수직 CNC 밀링 머신의 일반적인 형태 및 작업 방법
수직 CNC 밀링 머신은 소형과 중형으로 나뉜다. 소형 CNC 밀링 머신은 일반적으로 수직 리프팅 테이블 구조로, 즉 공작 기계의 주요 이동 및 이송 이동은 작업대에 의해 완료되는 반면, 중형 수직 밀링 머신의 Z 방향 주요 이동은 스핀들 박스에 의해 완료되고, X 및 Y 방향의 이송 이동은 작업대에 의해 완료된다. 수직 CNC 밀링 머신은 일반적으로 3좌표 공작 기계이므로 제어 가능한 연결 좌표 축의 수에 따라 분류된다.
수직 CNC 밀링 머신에는 3좌표 링크 CNC 밀링 머신과 2축 반좌표 링크 CNC 밀링 머신이 포함됩니다. 수직 CNC 밀링 머신에서 일반적으로 처리하는 부품에는 평면 윤곽 부품, 공간 곡면 윤곽 부품 및 금형 부품 등이 있습니다. 부품의 평면 밀링, 평면 캐비티 밀링, 형상 윤곽 밀링, 3차원 및 더 복잡한 표면 밀링 등에 사용할 수 있습니다.
수직 밀링 머신에서 대형 평면 표면 가공에 일반적으로 사용되는 도구: 카바이드 인덱서블 페이스 밀링 커터
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수직 CNC 밀링 머신에서 대형 평면 부품을 가공할 때 일반적으로 엔드 밀링 커터라고도 하는 페이스 밀링 커터가 사용됩니다. 페이스 밀링 커터는 대구경 커터 디스크, 큰 절삭 영역 및 높은 절삭 효율을 가지고 있습니다. 페이스 밀링 커터의 주요 절삭 날은 밀링 커터 주변의 원통형 및 원뿔형 표면에 분포되고 보조 절삭 날은 밀링 커터의 끝면에 분포됩니다.
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가장 많이 사용되는 얼굴 엔드밀 수직 CNC 밀링 머신의 경우 카바이드 인덱서블 페이스 밀링 커터는 블레이드의 주요 편향 각도에 따라 45° 페이스 밀링 커터, 75° 페이스 밀링 커터 및 90° 페이스 밀링 커터로 나뉩니다. 45° 페이스 밀링 커터는 진동이 낮아 자주 사용되며 평면, 경사면, 모따기 표면 등을 가공할 수 있습니다. 이러한 유형의 공구를 사용하여 평면을 가공할 때 블레이드 파손률이 낮고 내구성이 높습니다.
75° 페이스 밀링 커터는 90° 페이스 밀링 커터에 비해 충격 저항성이 크게 향상되었으며 절삭이 매끄럽고 가볍습니다. 평면 가공에서 먼저 사용해야 합니다. 이 유형의 페이스 밀링 커터는 광범위한 응용 분야를 가진 범용 공구이며 거친 가공에 사용할 수 있습니다. 90° 페이스 밀링 커터는 계단형 표면과 평면을 모두 가공할 수 있지만 가공 중에 진동이 커서 공작 기계에 큰 출력과 충분한 강성이 필요합니다. 일반적으로 얇은 벽 부품 가공에 사용됩니다.
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페이스 밀링 커터의 직경을 선택할 때 가장 중요한 고려 사항은 커터에 필요한 전력이 공작 기계의 전력 범위 내에 있어야 한다는 것입니다. 공작 기계의 스핀들 직경도 선택 기준으로 사용할 수 있습니다. 페이스 밀링 커터의 직경은 D=1.5d(d는 스핀들 직경) 공식에 따라 선택할 수 있습니다. 대량 생산에서는 커터 직경을 작업물의 절삭 폭의 1.6배에 따라 선택할 수도 있습니다. 페이스 밀링 커터는 거친 이빨, 중간 이빨, 미세 이빨로 나뉩니다. 거친 이빨은 이빨이 적고 칩 공간이 크며 이빨 강도가 더 강하여 거친 가공에 적합합니다. 중간 이빨 밀링 커터는 절삭이 안정적이며 널리 사용됩니다. 미세 이빨 밀링 커터는 이빨이 많고 칩 공간이 작으며 이빨 강도가 낮아 미세 가공에 적합합니다.
수직 CNC 밀링 머신의 윤곽 가공에 일반적으로 사용되는 도구: 엔드 밀링 커터
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엔드밀은 CNC 밀링 머신에서 가장 많이 사용되는 도구입니다. 평면, 부품 윤곽, 일부 오픈 슬롯 및 성형 표면 등을 처리할 수 있습니다. 엔드밀의 모양은 원통형이며 일반적으로 3개 이상의 모서리가 있습니다. 주요 절삭 모서리는 밀링 커터의 원통형 표면에 분포되고 끝면은 보조 절삭 모서리입니다. 밀링 커터의 끝면 모양은 센터 홀 유형 또는 오픈 유형입니다.
