고효율 밀링(HEM) 마스터하기: 기술과 이점

다음은 고효율 밀링(High Efficiency Milling, HEM)과 관련된 여러 블로그 게시물 중 하나입니다. 이 인기 있는 가공 방식에 대한 완벽한 이해를 위해 아래의 추가 HEM 게시물을 확인해 보세요!

고속 가공 vs HEM | 칩 시닝(Chip Thinning) 대응법 | 절입 깊이 파헤치기 | 4가지 주요 공구 마모 유형 방지법 | 트로코이달 밀링 입문

고효율 밀링(HEM)이란?

HEM은 낮은 방사 방향 절입 깊이(RDOC)와 높은 축 방향 절입 깊이(ADOC)를 활용하는 황삭 밀링 기술입니다. 이 방식은 절삭날 전체에 마모를 고르게 분산시키고, 열을 발산시키며, 공구 파손 가능성을 줄여줍니다.

이 전략은 일반적으로 더 높은 RDOC와 더 낮은 ADOC를 요구하는 전통적 또는 관행적 밀링과 다릅니다. 전통적 밀링은 절삭 공구의 한 작은 부분에 열이 집중되게 하여 공구 마모 과정을 가속화합니다. 또한, 전통적 밀링이 더 많은 축 방향 패스를 요구하는 반면, HEM 툴패스는 더 많은 방사 방향 패스를 사용합니다.

HEM과 관련하여 절입 깊이 최적화에 대한 자세한 내용은 '절입 깊이 파헤치기: 주변, 슬로팅 및 HEM 접근법'을 참조하세요.

내장형 CAM 애플리케이션

더 빠르고 강력한 기계의 개발로 가공 기술이 발전함에 따라, 많은 CAM 애플리케이션이 HEM 툴패스를 위한 내장 기능을 개발했습니다. 여기에는 절삭 공구의 절삭 직경보다 넓은 슬롯을 생성하는 데 사용되는 트로코이달 밀링(Trochoidal Milling) 방식이 포함됩니다.

HEM은 다양한 RDOC에서 발생하는 현상인 방사 방향 칩 시닝(Radial Chip Thinning) 이론을 기반으로 하며, 이는 칩 두께와 치당 이송량과 관련이 있습니다. HEM은 전체 황삭 작업 동안 공구에 일정한 부하를 유지하도록 파라미터를 조정하여, 더 공격적인 재료 제거율(MRR)을 달성합니다. 이러한 방식으로 HEM은 상당한 MRR을 달성하기 위한 다른 고성능 툴패스와 차별화됩니다.

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사실상 모든 CNC 기계가 HEM을 수행할 수 있습니다. 핵심은 빠른 CNC 컨트롤러입니다. 일반 프로그램을 HEM으로 변환할 때, 일반 코드 한 줄당 약 20줄의 HEM 코드가 작성됩니다. 코드를 미리 읽어들여 연산을 따라잡기 위해서는 빠른 프로세서가 필요합니다. 또한, IPT와 RDOC를 조정하여 공구 부하를 지능적으로 관리하는 고급 CAM 소프트웨어도 필요합니다.

고효율 밀링 사례 연구

다음 사례는 Helical Solutions HEV-5 공구를 사용하여 17-4PH 스테인리스강에서 HEM 작업을 수행한 기계공의 결과를 보여줍니다. 이 1/2인치 직경, 5날 엔드밀은 부품을 방사 방향으로 단 12%만 인게이지했지만, 축 방향으로는 100% 인게이지했습니다. 이 기계공은 공구 마모를 줄이고, 단일 공구로 40개의 부품을 완성할 수 있었습니다. 반면 전통적 황삭 툴패스로는 15개만 가능했습니다.

아래 사례 연구에서도 HEM이 황삭 애플리케이션에 미치는 효과를 확인할 수 있습니다. Helical의 H45AL-C-3, 1/2인치 3날 러프러로 6061 알루미늄을 가공할 때, 이 기계공은 HEM으로 부품을 3분 만에 완성했습니다. 전통적 황삭 툴패스로는 11분이 걸렸습니다. 한 공구로 HEM을 사용하여 900개의 부품을 제작했는데, 이는 전통적 방식보다 150% 이상 향상된 수치입니다.

HEM에서 공구의 중요성

일반적으로 HEM은 공구 자체가 아니라 공구를 어떻게 운용하느냐의 문제입니다. 사실상 모든 공구가 HEM을 수행할 수 있지만, HEM의 엄격한 조건을 견딜 수 있도록 제작된 공구를 사용하면 더 큰 성공을 거둘 수 있습니다. 어떤 신발로든 마라톤을 뛸 수 있지만, 러닝화를 신었을 때 최고의 결과와 성능을 얻을 수 있는 것과 같습니다.

HEM은 작업의 공격적인 MRR과 1/8인치 미만 공구의 취약성 때문에 대구경 공구를 위한 가공 방식으로 간주되는 경우가 많습니다. 그러나 미니어처 공구로도 HEM을 달성할 수 있습니다.

미니어처 공구로 HEM을 수행하면 작업 시작 전에 이해해야 할 추가적인 과제가 생길 수 있습니다.

HEM에 최적화된 공구:

• 높은 날 수로 MRR 증가
• 큰 코어 직경으로 강도 강화
• 피삭재에 최적화된 공구 코팅으로 윤활성 향상
• 가변 피치/가변 헬릭스 설계로 하모닉스 감소

핵심 요약

HEM은 전 세계 작업장에서 인기가 계속 증가하고 있는 가공 작업입니다. 전통적 밀링보다 낮은 RDOC와 높은 ADOC를 활용하는 황삭 밀링 기술인 HEM은 절삭날 전체에 마모를 고르게 분산시키고, 열 집중을 줄이며, 공구 마모 속도를 늦춥니다. 이는 HEM의 이점을 극대화하는 데 가장 적합한 공구에서 특히 그렇습니다.