도가 가공에 관여하는지를 결정합니다.

절삭 깊이가 너무 얕음:

이 칩은 주로 코의 반경 부근에 형성되며;
칩이 의도된 브레이커 기능에 도달하지 못할 수도 있습니다;
칩 제어가 일관성을 잃게 됩니다.

절삭 깊이가 너무 큽니다:

칩의 크기가 차단기의 정격 용량을 초과할 수 있습니다;
가장자리 하중이 증가하며;
칩 배출이 원활하지 않을 수 있습니다;
이 절단 부위는 가장자리의 지원되지 않는 부분을 사용할 수 있습니다.

절단 속도

절삭 속도는 다음 사항에 영향을 미칩니다:

온도;
두꺼워진 가장자리;
자재 흐름;
공구 마모;
칩의 연성.

이 효과는 재료에 따라 다릅니다.

일부 연성 재료의 경우, 절삭 속도를 높이면 절삭 가장자리의 두께 증가를 줄일 수 있지만, 고온의 칩이 부서지기 어려워질 수 있습니다. 반면 다른 용도의 경우, 절삭 속도가 너무 낮으면 재료와의 접착이 발생하고 칩 형성이 불안정해질 수 있습니다.

따라서 속도는 모든 칩 문제에 대한 첫 번째 보편적인 해결책으로 사용하기보다는, 해당 등급 제조업체가 권장하는 범위 내에서 조정해야 합니다.

냉각수

냉각수는 다음 사항에 영향을 미칠 수 있습니다:

칩 방향;
갈퀴 표면의 마찰;
칩 온도;
두꺼워진 가장자리;
칩 이송;
열충격.

장거리 칩을 배출하기 어려운 경우, 고압으로 정밀하게 분사되는 절삭유가 특히 유용합니다. 다만, 권장 이송량 및 절삭 깊이 범위를 완전히 벗어난 칩 브레이커의 성능을 보완하기 위해 이를 사용해서는 안 됩니다.

입사각

절삭각에 따라 칩의 두께와 폭이 달라집니다.

일반적으로 절입각이 작을수록 동일한 이송량에서 더 얇고 넓은 칩이 생성되는 반면, 절입각이 클수록 더 두껍고 좁은 칩이 생성됩니다. 이로 인해 가공이 칩 브레이커의 유효 범위 안으로 들어가거나 밖으로 벗어나게 될 수 있습니다.

공작물 재질에 따른 칩 브레이커 선정

ISO P: 강철

강철은 칩브레이커를 선정할 때 가장 예측하기 쉬운 재료군으로 여겨지지만, 탄소 함량, 합금 성분 및 경도에 따라 그 거동은 상당히 달라집니다.

저탄소강

저탄소강은 연성이 뛰어나며, 종종 긴 칩과 쌓임날이 발생합니다.

유용한 기하학적 특성으로는 다음이 있습니다:

양 경사;
날카로운 절삭력;
저속에서 중속의 이송 속도에서 안정적인 칩 컬링;
접착 방지 코팅 또는 표면 처리.

절삭 깊이가 노즈 반경에 비해 극히 작을 경우, 칩이 칩브레이커에 완전히 걸리지 않을 수 있습니다.

중탄소강 및 합금강

이러한 소재는 일반적으로 중형 칩 브레이커에 대해 넓은 작동 범위를 제공합니다.

다음 기준에 따라 형상을 선택하십시오:

정삭 또는 황삭;
연속 절단 또는 간헐적 절단;
단조 또는 기계 가공된 표면;
실제 이송량 및 절삭 깊이.

고합금강 또는 경도 높은 강

더 높은 열과 절삭력이 가해지면 실질적인 칩 제어 범위가 좁아질 수 있습니다.

칩 브레이커의 형상이 적절해 보일지라도, 더 견고한 절삭날과 내열성이 뛰어난 재질이 필요할 수 있습니다.

ISO M: 스테인리스강

오스테나이트계 스테인리스강은 길고 제거하기 어려운 칩이 발생하는 가장 흔한 원인 중 하나입니다.

또한 다음과 같은 경향이 있습니다:

가공 경화;
형상 형성된 가장자리;
강한 열을 발생시키며;
노치 마모를 유발한다;
공구나 가공물에 충격을 주는 단단한 칩이 발생한다.

권장되는 초기 특성으로는 다음이 있습니다:

양 경사;
날카로운 절삭면;
재질별 칩 브레이커;
일정한 절삭 깊이;
브레이커를 작동시키기에 충분한 사료;
정확하게 냉각수를 분사합니다.

