모든 밀링 작업 살펴보기:밀링 유형에 대한 종합 가이드

CNC 밀링은 어떻게 작동하나요?

밀링은 CNC 밀링 머신과 밀링 커터를 사용하여 견고한 재료 블록에서 복잡한 기하학적 형태를 생성하는 가공 프로세스입니다. 밀링 공정은 고정된 공작물과 회전하는 절삭 공구로 구성됩니다. 또한 CNC 밀링 기계에는 선형 및 회전축 모션이 있어 공작물과 밀링 커터 사이에 복잡한 공구 경로를 생성합니다.

CNC 밀링 기술은 자동이므로 매우 정확합니다. 공작물(공구 경로)에서의 공구 동작은 CAD/CAM 소프트웨어를 통해 프로그래밍됩니다. 일반적인 CAM 소프트웨어 환경에서 엔지니어는 다양한 유형의 밀링 작업 중에서 선택할 수 있으며 각 작업에는 기능적 용도가 있습니다.

기계 공장에서 흔히 볼 수 있는 기본적이고 가장 일반적인 유형의 밀링 작업부터 시작해 보겠습니다.

일반적으로 이러한 밀링 작업은 각 공정이 공작물의 특정 기하학적 특징을 달성하므로 부품 기하학적 특성으로도 특징지어질 수 있습니다.

일반 밀링

일반 밀링 또는 슬래브 밀링은 수평 밀링 커터가 공작물의 평평한 표면을 가공하는 코어 밀링 공정입니다. 커터의 회전 방향은 일반 밀링의 이송 방향과 일치합니다. 즉, 도구 축이 절단 표면과 평행합니다.

일반적으로 일반 밀링은 제조 계획 시작 시 황삭 사이클에 매우 유용합니다. 이는 거친 자재 스톡을 정확한 치수와 매끄러운 마감 처리를 갖춘 정밀한 프리즘형 정사각형 형상으로 변환하여 추가 밀링 작업에 사용할 수 있도록 하는 데 효과적입니다.

또한 슬래브 밀링은 절삭 공구의 수평 방향으로 인해 우수한 재료 제거율과 높은 공정 안정성을 제공합니다.

페이스 밀링

평면 밀링과 마찬가지로 평면 밀링은 공작물에 편평하고 매끄러운 표면을 생성합니다. 차이점은 도구 방향에 있습니다. 페이스 밀링의 절삭 공구는 절삭 표면에 수직입니다. 즉, 절삭 작업의 대부분이 절삭 공구의 측면 모서리가 아닌 절삭 공구의 면에서 발생합니다.

따라서 페이스 밀링은 미세한 표면 품질과 높은 치수 정확도를 달성하는 데 이상적인 작업입니다. 공구 축이 절단 평면에 수직이기 때문에 기하학적 편차와 공구 진동에 덜 민감하여 높은 공작물 평행도를 얻을 수 있습니다.

사이드 밀링

사이드 밀링은 공작물의 측면을 절단하는 데 사용되는 일반적인 밀링 공정 유형 중 하나입니다. 주로 커터의 주변부 또는 측면 가장자리를 활용하여 재료를 제거합니다. 일반적으로 사이드 밀링은 가공물의 프로파일, 슬롯 및 수직 벽을 절단하는 데 유용합니다.

공구 축에 수직으로 작용하는 절삭력으로 인해 기계 기술자는 공구의 절삭 부하를 관리할 때 주의를 기울여야 합니다. 과도한 절삭력이나 매우 깊은 절삭으로 인해 공구가 편향되거나 파손될 수도 있습니다.

숄더 밀링

숄더 밀링은 수직 벽과 평평한 바닥/바닥 사이에 정확하고 직각인 숄더를 생성하는 밀링 공정입니다. 이는 밀링 커터(일반적으로 엔드밀)의 표면과 주변 모서리를 모두 활용합니다. 이러한 종류의 절단을 사용하면 바닥과 벽을 동시에 절단할 수 있어 어깨 형상의 날카로운 모서리를 절단할 수 있습니다.

