절삭·가공
공구수명
Tool Life
정의
공구가 교체 기준(마모량·조도 저하)에 도달할 때까지의 가공 시간·수량. 테일러 공식으로 절삭속도와의 관계를 추정한다.
자세한 설명
공구수명은 여유면 마모폭(VB)이 기준값(통상 0.2~0.3mm 수준)에 이르거나, 치수·조도가 관리 한계를 벗어나거나, 날이 파손될 때까지의 절삭시간 또는 가공 수량으로 정의한다. 테일러 공식 VT^n = C는 절삭속도와 수명의 반비례 관계를 정량화한 것으로, 속도를 조금만 올려도 수명이 크게 줄어드는 이유를 설명한다.
실무의 핵심은 수명을 예측이 아니라 관리의 문제로 다루는 것이다. 마모가 한계에 이르기 전 정해진 수량·시간에 공구를 교체하는 정기 교체 방식이 돌발 파손과 불량 유출을 막는 표준 접근이며, CNC의 공구수명 관리 기능에 수량·시간을 등록해 자동 경고·교체를 운용한다.
공구 단가만 보고 수명을 늘리는 데 집착하면 손해인 경우가 많다. 공구비는 가공 원가의 일부에 불과하므로, 공구비·교체 시간·기계 가동비를 합한 총비용이 최소가 되는 경제적 수명·속도를 찾는 것이 목표다.
공식
V × T^n = C (테일러 공구수명 공식)
(V: 절삭속도 m/min, T: 공구수명 min, n·C: 공구·소재 조합 상수)
초경 공구의 n은 통상 0.2~0.3 수준 실무 예시
n=0.25인 초경 인서트가 절삭속도 200m/min에서 수명 30분이라면, 속도를 250m/min으로 25% 올릴 때 수명은 T = 30×(200/250)^(1/0.25) ≈ 12분으로 절반 이하가 된다. 반대로 수명을 60분으로 늘리려면 속도를 약 168m/min으로 낮춰야 한다.
실무 포인트
- 마모 한계까지 쓰지 말고 정기 교체한다 — 마지막 몇 개의 불량과 돌발 파손 손실이 공구비 절감분보다 크다.
- 수명 판정 기준(VB값·수량·조도)을 문서로 정해 작업자 간 편차를 없앤다.
- 수명이 갑자기 짧아지면 공구 탓 전에 소재 로트 경도·클램핑·절삭유 농도 변화를 의심한다.
- 공구비 최소가 아니라 총원가 최소를 목표로 경제적 절삭속도를 설정한다.
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