칩 형성

칩 형성은 톱, 래치, 밀링 커터 등의 공구를 이용해 기계적 수단으로 자재를 절단하는 과정의 일부다.이러한 형성의 이론과 공학에 대한 이해는 그러한 기계와 절삭 도구의 개발에 필수적인 부분이다.

칩 형성에 대한 공식적인 연구는 제2차 세계 대전과 직후에 장려되었고, 특히 새로운 고속 강철 절단기로 금속 절단을 위해 더 빠르고 더 강력한 절삭기의 사용이 증가하였다.이 분야의 개척 작업은 키비마(1952년)와 프란츠(1958년)가 맡았다.^[1][2]

칩 형성은 보통 프란츠가 개발한 3방향 모델에 따라 기술된다.이 모델은 목공예와 같은 응용 영역이 칩 형성을 일반적으로 시도되는 것보다 더 상세히 기술하기 위한 어휘를 필요로 할 때도 사용되지만 공작기계 설계 분야에서 가장 잘 알려져 있다.^[3][4]

칩구분

처음 세 종류의 칩은 노르만 프란츠 박사에 의한 원래의 특성화다.형성되는 칩의^[5] 종류는 도구와 재료의 많은 요인에 따라 달라진다.일반적으로 주요 요인은 공구의 가장자리 면에 의해 형성된 각도와 표면에 나타나는 각이다.

절삭 도구의 선명도는 보통 칩의 종류를 정의하는 것이 아니라 칩의 품질, 그리고 유형 간의 명확한 구분을 정의한다.뭉툭한 도구는 크고, 찢어지고, 형성 수단에 따라 달라지는 퇴화된 칩을 생산하며, 종종 이것이 의미하는 바는 질이 나쁜 표면을 남긴다.

I형 칩

Type I 칩은 재료의 인장 강도를 초과하는 공구의 위쪽으로 쐐기 작용으로 인해 절삭 가장자리 앞에서 재료가 분할될 때 형성되며 표면과 수직이다.따라서 그것들은 나무와 같은 섬유 소재에서 특히 중요하다. 나무와 같은 섬유는 강하지만 상대적으로 쉽게 분리될 수 있다.I형 칩은 일반적으로 절삭 각도가 얕은 공구에 의해 절삭된다.

타입 I 칩은 커트 길이에 의해서만 크기가 제한되는 길고 연속적인 파편을 형성할 수 있다.

이것은 나무 조각에 이상적인 칩 형성이며,^[4] 특히 입이 정교하게 조정된 잘 조정된 평면에 의해 생산된다.

II형 칩

타입 II 칩은 절삭력이 공구 각도의 쐐기로 생성될 때 형성된다.재료는 툴 가장자리의 정점에서 대각선으로 위쪽으로 그리고 표면까지 짧은 각도 평면을 따라 실패한다.소재는 이 라인을 따라 변형되어 위로 올라가는 컬링 칩을 형성한다.이 칩들은 일반적으로 중간 절삭 각도에서 형성된다.

타입 II 칩은 금속과 같은 연성 물질에서 형성될 수 있다.

타입 II 칩은 또한 길고 연속적인 파편을 형성할 수 있다.

타입 III 칩

타입 III 칩은 재료의 압축 고장을 형성하며, 비교적 둔한 절단 각도를 앞질러 90°에 근접한다.일부 취약하거나 비 유도성 물질에서 이것은 보통 미세먼지로 허용되는 칩을 형성할 수 있지만, 종종 폐기물이 공구 앞에 뭉쳐져 있지만 잘 형성된 칩으로 결정적으로 제거되지 않는 무작위 "눈길" 효과를 발생시킨다.

이런 종류의 칩은 라우터에 의해 형성된다.또한 목공용 스크레이퍼에 의해 형성되기도 하지만, 적절히 갈고 사용했을 때 이러한 칩들은 매우 얇은 타입 III 칩을 형성하여 대신 잘 형성된 타입 II 칩으로 나타난다.그들의 폐칩은 압축파괴량이 타입 II의 잘 정의된 전단 평면에 대해 작용하기에 충분히 작을 정도로 얇다.

0형 칩

이 유형은 나중에 윌리엄 맥켄지(1960년)에 의해 특징지어졌다.^[i]

참조