견고한 어셈블리를 유지하기 위해 날카로운 모서리가 필수적인 몰드 및 다이와 같은 프리즘 형상을 갖춘 고정밀 부품을 생산할 때 숄더 밀링이 유용합니다.

앵귤러 밀링

앵귤러 밀링 머신은 공작물에 앵귤러 컷과 형상을 만듭니다. 가장 일반적으로 이러한 각진 특징에는 가공물의 가장자리를 따라 있는 모따기 또는 홈이 포함됩니다.

기계 기술자는 다양한 밀링 기술을 활용하여 앵귤러 밀링 작업을 수행할 수 있습니다. 예를 들어 각도 고정 장치를 사용하여 공작물을 원하는 각도로 고정할 수도 있고, 각진 절단 모서리가 있는 특수 제작된 밀링 커터나 다축 기계를 사용할 수도 있습니다.

일반적으로 앵귤러 밀링은 날카로운 모서리를 제거하거나 미적인 특징을 생성하기 위한 마무리 작업입니다. 금형 및 금형과 같은 고정밀 부품의 경우 공작물의 올바른 구배 각도를 정확하게 생성하는 데 매우 유용합니다.

폼 밀링

폼 밀링은 특수 형상의 형상을 생성하기 위해 특별히 모양이 지정된 커터를 사용하는 밀링 프로세스입니다. 폼 밀링 도구는 곡선, 호 및 기타 비전통적인 모양과 같은 복잡한 윤곽을 생성할 수 있습니다. 예를 들어, 아래 그림은 공작물 내부에 호형 캐비티를 생성할 수 있는 둥근 외곽선이 있는 폼 밀링 커터를 보여줍니다.

폼 밀링의 일반적인 응용 분야는 엔지니어가 자체 폼 밀링 커터를 설계하여 몰드 및 다이 스톡에서 맞춤형 기하학적 프로파일을 절단하는 금형 제작 및 툴링 분야입니다.

프로파일 밀링

프로파일 밀링은 공작물에 복잡한 윤곽을 생성하는 고급 밀링 프로세스입니다. 이러한 윤곽은 일반적으로 곡선, 호 및 선의 조합으로 구성됩니다. 프로파일 밀링은 복잡한 프로파일을 수동으로 얻는 것이 불가능하기 때문에 일반적으로 CNC 밀링 기계 작업입니다.

기하학적으로 복잡한 부품을 산업적으로 제조하는 데 프로파일 밀링을 적용하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 예를 들어, 항공우주 터빈 블레이드 프로파일과 자동차 외장에는 광범위한 프로파일 밀링 작업이 필요합니다.

갱밀링

갱밀링(Gang Milling)은 여러 개의 절삭 공구를 동시에 활용하여 생산성을 극대화하는 밀링 공정입니다. 이러한 도구는 특정 방식으로 단일 아버에 장착됩니다. 그런 다음 이 단일 아버는 모든 커터를 회전시키며, 각 커터는 공작물 표면의 서로 다른 부분을 가공합니다. 아래 그림은 이를 보여줍니다.

갱 밀링은 동일한 방향으로 여러 절단이 있는 부품에 매우 일반적입니다. 처리량을 향상시키면서 총 가공 시간을 줄여줍니다.

기어 밀링

기어 밀링은 이름에서 알 수 있듯이 기어 생산을 위한 독점적인 밀링 공정입니다. 기어는 표준 밀링 커터로는 달성하기 어려운 매우 복잡한 기하학적 프로파일을 가지고 있습니다.

따라서 기어 제조업체는 필요한 정확한 프로파일을 갖춘 특수 기어 밀링 커터를 사용합니다. 이러한 접근 방식은 정확성과 생산성을 극대화하는 데 도움이 됩니다.

스레드밀링

기어 밀링과 마찬가지로 스레드 밀링은 독점적인 밀링 작업 유형 중 하나입니다. 공작물 구멍 내부의 나사산을 절단하는 데 사용됩니다. 스레드 밀링 작업에서는 스레드 프로파일의 특정 모양에 특수 밀링 커터를 사용합니다.

