알루미늄 합금 기계의 버는 가공된 부품의 시각적인 부분에 영향을 미칠 뿐만 아니라 피팅을 방해하여 기능 장애로 이어집니다. 버를 디버링하거나 고정하려면 추가 단계를 거쳐야 하므로 프로세스가 복잡해지고 제조 비용도 증가합니다.
이러한 번거로움을 덜어드리기 위해, 우리는 알루미늄 합금 가공에서 버를 줄이기 위한 도구 및 매개변수 최적화에 대한 가이드라인을 제공했습니다.
알루미늄 합금 가공의 버(Burr)란 무엇인가?
버는 알루미늄 합금과 같은 고연성 금속 부품을 가공하는 동안 형성되는 원치 않는 거친 모서리입니다. 이는 밀링, 드릴링, 터닝 또는 연삭과 같은 가공 공정 중에 발생할 수 있습니다.
재료 특성 외에도 버는 도구 결함, 부정확한 절삭 속도 등 여러 가지 이유로 인해 발생합니다. 이러한 버는 기계로 가공된 부품의 외관에 영향을 미칠 뿐만 아니라 기계로 가공된 부품의 피팅과 성능에도 영향을 미칩니다.
CNC 가공 알루미늄 합금의 버 위험
정확도 감소
버는 기계 가공된 알루미늄 합금 부품의 실제 형상과 치수를 방해합니다. 게다가 설치 및 피팅 정확도에도 영향을 미칩니다.
부품 손상 및 수명 단축
반복적인 절삭력과 마찰은 버를 더욱 단단하게 만듭니다. 이는 제거하는 동안 기계의 부품에 균열을 일으킬 수 있습니다. 따라서 버는 부품을 손상시켜 조기 고장으로 이어집니다.
부상 위험
톱니가 있는 가공 부품을 작업할 때 작업자나 사용자는 톱니의 거칠고 날카로운 모서리로 인해 부상 위험이 있습니다.
전기 반바지
버가 접촉 표면에 남아 있으면 적절한 전기 연결을 방해할 수 있습니다. 이는 전압 강하, 과열 또는 전기 고장으로 이어집니다.
더 빠른 마모 및 기계 고장
기계 부품의 가장자리에 생성된 버는 지속적인 충돌을 겪으며 마모와 파손을 가속화합니다. 이는 더 빠른 마모와 기계 고장 위험으로 이어집니다.
알루미늄 합금 가공에서 버가 형성되는 이유는 무엇입니까? 원인
알루미늄의 연성
알루미늄은 본래 부드럽고 연성이 높아 응력 하에서 쉽게 소성 변형이 발생합니다. 알루미늄의 이러한 물리적 특성은 알루미늄 합금 금속 부품의 가공 중에 버가 형성되도록 합니다.
도구 마모 또는 잘못된 도구 형상
마모된 도구나 부적절한 도구 형상은 알루미늄 합금의 깨끗한 절단을 방해합니다. 절단 도구가 충분히 날카롭지 않으면 알루미늄이 구부러지거나 찢어져 버가 생길 수 있습니다.
높은 절삭 속도 및 이송 속도
높은 절삭 속도는 가공된 부분에 과도한 압력을 가하고 금속을 찢어 버를 발생시킵니다. 게다가 이송 속도가 높으면 과도한 열이 발생하여 알루미늄 변형이 더 심해집니다. 결과적으로 가공된 부분의 깨끗한 절단이 방해를 받아 버가 발생합니다.
칩 배출 불량
부적절한 칩 제거는 칩을 다시 절단해야 하며, 이로 인해 추가적인 버가 발생합니다. 게다가, 높은 이송 속도에서 칩을 배출하지 못하면 절단 구역에 마찰되어 2차 버가 발생합니다.
알루미늄 합금 가공의 버 유형
푸아송 버
푸아송 버는 작업 금속의 가장자리를 따라 나타납니다. 이는 절단하는 동안 압축되면서 작업물이 측면으로 확장되어 발생합니다.
