구성인선 (Built-Up Edge)

한 줄 정의: 절삭 중 공작물 재료가 공구 날 끝에 눌어붙어 임시 날처럼 작용하는 덩어리입니다.

쉽게 풀면

연한 재료를 낮은 속도로 깎다 보면 칩의 일부가 공구 날 끝에 압착되어 붙습니다. 이 덩어리가 잠시 날 역할을 하다가 커지면 떨어져 나가고, 다시 쌓이기를 반복합니다. 떨어져 나간 조각이 가공면에 박히거나 긁어서 표면이 거칠어집니다.

왜 중요한가

저속 절삭에서 표면 거칠기가 나빠지고 치수가 흔들리는 대표적 원인이어서, 절삭속도 하한을 정하는 근거가 됩니다. 구성인선 발생 여부는 절삭유·공구 코팅·절삭조건의 효과를 평가하는 지표로도 쓰입니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"절삭속도를 60m/min 이상으로 높이자 구성인선이 사라지며 표면 거칠기가 개선되었다."

속도를 올려 눌어붙음을 없앴더니 표면이 좋아졌다는 뜻입니다.

조금 더 깊게 보면

구성인선은 알루미늄이나 연강처럼 연성이 크고 공구와 친화력이 있는 재료에서, 중저속 절삭 구간에서 잘 생깁니다. 속도를 높여 절삭온도가 올라가면 재료가 연화되어 눌어붙지 못하므로 자연히 사라집니다. 경사각을 크게 하거나 마찰을 줄이는 코팅과 극압 절삭유를 쓰는 것도 억제 방법입니다. 구성인선이 붙어 있는 동안에는 실효 경사각이 커지고 날 끝이 보호되어 절삭력과 공구 마모가 일시적으로 줄기도 합니다.

주의할 점

구성인선은 공구가 닳는 현상이 아니라 재료가 달라붙는 현상이므로 공구 마모 기구와 구분해야 합니다. 다만 반복적인 부착과 탈락이 날 끝을 뜯어내 마모를 가속하기도 합니다.