또한 스레드 밀링은 스레드를 올바른 피치로 절단하기 위해 나선형 도구 경로가 필요하므로 고정밀 밀링 프로세스입니다. 일반적으로 기계 기술자는 특수 공구 경로 생성 사이클을 사용하여 CNC 밀링 기계에서 스레드 밀링을 수행합니다.

탭과 같은 전통적인 방법 대신 밀링 기술을 사용하여 나사산을 생산하면 프로세스가 모든 구멍 크기, 피치 및 프로파일에 편리하게 적용될 수 있으므로 유연성이 더 커집니다.

슬롯 밀링

슬롯 밀링은 공작물에 슬롯을 생성하는 데 유용한 일반적인 밀링 프로세스입니다. 슬롯의 형상에 따라 T 슬롯 커터, 엔드밀, 디스크 커터 등 다양한 커터 유형과 함께 사용할 수 있습니다.

슬롯 밀링의 일반적인 응용 분야로는 구조 부품의 키홈, 포켓 및 홈 가공이 있습니다.

특수 유형의 밀링 작업

밀링 작업은 위에서 설명한 표준 프로세스에만 국한되지 않습니다. CNC 기술 및 툴링의 최신 발전으로 밀링이 크게 발전했습니다. 현대의 CNC 밀링 기계는 복잡한 기능을 갖춘 매우 복잡한 부품 형상을 처리할 수 있습니다.

이 섹션에서는 몇 가지 고급 밀링 기술 유형에 대해 설명합니다.

다축 CNC 밀링

다축 CNC 밀링은 다축 CNC 밀링 머신을 활용하는 고급 밀링 기술입니다. 5축 CNC 밀링 센터는 일반적으로 기계공이 동시에 조작할 수 있는 3개의 선형 축(X, Y, Z)과 2개의 회전 축(A, B, C 중 2개)으로 구성되어 고급 제조 기계 공장에서 가장 인기 있는 선택입니다. 아래 그림은 이 구성을 보여줍니다.

CNC 다축 밀링은 스플라인 곡선, 프로파일, 표면, 언더컷과 같은 기하학적 특징을 갖춘 고정밀 부품을 가공할 수 있습니다. 이는 비각형 부품과 엄격한 공차가 일반적인 항공우주, 자동차, 의료 기기 등 까다로운 산업에서 중요한 역할을 합니다.

턴 밀링

턴밀링은 터닝밀링이라고 알려진 동일한 기계에서 터닝과 밀링의 기능을 결합한 하이브리드 가공 기술입니다. 턴 밀링 센터에는 일반적으로 터닝 머신처럼 공작물을 장착하고 회전시키는 척과 심압대가 있습니다. 이 외에도 밀링 공정에서처럼 절삭 공구가 회전하는 특수 공구 고정 장치도 갖추고 있습니다.

턴-밀링 센터의 밀링 커터는 공작물 축에 평행 및 수직을 포함하여 여러 방향으로 조작할 수 있습니다(아래 그림 참조).

이러한 유형의 이중 기능을 통해 턴 밀링 센터는 동일한 설정에서 원통형 및 프리즘형 기능을 모두 갖춘 부품을 생산할 수 있습니다. 이를 통해 생산성과 정확성이 향상되고 비용이 절감됩니다.

얇은 벽 밀링

얇은 벽 밀링은 고급 밀링 기술의 특별한 분야입니다. 터빈 블레이드 및 제품 인클로저와 같은 특정 부품은 벽이 얇은 특징을 가지고 있습니다. 얇은 벽은 높이 대 너비 비율이 낮은 것이 특징입니다.

이러한 얇은 벽 기능의 섬세한 기하학적 구조로 인해 진동, 영구 변형 및 가공 시 떨림과 같은 문제에 취약합니다. 이러한 문제를 방지하기 위해 기계 기술자는 최대 정밀도와 표면 품질을 위해 동적 밀링, 적응형 이송 속도, 가변 결합 공구 경로와 같은 특수 밀링 기술을 활용합니다.