절삭 깊이가 지나치게 얕은 상태에서 경화 처리된 표면을 반복적으로 연마하지 마십시오.

듀플렉스 스테인리스강은 많은 오스테나이트계 강종에 비해 더 강하고 단단한 칩을 생성하며, 더 큰 절삭력을 필요로 합니다. 이에 따라 절삭날의 강도와 가공 안정성이 더욱 중요해집니다.

ISO K: 주철

회색 주철은 일반적으로 짧고 저절로 부서지는 칩을 생성합니다. 따라서 칩 제어 문제는 마모, 분진 및 절삭날 마모 문제보다 해결하기가 덜 까다로운 경우가 많습니다.

다음과 같은 경우에는 강형 또는 플랫탑 형상을 선택할 수 있습니다:

절단면이 안정적이며;
재료가 자연스럽게 조각나고;
최대의 절삭 가장자리 강도가 요구됩니다.

연성 주철과 압축 흑연 주철은 회주철과 완전히 동일한 특성을 보이지는 않습니다. 이 재료들은 더 긴 칩이 발생하고, 더 큰 절삭력이 필요하며, 더 많은 열이 발생할 수 있으므로, 이에 적합한 형상과 재질을 선택해야 합니다.

ISO N: 알루미늄 및 비철 재료

알루미늄은 절삭력이 적게 들며, 재료의 부착에 대한 저항성이 강해야 합니다.

대표적인 기하학적 특징은 다음과 같습니다:

매우 높은 레이크;
매우 날카로운 절삭면;
광택 처리된 상단 표면;
넓은 칩 공간;
미니멀 엣지 호닝;
용도에 따라 무코팅 초경합금, DLC 코팅 초경합금 또는 PCD를 사용합니다.

순수하고 연한 알루미늄은 매우 길고 끈적거리는 칩을 생성할 수 있습니다. 주조 알루미늄 합금은 일반적으로 칩 제어가 더 용이하지만, 고규소 알루미늄은 마모성이 매우 높아 PCD 공구 사용이 필요할 수 있습니다.

황동과 일부 청동 합금은 더 짧은 칩을 형성하므로, 칩 분쇄를 위해 그다지 강력한 처리가 필요하지 않을 수 있습니다.

예를 들어, 이스카(Iscar)의 알루미늄 전용 절삭 형상은 높은 양의 경사각, 연마 및 광택 처리된 경사면, 그리고 날카로운 절삭날을 적용하여 접착 현상과 절삭력을 줄입니다.

[내부 링크: 알루미늄용 CCGT 인서트]

[내부 링크: 알루미늄 마감용 DCGT 인서트]

ISO S: 티타늄 및 내열 초합금

티타늄, 니켈계 초합금 및 코발트계 합금은 고온에서도 상당한 강도를 유지합니다.

일반적인 과제에는 다음이 포함됩니다:

집중된 절삭 열;
노치 마모;
두꺼워진 가장자리;
높은 동적 절삭력;
길거나 조각난, 제어하기 어려운 칩;
갑작스러운 모서리 파손.

적합한 시동 특성에는 대개 다음이 포함됩니다:

양절삭 형상;
날카로우면서도 충분히 지지된 모서리;
경질 초경합금 기판;
PVD 필요한 경우 코팅을 하고;
절단 속도 제어;
고압 냉각수;
꾸준한 참여.

이러한 소재의 경우, 칩브레이커는 절삭면 가공, 재종 및 절삭유 전략과 별개로 선정해서는 안 됩니다.

ISO H: 경화 재료

경화강은 일반적으로 CBN, 세라믹 또는 특수 공구를 사용하여 마무리 선삭 가공을 거칩니다. 카바이드 인서트.

이 소재는 종종 짧거나 조각난 칩을 생성하기 때문에 칩 제어는 비교적 관리하기 쉬울 수 있습니다. 더 중요한 고려 사항으로는 다음이 포함될 수 있습니다:

최첨단 강도;
측면 마모;
크레이터 마모;
열적 안정성;
차원 일관성;
표면 무결성.

일부 CBN 인서트는 레이저 가공 또는 성형 방식으로 제작된 칩 브레이커 기능을 활용하여 경량 마무리 가공 시 칩의 흐름을 개선하고 절삭력을 줄입니다. 이 형상은 취성이 있는 절삭 공구 재질에 맞게 특별히 설계되어야 합니다.

[내부 링크: 경질 선삭 가공에 고체 CBN 인서트를 사용하는 이유는 무엇인가요?]

불량한 칩 제어 문제 해결

인서트를 교체하기 전에, 현재의 절삭 조건이 제조사의 칩브레이커 표에 명시된 범위 내에 있는지 확인하십시오.