롤오버 버
알루미늄 합금과 같은 부드러운 소재의 출구에서 절단 도구를 움직이는 동안 가장자리가 깨끗하게 절단되지 않고 구부러집니다. 이는 절단 가장자리를 따라 버 주름을 형성하여 제거하기 어렵습니다.
눈물 버
찢어짐 버는 낡거나 날카롭지 않은 도구를 사용하여 절단할 때 생성되며, 깨끗한 절단 대신 재료가 찢어집니다. 이는 가공된 부분에 거칠거나 날카롭거나 톱니 모양의 버를 남깁니다.
브레이크오프 버/컷오프 버
브레이크오프 버 또는 컷오프 버는 가공을 위해 스톡 소재에서 부품을 절단할 때 형성되는 깨끗하지 않거나 거친 모서리입니다. 이는 소재가 깨끗하게 절단되지 않아 버가 남게 되어 발생합니다.
알루미늄 가공에서 버를 줄이는 방법은?
날카로운 절단 도구 사용
알루미늄 합금의 인성과 연성은 깨끗한 절단을 가져오고 버 형성을 줄이기 위해 날카로운 도구가 필요합니다. 이를 위해 도구 선택은 알루미늄 합금을 가공하는 데 중요합니다. 알루미늄 가공에 가장 적합한 도구 재료는 다음과 같습니다.
- 고속도강(HSS) 도구
- 초경공구 및
- 다결정 다이아몬드(PCD) 도구
같은 절삭 공구를 오랫동안 사용하면 마모되고 날카로움에 영향을 미칩니다. 가능하다면 모서리를 날카롭게 하거나 새 것으로 교체하세요. 그러나 내마모성이 높으므로 수명을 위해 PCD 공구를 사용하세요.
정교한 절삭 공정을 위해서는 복합 밀링 커터나 복합 드릴과 같은 복합 도구를 선택하는 것이 가장 좋습니다. 가공 품질을 개선하는 것 외에도 이러한 도구는 이전 도구로 인해 형성된 버를 제거하는 데 도움이 됩니다. 이렇게 하면 다음 가공 단계에서 버가 생길 가능성이 줄어듭니다.
도구 경로 최적화
버는 대부분 절삭 공구가 작업물에 있을 때 형성됩니다. 이러한 버는 공구가 작업물에 들어갈 때 형성되는 버보다 큽니다. 공구를 통과하는 방향은 버를 형성하는 데 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 알루미늄 합금을 밀링하는 데 전통적인 지그재그 경로를 사용하면 더 큰 버가 형성됩니다.
도구 경로를 최적화하면 버를 최소화할 수 있습니다. 지그재그 경로 대신 클라임 밀링이나 컨투어 밀링을 선택하세요.
클라임 밀링:
클라임 밀링에서는 절삭 공구가 피드와 같은 방향으로 이동합니다. 이렇게 하면 작업물이 당겨져 마무리가 더 깔끔하고 버가 줄어듭니다.
윤곽 밀링:
윤곽 밀링에서 도구는 들어올리거나 다시 들어가지 않고 가장자리를 따라 부드럽게 움직입니다. 도구가 공정 내내 재료와 접촉하면서 깨끗한 절단을 가져오고 버 형성을 줄입니다.
도구 형상 최적화
알루미늄 합금을 절단하는 각도는 버 형성에 영향을 미칩니다. 여기서는 레이크 각도, 릴리프 각도, 노즈 반경 및 챔퍼링을 고려해야 합니다. 이러한 요소를 조정하면 알루미늄 합금의 버를 줄일 수 있습니다.