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엔드밀은 좌측 나선과 우측 나선으로 나뉘며, 밀링 에지도 좌측 에지와 우측 에지로 나뉜다. 가장 흔한 것은 우측 에지 우측 나선이다. 엔드밀의 원통형 표면의 에지는 직선 에지 또는 나선 에지가 될 수 있다. 그러나 직선 에지는 간헐적 절단으로 진동이 크고 표면 품질이 좋지 않은 반면, 나선 에지는 연속적 절단으로 각 이빨이 절단 에지를 따라 점차적으로 절단하고 빼내며 진동이 매우 적어 절단 공정의 안정성과 작업물의 표면 품질을 향상시킨다. 나선 에지가 있는 엔드밀이 가장 흔하다.
나선 각도는 일반적으로 30°와 45°입니다. 가공 요구 사항이 낮은 일부 작업물의 경우 일반적으로 30° 나선 각도가 사용되며, 이송 속도가 크고 속도가 낮습니다. 부품에 더 높은 품질이 필요한 경우 45° 나선 각도를 사용해야 하며, 이송 속도가 작고 속도가 높아 부품의 표면 품질을 개선해야 합니다.
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엔드밀의 칩 홈은 블레이드 수가 증가함에 따라 감소하는 반면 강성은 그 반대입니다. 엔드밀의 블레이드가 많을수록 강성이 더 좋고 강성은 밀링 중 공구의 안정성에 영향을 미칩니다. 따라서 일반적으로 3~6개의 이빨을 가진 엔드밀은 거친 가공에 사용되고 5~10개의 이빨을 가진 엔드밀은 미세 가공에 사용됩니다.
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엔드밀을 사용할 때는 금기사항이 있는데, 즉 일반적으로 밀링커터의 축방향으로 이송하는 것은 허용되지 않으며, 밀링커터의 반경방향으로 이송하는 것이 권장됩니다. 그러나 가공방법을 변경하면 깊이 절삭하고 Z방향으로 이송하는 것도 가능합니다. 일반적인 이송방법은 다음과 같습니다.
- 드릴 비트로 공급하고 가공 구멍. 먼저 직경이 작은 드릴 비트를 사용하여 가공 구멍을 가공한 다음 엔드밀을 사용하여 수직 절단 및 Z 방향으로 공급합니다.
- 나선형 공급 방법을 사용합니다. CNC 밀링 머신은 3축 링크 나선형 공급을 달성할 수 있으므로 Z 방향 공급 및 내부 윤곽 가공이 자연스럽고 원활하게 전환되며 일반적으로 가공 흔적이 발생하지 않습니다. 따라서 이 방법이 널리 사용됩니다.
- 사선 공급 방식. 3축 링크 사선 공급 방식을 사용하고 엔드밀의 단면 모서리를 절삭에 사용하여 공구의 중앙 부분이 절삭에 참여하는 것을 방지합니다. 그러나 이 공급 방식은 Z 방향 공급과 내부 윤곽 가공 사이의 원활한 전환을 달성할 수 없고 가공 마크를 생성하기 쉽다는 단점이 있습니다.
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카바이드 스파이럴 톱니 밀링 커터는 일반적인 엔드밀보다 직경이 큽니다. 밀링 커터의 원주에 나선형 홈이 열립니다. 두 개 이상의 카바이드 블레이드가 하나의 홈에 설치되고 인접한 이빨 사이의 조인트는 엇갈립니다. 동일한 홈에서 블레이드 사이의 조인트는 칩 홈으로 사용됩니다. 이 유형의 밀링 커터는 성숙한 옥수수와 같은 모양의 엇갈린 블레이드가 많으며 일반적으로 "옥수수 밀링 커터"로 알려져 있습니다. 여러 개의 카바이드 블레이드로 구성된 나선형 블레이드이기 때문에 "옥수수 밀링 커터"는 강도와 절삭력이 높습니다. 주로 거친 가공에 사용되며 큰 백 커팅 양과 큰 이송 속도를 가질 수 있으며 밀링 효율이 높습니다.
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골판지 에지 밀링 커터는 골판지 블레이드를 가지고 있어 절단 저항을 효과적으로 줄이고 진동을 줄이며 밀링 효율을 높일 수 있습니다. 골판지 에지 밀링 커터는 골판지 에지를 통해 좁고 긴 칩을 두껍고 짧은 깨진 칩으로 나누고 칩 제거가 매끄럽습니다. 골판지 에지는 절단 에지의 길이를 늘릴 수 있어 방열에 도움이 될 뿐만 아니라 절삭 유체가 절단 영역으로 침투하기 쉽고 냉각 효과가 좋으며 미세 가공에 사용할 수 있습니다.
수직 CNC 밀링 머신의 슬롯을 위한 일반 도구 – 키웨이 밀링 커터
키웨이 엔드밀은 외관상 엔드밀과 매우 유사하지만, 키웨이 밀링 커터는 양날 도구이며 끝면에 중심 구멍이 없습니다. 끝면 이빨은 외부 원에서 축으로 열리고 나선 각도는 일반적으로 30°입니다. 끝면 이빨은 강도가 높으므로 끝면 이빨의 절삭 날이 주 절삭 날이고 원통형 표면의 절삭 날이 보조 절삭 날입니다. 엔드밀과 달리 키웨이 밀링 커터는 축 방향과 반경 방향으로 모두 공급할 수 있습니다. 밀링 커터는 두 개의 모서리만 있기 때문에 강성이 엔드밀만큼 높지 않습니다.