증상	가능한 원인	시정 조치
길고 연속적인 칩	이송량이 너무 낮음; 절삭 깊이가 너무 얕음; 브레이커가 너무 열려 있음; 칩브레이커가 작동하지 않음	권장 범위 내에서 이송량을 늘리고, 가능하면 절삭 깊이를 늘리며, 저이송 시 칩 제어 성능이 더 뛰어난 형상을 선택하십시오.
도구 주변에 둥지를 틀다	절삭 칩의 흐름 방향이 불량함; 길고 연성 있는 칩; 절삭유 흐름 방향이 부적절함	절삭 방향 개선; 공구 관통식 또는 고압 절삭유 사용; 브레이커 형상 변경; 홀더 진입각 재검토
매우 짧고 단단한 칩	급이 너무 높음; 칩 억제력이 너무 강함; 절삭 형상이 너무 공격적임	이송량을 줄이고, 더 개방형 또는 양의 형상의 공구를 선택하며, 절삭날 손상 여부를 확인하십시오.
칩이 마감된 표면을 긁습니다	칩이 부품 쪽으로 말려 들어감; 배출 불량; 절삭유가 칩을 잘못된 방향으로 밀어냄	칩의 방향을 변경하고, 절삭유 공급 위치를 조정하며, 절삭 저항이 적은 형상을 선택하고, 공구 접근 경로를 수정하십시오.
절삭날에 칩을 끼워 넣으십시오	기하학적 형상이 너무 날카로움; 절삭이 중단됨; 이송량 또는 절삭 깊이가 과도함; 설정이 불안정함	더 견고한 형상과 더 높은 강도의 재질을 선택하고, 하중을 줄이며, 오버행 길이를 단축하고, 공작물 고정 방식을 개선하십시오.
적층된 가장자리	속도가 너무 낮음; 형상이 너무 뭉툭함; 코팅이 부적합함; 윤활 상태가 불량함	더 날카로운 양형 기하학적 구조를 사용하고, 권장 범위 내에서 속도를 조절하며, 절삭유 또는 윤활 상태를 개선하고, 부착 방지 등급을 사용하십시오.
표면 마무리가 불량하지만 모서리는 손상되지 않음	가벼운 절삭 시 사용되는 황삭 형상; 마찰; 칩 재절삭; 진동	마무리를 위한 형상을 사용하고, 최소 이송량을 확보하며, 칩 배출을 개선하고, 노즈 반경과 강성을 확인하십시오.
인서트가 마모됨에 따라 칩 제어 성능이 저하됩니다	크레이터 마모로 인해 경사각 형상이 변하고, 모서리가 둥글어지며, 코팅이 손상되고 있다	삽입 시점을 앞당기십시오. 경도와 속도를 재점검하고, 절삭유 공급 상태를 점검하십시오.
칩이 가장자리를 깎아내어 손상시킵니다	칩의 흐름 방향이 잘못되었으며, 브레이커가 너무 좁게 설정되어 있고, 공작물과의 접촉이 심한 절삭이 발생하고 있습니다.	칩 브레이커를 교체하고, 홀더 각도나 절삭유를 조정하며, 과도한 말림을 줄이십시오.
부품 주변의 칩 형태가 변합니다	가변 절삭 깊이; 진입각 변경; 단절된 형상; 재료의 변동	더 넓은 범위의 형상을 사용하고, 절삭 깊이를 일정하게 유지하며, 필요한 경우 별도의 패스를 프로그래밍하십시오.
높은 절삭력 또는 스핀들 부하	기하학적 형상이 너무 뭉툭함; 날이나 연마면이 너무 큼; 이송량이나 절삭 깊이가 과도함	더 유리한 형상을 선택하고, 절삭 조건을 완화하며, 중심 높이와 홀더 정렬 상태를 확인하십시오.
인서트를 교체한 후 진동이 발생합니다	새로운 형상에서는 더 큰 힘이 발생합니다. 노즈 반경이 너무 큽니다. 지지되지 않은 모서리 또는 설정 오류가 있습니다.	더 낮은 절삭력을 요구하는 형상을 사용하고, 오버행(overhang)을 줄이며, 클램핑 상태를 개선하고, 노즈 반경과 절삭 방향을 재검토하십시오.

