엔드밀을 통한 밀링 가공 효율적인 측면 가공의 과제와 대책 알아보기

엔드밀을 통한 밀링 가공 효율적인 측면 가공의 과제와 대책 알아보기

하나로 다양한 밀링 가공이 가능한 엔드 밀. 

 

워크의 평면뿐만 아니라 측면, 단차, 홈 등 공구 측면의 

'외주날'과 바닥면의 '바닥날'을 사용하여 워크를 효율적으로 깎는 스테디셀러 공구입니다. 

 

이 포스팅에서는 엔드밀을 사용한 밀링 가공에서 발생하는 과제와

효율적인 가공을 위해 눌러두고 싶은 포인트에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

엔드 밀에 의한 밀링 가공으로 발생하는 과제

밀링 가공에 공통되는 과제

엔드 밀에 의한 밀링 가공에는 다음과 같은 과제가 있습니다.

 

균열로 인한 가공 불량 발생
공구의 수명이 넉넉지 않다
균열로 인한 가공 불량 발생

 

 

워크나 엔드 밀의 진동으로 균열이 발생하여 가공 정밀도가 저하되는 경우가 있습니다. 

 

진동은 주축·툴홀더·지그·절분·절삭 조건 등 다양한 요인이 겹쳐 발생합니다.

 

또한 기계의 강성 부족이나 노후화로 인해 균열이 발생할 수도 있습니다.

진동이 어디에서 발생하고 있는지를 소리나 만지거나 해서 확인할 필요가 있습니다.

 

칼끝의 수명이 못 견딘다

엔드 밀은 사용 빈도가 높기 때문에 생산성이 높은 NC 공작 기계에서는 공구 수명이 과제입니다.

 

수명은 코팅 유무나 재연마 횟수에 따라 다르지만 공구 마모가 빠른 경우에는

슬로어웨이(칩 교환식) 엔드 밀도 검토됩니다.

 

슬로우어웨이 엔드 밀이란 인서트라고 불리는 절삭날을 나사나

누름쇠로 고정하는 생크와 날 끝이 별개로 만들어진 것입니다.

 

측면 밀링 가공 특유의 과제

측면 밀링 가공은 금속의 측면이나 외주를 효율적으로 깎는 가공 방법입니다. 

가공에는 엔드 밀 측면의 '외주날'을 사용하는 것이 일반적입니다.

 

엔드 밀을 사용한 측면 밀링 가공에는 다음과 같은 과제가 있습니다.

 

공구 쓰러짐으로 인해 가공 불량 발생

가공면이 거칠어지다
공구 쓰러짐으로 인해 가공 불량 발생

워크와 접촉하는 절삭날이 길 경우 절삭 저항에 의해 엔드 밀이

 워크에서 쓰러지듯이 도망쳐 가공 불량이 될 수 있습니다.

가공면이 거칠어지다
긴 절삭날에 의한 측면 밀링 가공은 절삭 저항이 크고 가공면이 거칠어질 수 있습니다.

 

엔드 밀에 의한 밀링 가공 과제별 대책

밀링 가공에 공통되는 과제에 대한 대책
밀링 가공의 균열 억제 및 공구 수명 개선에는 다음과 같은 대책이 있습니다.

 

절삭 조건을 조정하다
'절입량', '보내기 속도' 등의 절삭 조건을 조정하여 절삭 저항을 작게 하여 균열 발생을 억제합니다. 

 

일반적으로 절삭 깊이와 이송 속도가 커질수록 균열이 발생하기 쉽고, 

가공면이 거칠어집니다. 

 

절삭 조건은 워크 재질이나 사용 공구에 따라서도 크게 다르기 때문에 밸런스가 중요합니다.

 

돌출이 짧은 공구를 사용하다
엔드 밀의 돌출을 짧게 함으로써 공구의 흔들림이나 처짐에 의한 균열의 발생을 억제합니다. 

홈, 포켓 등 가공 형상에 따라서는 툴 홀더와 워크가 간섭하기 때문에 주의가 필요합니다.

긴 공구를 사용할 수밖에 없는 경우에는 절삭날의 각도가 

완만해지도록 하거나 간섭이 적은 정도의 굵은 홀더, 아바를 사용하는 것이 좋습니다.