그러나 원통형 직경의 정확도와 허용 오차는 매우 엄격하고 밀링 커터의 전체 정확도는 비교적 높습니다. 이는 또한 키웨이 밀링 커터를 사용하여 폐쇄형 원형 헤드 키웨이를 밀링할 때 키웨이와 같은 직경의 밀링 커터를 선택하고 밀링 커터의 직경 정확도를 사용하여 키웨이의 정확도를 보장해야 함을 의미합니다. 수직 밀링 머신 도구가 완전하지 않은 경우 키웨이 밀링 커터를 사용하여 평면, 홈, 윤곽 등 여러 내용을 가공할 수 있습니다. 이 방법은 학생들이 밀링 머신을 배우기 시작하고 매우 높은 가공 정확도가 필요하지 않을 때 자주 사용됩니다.
수직 CNC 밀링 머신용 일반 도구 - 금형 가공 - 금형 강철 엔드 밀
수직 밀링 머신에서 금형 캐비티 및 3차원 성형 표면을 가공할 때, 금형강 밀링 커터 사용됩니다. 몰드 밀링 커터는 작업 부품의 모양에 따라 원통형 볼 헤드 밀링 커터, 원뿔형 볼 헤드 밀링 커터, 원뿔형 플랫 헤드 밀링 커터로 나눌 수 있습니다. 일반적으로 더 작은 직경 사양의 몰드 밀링 커터가 자주 사용되어 몰드의 일부 곡면 및 경사 몰드 표면을 유연하게 처리할 수 있습니다. 몰드 밀링 커터의 원통형, 원뿔형 및 구형 표면의 절삭 날은 모두 주요 절삭 날입니다. 밀링하는 동안 밀링 커터는 축 방향 및 반경 방향으로 공급될 수 있습니다.
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카바이드 볼 노즈 엔드밀은 고속 가공에 적합한 캐비티를 가공하기 위해 사선 밀링 또는 나선형 보간 밀링을 사용합니다. 그러나 볼 밀링 커터의 볼 헤드 절삭 속도가 0이기 때문에 일반적으로 축 방향 이송에 볼 헤드 밀링 커터를 사용하지 않는 것이 좋습니다. 가공 정확도를 보장하기 위해 상단 절삭은 일반적으로 매우 작은 선 간격을 채택하므로 볼 헤드 밀링 커터는 종종 곡면의 마무리에 사용됩니다.
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원뿔형 엔드밀의 원뿔 반각은 3°, 7°, 10°, 30° 등입니다. 원뿔형 몰드 밀링 커터는 몰드 가공 분야에서 널리 사용됩니다. 성형 도구로서 높은 생산 효율성과 간단한 프로그래밍으로 베벨을 쉽게 가공할 수 있습니다. 그러나 몰드 릴리스 각도와 베벨 요구 사항에 따라 적절한 밀링 커터를 선택하는 것이 중요합니다.
일반 엔드밀과 드릴 엔드밀의 차이점
일반 엔드밀은 엔드면 중앙에 센터홀이 있고 일반적으로 축방향으로 공급할 수 없습니다. 드릴밀은 엔드밀에 속하지만 적어도 한 쌍의 엔드면 절삭날이 서로 연결되어 있습니다. 즉, 절삭날이 중앙을 통과하고 드릴과 엔드밀의 기능을 모두 가지고 있으므로 축방향으로 공급할 수 있지만 더 낮은 절삭 공급 속도를 선택해야 합니다. 일부 CNC 대회에서는 이 새로운 유형의 드릴밀을 자주 사용하며 가공 효율과 가공 품질이 모두 높습니다.
엔드밀 선택
실제 CNC 밀링에서는 가공되는 부품의 재료, 기하 구조, 표면 품질 요구 사항, 열처리 상태, 절삭 성능 및 가공 허용치에 따라 적절한 공구를 선택해야 하며 공구 크기는 가공되는 작업물의 표면 크기에 맞게 조정해야 합니다. 예를 들어, 페이스 밀링 커터와 엔드 밀링 커터 모두 평면을 가공할 수 있지만 평면의 면적이 큰 경우 페이스 밀링 커터를 선호합니다. 평평한 부품의 주변 윤곽을 가공할 때는 일반적으로 엔드 밀을 사용합니다. 블랭크 또는 거친 가공 구멍의 표면을 가공할 때는 카바이드 블레이드가 있는 "콘 밀링 커터"를 선택할 수 있습니다. 슬롯을 밀링할 때는 엔드 밀과 키웨이 밀링 커터를 모두 오픈 슬롯 또는 스루 슬롯에 사용할 수 있습니다. 둥근 머리 닫힌 키웨이인 경우 키웨이 밀링 커터를 사용해야 합니다. 둥근 바닥 슬롯인 경우 볼 헤드 밀링 커터를 고려해야 합니다.
