절삭 공구의 안전 기술

고속 밀링 기술은 자동차, 항공기 및 금형 제조 산업에서 널리 사용됩니다. 밀링커터가 고속으로 회전할 때 절삭공구의 각 부분이 부담하는 원심력은 절삭력 자체의 영향을 훨씬 뛰어넘어 절삭공구의 주하중이 되었기 때문에 원심력이 일정 수준에 도달하면 , 절삭 공구가 변형되거나 파손될 수 있습니다. 따라서 고속밀링커터의 안전기술에 대한 연구는 고속밀링기술의 발전에 있어서 매우 중요한 의미를 갖는다.

1990년대 초 독일에서는 고속 밀링 커터의 안전 기술을 연구하기 시작했으며, 실패에 대한 테스트 방법과 표준을 규정하는 표준 DIN6589-1 "고속 밀링 커터에 대한 안전 요구 사항" 초안을 공식화했습니다. 고속 밀링 커터의 설계, 제조 및 사용에 대한 지침 의견을 기술적으로 제시하고 통일된 안전 검사 방법을 규정합니다. 이 표준 초안은 다양한 국가의 고속 밀링 커터의 안전을 위한 지침 문서가 되었습니다.

1. 고속밀링커터의 안전불량 형태 및 시험방법

The draft standard stipulates the speed limit of high-speed cutting. After exceeding this speed, the centrifugal force will become the main load of the milling cutter, and safety technology must be adopted. In the relationship diagram between tool diameter and high-speed cutting range, the area above the curve is the high-speed cutting range that the milling cutter must undergo safety inspection as specified in the standard: for single-piece tools (integral or welded tools) with a diameter of d1≤32mm, the cutting speed exceeds 10000m/mm for the high-speed cutting range; for assembled machine-clamped tools with a diameter of d1>32mm의 경우 고속 절단 범위는 BC 선분 위의 영역입니다. 고속 밀링 커터의 안전 실패에는 변형과 파열이라는 두 가지 형태가 있습니다. 다양한 유형의 밀링 커터에 대한 안전 테스트 방법도 다릅니다. 기계 고정식 인덱서블 밀링 커터의 경우 두 가지 안전 테스트 방법이 있습니다. 한 가지 방법은 최대 작동 속도의 1.6배에서 테스트하는 것이며, 공구의 영구 변형 또는 부품의 변위는 0을 초과하지 않습니다. 05mm; 다른 방법은 최대 작동 속도의 2배로 테스트하고 공구가 부러지지 않는 것입니다(날을 고정하는 나사가 잘리는 경우, 날 또는 기타 클램핑 부품이 떨어지는 경우, 커터 본체가 터지는 경우 등 포함). .). 일체형 밀링 커터의 경우 구부러지거나 부러지지 않고 최대 작동 속도의 2배로 테스트되어야 합니다.

2. 고속 밀링 커터 강도 계산 모델

원심력의 작용으로 고속 절단기가 파손되는지 여부의 핵심은 절단기 본체가 충분히 강한지, 기계 클램프 부품이 안정적으로 고정되어 있는지 여부에 있습니다. 원심력을 주하중으로 사용하여 커터 본체 강도를 계산하는 경우 커터 형상의 복잡성으로 인해 고전 역학 이론으로 계산한 결과에 큰 오류가 발생하고 안전 설계 요구 사항을 충족하지 못하는 경우가 많습니다. 커터 설계 단계에서 원심력의 작용에 따른 커터 구조의 응력과 변형을 정성적, 정량적으로 분석하기 위해 유한 요소법을 사용하여 다양한 속도에서 응력 크기를 계산하고 파손 과정을 시뮬레이션하며 개선할 수 있습니다. 디자인 계획. 고속 밀링 커터의 유한 요소 계산 모델에는 커터 바디, 커터 바디 시트, 블레이드 및 클램핑 나사가 포함됩니다. 먼저, 커터 본체의 탄성변형(스크류, 블레이드 등 부품의 질량 포함)을 계산한 후 분리된 커터 시트를 상세하게 분석합니다. 획득된 커터 본체의 탄성 변형은 경계 조건으로 커터 시트 분리에 추가됩니다. 그런 다음 커터 시트, 블레이드, 나사 및 무질량 마찰 쌍이 블레이드 클램핑 시스템의 모델을 형성하고 클램핑 신뢰성 분석이 수행됩니다. 유한 요소 모델은 공구 홀더에 있는 블레이드의 경사, 슬라이딩 및 회전과 클램핑 시 나사의 변형을 시뮬레이션할 수 있으며 다양한 속도에서 블레이드 변위와 나사 힘을 계산할 수 있습니다.