CNC 밀링 정밀도 향상에는 여러 요인이 관여합니다. 핵심은 공구 설계, 가공 변수 선택, 그리고 진동 제어입니다. 공구의 헬릭스 각도는 칩 제거 효과와 표면 조도에 직접적인 영향을 미치며, 이송량과 공구 수명 또한 가공 품질에 상당한 영향을 미칩니다. 또한, 공작 기계 진동은 가공 정밀도에 영향을 미치는 중요한 요인으로, 부적절한 클램핑, 잘못된 공구 선택, 또는 공작 기계 전달 문제로 인해 발생할 수 있습니다. 공구 선택을 최적화하고, 진동을 줄이고, 가공 변수를 제어함으로써 가공 정밀도와 표면 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.
도구의 나선 각도 문제
현재 공작기계에 규정된 나선각은 30°, 45°, 60°로 구분되며, 각 각도는 용도에 따라 다르게 적용됩니다. 30° 나선각은 다른 두 각도보다 칩 제거 성능이 우수하지만, 단단한 소재의 절삭이나 홀 및 슬롯 밀링에는 적합하지 않습니다. 45° 나선각 공구는 절삭력이 우수하고 홈 가공이 가능하지만, 가공면이 매우 거칠어집니다. 60° 나선각 공구는 넓은 면적을 가공하며 측면 가공에 주로 사용됩니다. 나선각이 증가하면 가공 시 더 큰 가공력을 얻을 수 있으며, 더 날카로운 날을 사용하여 단단한 소재를 가공할 수 있지만, 가공면이 거칠어집니다.
사료 크기는 가공 효과를 반영합니다
때 밀링 커터 가공 작업을 수행할 때, 다양한 질감의 연속성을 확보하기 위해서는 여러 블레이드를 자주 교체해야 합니다. 이때, 블레이드마다 다른 가공 작업을 수행하면 가공할 질감이 속도에 따라 다른 효과를 나타냅니다. 따라서 실험 데이터를 비교하기 위해 실험에서는 블레이드의 회전 속도를 동일하게 설정하고 이송 속도를 변경했습니다. 회전 속도가 변하는 동안 이송 속도는 변하지 않았습니다. 결론적으로, 회전 속도가 높고 이송 속도가 낮을 때 표면 거칠기가 향상된다는 결론을 내렸습니다. 따라서 실제 표면 거칠기가 더 좋아야 할 때는 이송량을 줄여야 합니다. 동시에 공구 설치 시 올바른 설치 방법 등 여러 가지 사항에 주의해야 합니다.
블레이드 사용 횟수의 영향
여러 번 사용하는 공구는 칩핑이나 변형과 같은 돌이킬 수 없는 손상이 자주 발생합니다. 이러한 공구를 사용할 때 마모의 주요 원인은 날 교체 시 발생하는 마찰입니다. 이러한 공구를 사용하면 부품의 표면 거칠기가 현저히 달라지고 가공 효과가 현저히 감소합니다. 아직 가공되지 않은 부품의 경우 가공 표면에 흔적이 남는 경우가 있는데, 가장 흔한 것은 버(burr)입니다. 이는 앞서 언급한 날의 마모로 인해 발생합니다. 이 경우 가장 간단한 해결책은 공구를 교체하는 것입니다. 또한 절삭유의 유량을 늘리는 것도 좋은 방법입니다.
기계적 진동의 영향
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부품 클램핑 중의 부적절한 작동: 복잡한 모양의 부품이나 너무 작거나 불규칙한 부품을 가공하는 경우, 작동 중에 오류가 발생할 수 있으며, 가공 중에 부품이 느슨해질 수 있습니다.
잘못된 공구 선택: 예를 들어, 단단한 소재를 가공할 때 공구의 나선각이 작으면 진동이 쉽게 발생합니다. 잘못된 공구 유형을 선택하면 가공 중 진동이 발생합니다.
단시간에 과도한 가공: 실제 작업에서는 공구의 선속도가 가공 대상 공작물의 표면 폭과 이송 속도에 따라 변해야 합니다. 공구 회전 속도와 절삭 속도의 차이가 크면 공구의 절삭 저항에 영향을 미쳐 진동의 원인이 됩니다. 또한, 실제 작업에서는 공구 교환 빈도에도 더욱 주의를 기울여야 합니다. 작업이 표준화되어 있더라도 공구는 필연적으로 손상됩니다.
CNC 밀링 머신은 기계적인 전달 과정에서 진동을 발생시켜 공구에 영향을 미칩니다. 유지보수가 제대로 이루어지지 않거나 윤활 시스템에 문제가 있는 경우, 하드웨어가 손상되어 진동이 발생할 수 있습니다.
동일한 CNC 공작 기계의 기계적 전달 오류. CNC 공작 기계는 수치 설정에 따라 스핀들에 미치는 영향이 다릅니다. 스핀들 속도가 다르면 블레이드의 미끄러짐이 달라 절삭 효율이 저하됩니다.
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가공 중 진동은 가공 후 발생해서는 안 되는 파동(wave ripple)과 같은 문제를 발생시켜 가공 표면의 표면 정밀도에 영향을 미치고 가공 부품의 표면 거칠기를 증가시킵니다. 동시에, 공작물과 공구 사이의 상대 변위와 같은 문제도 공작물의 변형을 더욱 심각하게 만들어 가공 표면의 거칠기와 치수 정밀도에 영향을 미쳐 최종 가공 부품이 실제 요구되는 정밀도에 도달하지 못하게 합니다.
공작기계가 진동하면 공작기계에 장착된 공구의 수명에도 영향을 미쳐 공구의 정상적인 절삭을 방해하고, 공구 손상을 증가시키며, 칩핑이 발생하기 쉽습니다. 이러한 상태를 유지하면 가공 정확도가 떨어집니다.
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공작물 클램핑: 공작물을 클램핑할 때는 절삭력으로 인한 진동을 줄이기 위해 강성이 좋고 변형이 작은 위치에 클램핑해야 합니다.
공구 선택: 플라스틱 소재 가공에는 경도가 높은 합금 공구를 사용해야 하며, 취성 소재 가공에는 내마모성이 우수한 합금 공구를 사용해야 합니다. 다양한 고경도 금속의 거친 가공에는 내진성이 우수한 소재가, 사용 중 정밀 가공에는 내식성이 우수한 소재가 사용됩니다.
실제 작업에서는 밀링 커터의 사용 길이를 줄임으로써 공구의 강성을 강화하여 손상을 방지할 수 있습니다.
다양한 나선 각도와 날의 개수를 가진 도구를 선택할 때, 도구에 더 강한 저항력이 필요할 경우 더 큰 나선 각도와 날의 개수를 가진 도구를 선택하는 것이 좋은 방법이라는 점에 유의해야 합니다.
프로그래밍할 때 작업 도구의 회전 속도나 이송 속도를 낮추는 다양한 방법을 사용하면 진동의 영향을 줄일 수 있습니다.