권장 문제 해결 순서

칩이 제대로 분할되지 않을 경우, 다음 순서대로 변수들을 확인하십시오:

인서트 및 칩브레이커의 전체 명칭을 확인하십시오.
이송량과 절삭 깊이가 카탈로그에 명시된 범위 내에 있는지 확인하십시오.
공작물의 재질과 경도를 확인하십시오.
절삭날에 마모 흔적이나 이물질이 쌓여 있는지 점검하십시오.
홀더의 방향, 중심 높이 및 진입 각도를 확인하십시오.
냉각수 압력과 흐름 방향을 확인하십시오.
가공 기계 및 공작물 고정 장치의 안정성을 점검하십시오.
위의 조건을 충분히 이해한 후에야 칩 브레이커의 형상을 변경하십시오.
마모, 열 또는 절삭날 내구성이 실제 제약 요인인 경우, 인서트 등급을 변경하십시오.
향후 생산을 위해 성공적인 매개변수를 기록해 두십시오.

밀링 인서트에도 칩 브레이커가 사용되나요?

네, 비록 밀링 제조업체들은 종종 더 포괄적인 용어를 사용하지만 기하형상 삽입 칩 브레이커를 별도의 기능으로 취급하기보다는.

선삭 가공 시 절삭날이 지속적으로 공작물과 접촉할 수 있으므로, 칩의 연속적인 배출을 제어하는 것이 가장 중요한 과제입니다.

밀링 공정에서:

절단이 중단됩니다;
치아가 들어가고 나올 때 칩의 두께가 변하며;
절삭날이 공작물에서 떨어지면 칩은 대개 자연스럽게 분리되며;
연속 칩을 끊는 것보다 칩 배출, 절삭력 및 절삭날 강도가 더 중요할 수 있다.

밀링 인서트의 상단 형상은 여전히 다음 사항에 영향을 미칩니다:

유효 경사각;
절삭력;
칩 흐름;
적층된 가장자리에 대한 저항;
가장자리 강도;
표면 마감.

밀링 형상은 일반적으로 다음과 같은 범주로 나뉩니다:

알루미늄 또는 비철 금속 형상;
광선 절단 기하학;
일반 기하학;
고강도 기하학적 구조.

~를 선택할 때 밀링 인서트 기하학, 사용법:

치아당 공급량, fz;
축 방향 절삭 깊이, ap;
절삭 폭(반경 방향), ae;
커터의 진입각;
커터 직경;
물린 톱니의 개수;
기계의 안정성.

선삭용 칩브레이커 표를 다음의 경우에 직접 적용해서는 안 됩니다. 밀링 인서트.

[내부 링크: 올바른 밀링 인서트 선택 방법]

[내부 링크: 용도별 밀링 인서트]

올바른 칩 브레이커를 선택하기 위해 필요한 정보

공급업체에 인서트 추천을 요청할 때는 기본적인 ISO 코드 이상의 정보를 제공하십시오.

보내기:

현재 인서트 명칭을 완성하십시오;
알고 있는 경우 제조업체를 입력하십시오;
공구 홀더 명칭;
외부 가공, 내부 가공, 면 가공, 프로파일링 또는 홈 가공;
공작물 재질 및 정확한 등급;
공작물 경도;
절삭 깊이;
1회전당 공급량;
절삭 속도;
연속 절단 또는 간헐적 절단;
건식, 홍수식 또는 고압 냉각수;
현재 칩의 형태;
현재의 마모 또는 고장 양상;
요구되는 표면 마감;
삽입물, 홀더, 가공물 및 칩의 사진;
필요 수량.

“인서트가 작동하지 않는다”는 식의 설명보다 칩의 사진을 첨부하는 것이 훨씬 더 도움이 되는 경우가 많습니다.”

자주 묻는 질문

칩브레이커는 인서트에 있는 홈일 뿐인가요?

아닙니다. 실제 인서트 설계에서 칩브레이커는 경사면, 랜드, 모따기 및 절삭날 가공을 포함하는 전체 절삭날 형상의 일부입니다.

모든 초경 인서트에는 칩브레이커가 있나요?

아닙니다. 일부 인서트는 경사면이 평평하거나 칩 형성 기능이 매우 약한 경우가 있습니다. 이러한 인서트는 칩이 자연스럽게 짧게 형성되는 소재, 중부하 간헐 절삭 또는 절삭날 강도를 최우선으로 하는 용도에 적합할 수 있습니다.

칩 브레이커 코드는 표준화되어 있나요?

아닙니다. 인서트 명칭의 ISO 부분은 형상, 간극, 공차, 치수 및 선단 반경과 같은 특징을 표준화합니다. 칩브레이커 접미사와 기하학적 명칭은 일반적으로 제조사별로 다릅니다.

마무리에 어떤 칩 브레이커를 사용해야 할까요?