 

동시 절삭날 수를 가능한 한 적게 한다
워크에 해당하는 날 수를 줄임으로써 절삭 저항을 줄여 균열 발생을 억제합니다. 

워크 형상에 따라서는 '다단 가공' 등으로 가공을 여러 번으로 나누는 것도 효과적입니다.

 

날 수가 많은 공구를 사용할 수밖에 없는 경우에는 절단하여 

회전수 조정으로 균열 억제를 기대할 수 있습니다.

 

 

강성이 높은 툴 홀더를 사용
강성과 유지력이 높은 툴 홀더를 사용하여 엔드 밀의 균열 발생을 억제합니다. 

특히금형가공등의중절삭에서는주축이나생크주위의강성도포인트가됩니다.

엔드 밀의 수명 개선을 위해

가공 시 올바른 커터 패스와 칩 생성은 밀링 가공에서 안정적인 날 끝과 긴

공구 수명을 보장하기 위한 중요한 요소입니다.

절삭 패스를 시작할 때는 롤인을 한다

곡선을 그리면서 워크에 절단(롤 인 어프로치)함으로써 절삭 시작 시의 

부하를 최소화하고 공구의 마모를 억제합니다.

단속 가공을 회피하다

가공 중에는 엔드 밀이 항상 워크에 접하도록 하여 절단 횟수를 줄입니다.

공구에 대한 부하가 줄어 칼날 끝의 수명 개선으로 이어집니다.

 

측면 밀링 가공의 과제에 대한 대책

엔드 밀에 의한 측면 밀링 가공에서는 다음과 같은 대책이 있습니다.

엔드 밀이 쓰러지는 것을 방지하기 위해
이송량을 낮추고 칼집 깊이를 줄인다
1날당 이송량을 낮추고 절삭 깊이를 줄여 절삭 저항을 줄이고 쓰러지는 것을 방지합니다.

강성이 높은 엔드 밀을 사용하다
초경합금 등의 강성이 높은 엔드 밀을 사용하여 절삭 저항을 줄이고 쓰러지는 것을 방지합니다.

가공면 개선을 위해
가공면의 개선에는 다양한 접근법이 있습니다. 얼마나 절삭 저항을 줄이느냐가 가공면 개선의 포인트입니다.

절삭 대를 일정하게 하다
절삭대를 일정하게 함으로써 절삭 저항이 안정되고 가공면이 개선됩니다.

돌출이 짧은 공구를 사용하다
돌출이 짧은 공구를 사용하여 균열 발생을 억제하고 가공면이 개선됩니다.

또한 절삭 저항은 3방향의 분력으로 생각할 수 있습니다.

 

이송분력: 수평분력. 절삭에 필요한 이송동력의 크기를 결정합니다.
배분력: 축방향 분력.커지면 공작 정밀도를 저하시킵니다.
주분력: 이송분력과 수직인 방향으로 작용하는 분력.절삭 시 발열량에 영향을 줍니다.

 

분력의 이해를 바탕으로 절삭 조건의 재검토를 도모하는 것도 상황에 따라 검토합시다.

 

엔드 밀의 종류와 날수에 대해서

엔드 밀의 종류
엔드밀을 사용한 밀링 가공에서는 절삭 부분에 맞춰 엔드밀을 구분하여 사용하는 것도 중요합니다. 

아래 표가 자주 사용되는 엔드밀의 형상별 특징과 용도입니다.

종류 날의 형상 특징과 용도 플랫 엔드 밀 날 끝단이 평탄 범용성이 높음, 

평면, 측면, 단차, 홈 가공 등 래디어스 엔드 밀 날 끝단에 둥글어 강도가 높음, 

곡면 가공, 금형 가공 등 볼 엔드 밀 날 끝단이 구상 절삭 저항이 적음, 

금형 가공, 5축 가공 등 라핑 엔드 밀 날 끝 측면에 요철 절분의 배출성이 좋음. 황삭 가공 등

엔드 밀의 날수
엔드 밀은 '한 개의 날', '이개의 날', '다의 날' 등 그 날 수에 따라 분류됩니다.

 

날 수가 많을수록 강성이 올라가 가공 정밀도는 올라가지만, 칩 배출이 나빠지므로 주의가 필요합니다.

 

 

 

 

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