| 도구 형상 계수 | 그것이 무엇인가? | 권장 범위 | 어떻게 버를 줄이는 데 도움이 되나요? |
|---|---|---|---|
| 레이크 각도 | 공구 면과 공작물 표면에 수직인 선 사이의 각도. | 양의 레이크: 10° ~ 30° (매우 부드러운 알루미늄 합금의 경우 더 높음) | – 절단력을 줄여줍니다 – 작업 경화 방지 – 열 축적을 최소화합니다 |
| 릴리프 각도 | 공구의 측면과 가공된 표면 사이의 각도입니다. | 5° ~ 15° (공급 속도에 따라 다름) | – 도구 마찰 방지 – 마찰을 줄여줍니다 – 재료 찢어짐 최소화 |
| 코 반경 | 공구 끝의 절삭날 반경. | 0.2mm에서 1.6mm | – 모서리 강화 – 칩 흐름을 제어합니다. – 변형을 줄입니다 |
| 모따기 | 도구의 절삭날에 있는 작고 각진 모서리. | 폭: 0.05mm ~ 0.2mm 각도 : 5° ~ 20° | – 절삭날을 강화합니다 – 칩 배출 개선 – 출구 버를 방지합니다. |
절단 속도 조정
더 높은 절삭 속도는 재료 제거율을 개선하지만 도구 마모와 열 발생을 증가시켜 버 형성으로 이어질 수 있습니다. 이것이 최적의 절삭 속도를 유지하는 것이 필수적인 이유입니다. 그러나 절삭 속도는 알루미늄 합금마다 다릅니다.
공급 속도(IPR – 회전당 인치)
이송 속도는 공구가 작업물에서 재료를 제거하는 속도를 결정합니다. 그러나 이송 속도가 빠르면 재료 제거가 빠르고 보통 버가 남습니다. 반면에 이송 속도가 느리면 버가 최소한으로 형성되어 매끄러운 절단이 가능합니다. 알루미늄 합금의 거친 절단 및 마무리 절단에 대한 이송 속도 범위는 다음과 같습니다.
| 절단 유형 | 거친 절단 | 마무리 컷 |
|---|---|---|
| 이송 속도 | 0.005 – 0.020 IP R | 0.002 – 0.004 IP R |
절입 깊이(DOC)
DOC는 각 패스 동안 공구가 소재에 얼마나 깊이 침투하는지를 나타냅니다. 인치 또는 밀리미터로 측정합니다. 더 깊은 절삭 깊이는 작업물에 더 깊이 통과하지만 공구를 더 빨리 마모시켜 버 형성을 증가시킵니다. 그러나 DOC와 이송 속도는 상호 연관되어 있습니다.
- 더 큰 DOC = 더 느린 공급 속도
- 더 작은 DOC = 더 빠른 공급 속도
참고: 이 관계는 절대적인 규칙이 아니며, 재료 특성, 공구 형상 등에 따라 달라질 수 있습니다.
아래에서는 알루미늄 합금 선반 가공을 위한 이송 속도에 DOC 대응을 추가합니다.
| 절단 유형 | 절삭 깊이 | 이송 속도(IPM) |
|---|---|---|
| 선반 마무리 절단 | 0.01 인치 ~ 0.03 인치 | 0.005 – 0.020IPM |
| 선반 마무리 절단 | 0.002 인치 ~ 0.012 인치 | 0.002 – 0.004IPM |
올바른 절삭유 선택: 냉각수 및 윤활
냉각수와 윤활은 가공 중 공구의 과열을 방지합니다. 또한 절삭을 매끄럽게 하여 버를 제거하여 균일한 마무리를 제공합니다. 알루미늄 합금에 사용되는 일반적인 윤활제는 다음과 같습니다.
- 맥시솔 알
- 트림 SC520
- Hai Lu Jya He의 절삭유(알루미늄용으로 특별히 제조)
- 석유계 오일(예: 미네랄 오일)
- 수용성 오일(예: 에멀전)
품질 관리 및 검사
기계 가공을 정기적으로 검사하면 버의 잠재적 위험을 파악하고 주요 문제가 발생하기 전에 해결할 수 있습니다. 따라서 절삭 속도, 이송 속도, 절삭 깊이, 공구 상태와 같은 매개변수를 조정하면 버를 최소화할 수 있습니다.
알루미늄 합금에서 버를 제거하는 방법? 디버링
디버링 도구
알루미늄 합금 가공에서 작은 버를 제거하려면 디버링 나이프와 같은 수동 도구를 사용할 수 있습니다. 다시 말해 더 크거나 더 복잡한 부품의 경우 회전 도구가 버를 고치는 데 효과적입니다. 그러나 최상의 결과를 얻으려면 일정한 압력을 가하고 손이 안정되어야 합니다.