실제 공작물 재질과 계획된 이송량 및 절삭 깊이에 맞춰 설계된 정삭용 절삭 형상을 사용하십시오. 일반적으로 이 형상은 황삭용 절삭 형상보다 날카로운 절삭 모를 가지며 절삭력이 더 낮습니다.

일반 선반 가공에는 어떤 칩 브레이커가 가장 적합할까요?

안정적인 중부하 선삭 가공을 위해서는 대개 중간형 또는 범용 형상이 첫 번째 후보로 고려됩니다. 단, 카탈로그에 명시된 사양 범위가 실제 이송량 및 절삭 깊이와 일치해야 합니다.

왜 제 인서트에서 길고 실처럼 가느다란 칩이 나오는 건가요?

일반적인 원인으로는 칩브레이커의 최소 범위 미만의 이송 속도, 너무 얕은 절삭 깊이, 지나치게 열린 기하학적 형상, 잘못된 진입각 또는 부적절한 절삭유 흐름 방향 등이 있습니다.

급이량을 늘리면 칩 분쇄 효과가 향상될 수 있나요?

네. 이송량을 높이면 더 두꺼운 칩이 생성되어 칩 브레이커에 더 효과적으로 걸릴 수 있습니다. 이송량은 인서트, 재질 등급, 기계 및 구성 부품의 허용 범위 내에서 유지되어야 합니다.

매우 짧은 칩이 항상 더 좋은 것일까?

아닙니다. 칩이 지나치게 짧거나 조각난 경우, 칩 억제력이 과도하거나 절삭날에 가해지는 하중이 높음을 나타낼 수 있습니다.

동일한 인서트 형상에 서로 다른 칩 브레이커를 사용할 수 있습니까?

네. CNMG, WNMG, CCMT, DCMT 및 기타 인서트 제품군은 다양한 소재와 가공 범위에 맞춰 여러 종류의 칩 브레이커와 함께 제공됩니다.

칩 브레이커가 표면 마감에 영향을 미치나요?

네. 이는 절삭력, 칩의 방향, 절삭날의 날카로움, 그리고 칩이 가공면에 접촉하는지 여부에 영향을 미칩니다. 하지만 노즈 반경, 이송량, 런아웃, 진동, 인서트 마모 역시 표면 마감에 영향을 미칩니다.

칩브레이커를 먼저 교체해야 할까요, 아니면 인서트 등급을 먼저 변경해야 할까요?

주요 문제가 칩 형성, 절삭력 또는 형상 범위인 경우에는 칩 브레이커를 교체하십시오. 주요 문제가 내마모성, 내열성 또는 인성인 경우에는 재질을 변경하십시오. 대부분의 경우, 이 두 가지를 서로 잘 어울리는 조합으로 함께 선택해야 합니다.

밀링 인서트에는 칩 브레이커가 필요한가요?

밀링 인서트는 많은 기능을 유사하게 수행하는 최상의 형상을 채택하고 있습니다. 다만, 밀링 전용 표를 참고하여 치아당 이송량, 축방향 절삭 깊이 및 반경방향 접촉 깊이를 기준으로 인서트를 선정해야 합니다.

최종 선정 체크리스트

인서트를 주문하기 전에 다음 사항을 확인해 주십시오:

이 형상은 공작물 재질에 맞춰 설계된 것입니다;
이 형상은 정삭, 중간 절삭 또는 황삭에 적합합니다;
이송량과 절삭 깊이가 해당 칩 제어 맵의 범위 내에 속할 때;
절단에 충분한 강도를 갖춘 절단면 처리가 되어 있으며;
삽입재 등급이 내열성, 내마모성 및 안정성 요건을 충족하며;
홀더 각도와 노즈 반경은 원하는 칩 형상을 유지하도록 돕습니다;
절삭 영역까지 냉각제가 도달할 수 있으며;
삽입물 접미사는 해당 제조사의 카탈로그에서 확인되었습니다.

목표는 가능한 한 가장 작은 칩을 만드는 것이 아닙니다.

목표는 다음 요소들 간의 안정적인 균형을 이루는 것입니다:

제어된 칩 형성;
다루기 쉬운 절삭력;
충분한 최첨단 강도;
적정 공구 수명;
안정적인 표면 품질;
칩을 안전하게 배출합니다.

기존 선반 가공 공정에 적합한 칩 브레이커를 찾는 데 도움이 필요하신가요? 호환성 및 형상 검토를 위해 완전한 인서트 코드, 공구 홀더 모델, 공작물 재질, 절삭 파라미터 및 칩 사진을 보내주시기 바랍니다.

인서트 칩 브레이커 해설: 올바른 형상 선택 방법