호브 및 브로치용 공구강 선택

홉은 기어 톱니나 기타 반복적인 형상을 가공하는 데 사용되는 회전식 절삭 공구인 반면, 브로치는 점진적으로 높아지는 톱니를 이용하여 한 번에 재료를 제거하는 선형 다날 공구입니다. 이러한 작동 방식의 차이에도 불구하고, 둘 다 높은 국부 응력, 높은 마찰, 그리고 높은 날 온도 하에서 작동하는 절삭 공구입니다.

절삭 과정에서 전단 영역의 소성 변형과 공구-칩 계면에서의 마찰로 인해 상당한 열이 발생하며, 까다로운 작업 환경에서는 날끝 온도가 1000°C에 육박할 수 있습니다. 또한 브로치는 많은 날이 순차적으로 맞물리기 때문에 구조적 하중이 매우 크며, 공구 본체는 최대 0.9MN에 달하는 큰 인장력 또는 밀기력을 전달해야 합니다. 이러한 조건에서 주요 파손 유형은 크레이터 마모, 측면 마모, 날끝 파손, 절삭 깊이 노칭 및 열 연화입니다. 따라서 공구강 선택은 어떤 파손 유형이 공구 수명을 가장 먼저 제한하는지에 따라 달라집니다.

선택 요인

호빙 가공에서 가장 중요한 요구 사항은 점진적인 마모에 대한 저항성입니다. 호빙 가공은 장기간의 생산 과정에서 치형 정확도를 유지해야 하므로, 측면 마모와 크레이터 마모가 충격 저항보다 더 중요한 경우가 많습니다. 실질적으로 이는 내마모성과 고온 경도가 최대 인성보다 일반적으로 더 중요하다는 것을 의미합니다.

브로치의 경우, 균형이 더욱 중요합니다. 브로칭 날은 마모에 강해야 할 뿐만 아니라, 높은 단면 하중, 진동, 그리고 진입이나 불규칙한 절삭 과정에서 발생하는 국부적인 과부하의 위험에도 직면해야 합니다. 인성이 충분히 뒷받침되지 않은 상태에서 경도만 지나치게 높이면 날이 깨지거나 부러지는 등 심각한 고장이 발생할 수 있습니다. 따라서 브로치 강은 우수한 내마모성과 실제 절삭 하중을 견딜 수 있는 충분한 날 강도를 모두 갖춰야 합니다.

절삭 온도가 높아질수록 고온 경도가 더욱 중요해집니다. 합금강, 경질 주철 또는 내열 합금을 가공할 때, 상온 경도가 높더라도 고온에서 경도가 떨어지는 강재는 마모가 빠르게 진행됩니다. 이러한 경우, 경도 향상은 단순 마모보다는 열 연화에 의해 이루어지는 경우가 많습니다.

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요약표