화학적 디버링
화학적 디버링은 도구가 닿지 않는 접근하기 어려운 곳에 적용할 수 있습니다. 이러한 화학 물질은 알루미늄 부품의 버를 용해하여 가공된 부품에 완성된 모습을 부여합니다. 알루미늄 합금 디버링에 가장 적합한 화학 물질은 다음과 같습니다.
- 인산 용액
- 아세트산(아세트산)
- 질산(살페터 용액)
- 질산구리
- 알루미늄 화학 디버링 및 연마제 Q/Ys. 204-2
- 알켐 300 공정
- M-111 비철 디버링 컴파운드
- M-222 비철 디버링 컴파운드
그러나 디버링을 하는 동안 안전 프로토콜을 유지하고 화학 물질을 조심스럽게 다루어야 합니다.
연마 방법
연마 방법은 버를 제거하고 알루미늄 합금 가공 부품의 노화를 매끈하게 하는 빠른 해결책입니다. 그럼에도 불구하고 알루미늄을 손상시키지 않도록 하기 위해 회피 방법을 현명하게 선택해야 합니다. 일반적인 회피 방법은 다음과 같습니다.
| 연마 방법 | 기술설명 | 효과적인 |
|---|---|---|
| 샌딩 | 연마지나 패드를 사용하여 모서리를 매끄럽게 다듬습니다. | 작은 버 또는 가장자리 |
| 연마 | 회전하는 연마 휠을 사용하여 버를 마모시킵니다. | 중간 버 |
| 거친 발파 | 압축 공기를 사용하여 연마재(예: 모래, 구슬)를 부품에 분사합니다. | 대량 처리에 빠르고 효과적 |
맺음말
버 형성은 공구 마모, 부적절한 절삭 속도, 이송 속도, 기계 진동 등으로 인해 발생할 수 있습니다. 따라서 알루미늄 합금을 가공하기 전에 공구와 기계 매개변수를 최적화하는 것이 필요합니다. 또한 윤활제를 사용하면 버를 줄이는 데 도움이 됩니다.
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자주 묻는 질문
알루미늄의 버를 제거하는 가장 좋은 방법은 무엇입니까?
알루미늄 버 제거의 가장 좋은 방법은 특정 용도에 따라 다릅니다. 소형에서 중형 버의 경우 수동 버 제거 도구 또는 회전 버 제거 도구가 가장 좋습니다. 다시 말하지만, 좁은 공간이나 복잡한 영역의 경우 화학적 버 제거가 궁극적인 옵션입니다. 더 큰 버의 버 제거를 하는 경우 샌딩이나 연삭이 매우 효과적인 옵션입니다. 그리고 대량 생산의 경우 연마 분사를 사용하십시오.
알루미늄 합금의 버를 제거하는 것이 중요한 이유는 무엇입니까?
버는 기계 가공된 알루미늄 합금의 원래 모양을 방해하여 조립 중 구성 요소의 적합성이나 기능에 영향을 미칩니다. 이는 부품의 갑작스러운 기능 고장, 분리 또는 걸림 위험을 초래합니다. 게다가 날카로운 모서리는 버를 형성하여 취급 및 조립 중에 절단이나 부상을 일으킵니다.
알루미늄 가공 시 냉각수를 사용해야 하는 이유는 무엇입니까?
알루미늄은 절단 과정에서 열을 발생시켜 도구 마모와 재료 변형을 초래합니다. 냉각수를 사용하면 알루미늄의 과열을 방지하고 윤활하여 더 매끈한 절단을 제공합니다. 또한 절단 구역에서 칩과 스와프를 씻어내는 데 도움이 됩니다.
CNC 기계로 버를 제거할 수 있나요?
네, CNC 기계를 사용하면 버를 제거할 수 있습니다. 많은 기계에 버 제거 부착물이 장착되어 있거나 특정 버 제거 작업에 맞게 프로그래밍할 수 있습니다. 이 버 제거 공정은 일관된 버 제거를 보장하기 위해 대량 배치에 이상적입니다.