두 가지 일반적인 밀링 작업:기존 밀링과 클라임 밀링

기존 밀링과 클라임 밀링은 커터가 공작물과 맞물리는 방식을 정의하는 두 가지 유형의 밀링 작업입니다. 이들 간의 주요 차이점은 절삭 공구 회전에 대한 공작물 이송 방향이 어떻게 되는지입니다.

기존 밀링 또는 상향 밀링에서는 이송 방향이 커터 회전과 반대입니다. 이로 인해 절삭날이 마찰로 절단을 시작한 다음 천천히 순수 전단으로 전환됩니다. 절삭 방향의 결과로 칩 폭은 0부터 시작하여 커터가 가공물에서 나올 때 최대가 됩니다. 일반적으로 기존 밀링은 진동 및 기계 백래시 처리 측면에서 더 안정적입니다.

반대로 상향 밀링이나 하향 밀링에서는 이송 방향이 커터 회전과 일치합니다. 칩 폭은 최대에서 시작하여 점차 0이 되어 절삭 부하 추세가 완만해집니다. 클라임 밀링은 더 나은 공구 수명, 표면 조도 및 낮은 절삭 부하를 제공하므로 선호되는 밀링 기술입니다.

올바른 밀링 유형을 선택하는 주요 요소

선택할 수 있는 밀링 작업 유형이 너무 많기 때문에 최적의 선택을 하는 것은 어려운 작업일 수 있습니다. 일반적으로 엔지니어가 제조 계획에 맞는 밀링 작업을 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 요소가 있습니다.

부품 기하학

부품의 밀링 공정을 선택할 때 부품의 기하학적 특징을 가장 먼저 살펴보아야 합니다. 각진 표면, 곡률 및 스레드와 같은 특정 기능은 밀링 프로세스를 관리 가능한 숫자로 선별하는 데 도움이 될 수 있습니다.

예를 들어, 자동차 패널은 곡률이 복잡하기 때문에 CNC 밀링 머신을 사용한 프로파일 밀링과 같은 고급 밀링 기술이 반드시 필요합니다.

공작기계 성능

밀링 머신마다 가공 기능이 다릅니다. 수동 밀링 3축 기계는 스톡 사각화, 각진 표면 절단 또는 평면형 표면 생성과 같은 간단한 작업에 적합합니다. 그러나 프로파일 밀링과 같은 보다 복잡한 작업은 다축 CNC 밀링 머신 없이는 불가능할 수 있습니다.

마찬가지로, 턴밀 센터는 각기둥 모양의 원통형 부품을 효율적으로 생산할 수 있는 전문 공작 기계입니다.

품질 요구사항

표면 마감 및 공차와 같은 품질 요구 사항도 밀링 공정 선택을 결정합니다. 예를 들어, 고품질 생산이 필요한 경우 클라임 밀링이 더 적합합니다. 엄격한 공차가 필요한 경우 CNC 밀링 기계를 선택하는 것이 좋습니다.

다양한 밀링 작업의 절단 매개변수

밀링 프로세스는 엔지니어가 절삭력, 표면 품질, 제조 공차 등의 요소를 제어하는 데 사용하는 밀링 절삭 매개변수로 정의됩니다. 밀링의 세 가지 주요 절삭 매개변수는 다음과 같습니다:

피드

이송 속도는 절삭 공구와 공작물이 서로 상대적으로 이동하는 속도를 결정합니다. 엔지니어들은 이를 표현하기 위해 다양한 방법을 사용합니다. 일반적인 단위는 거리/시간(mm/min), 거리/회전(mm/revolution), 거리/톱니(mm/teeth)입니다. 밀링 작업에서 이송 속도가 높을수록 생산성은 높아지지만 공구 수명과 표면 품질이 저하됩니다.

속도

절삭 속도는 공구가 공작물 표면 위에서 얼마나 빨리 회전하는지를 정의합니다. 일반적인 측정 단위는 mm/min 또는 RPM입니다. 밀링 기술에서 절삭 속도가 높을수록 생산성과 표면 품질이 향상되지만 과도한 공구 마모 및 열 문제가 발생할 수 있습니다.

절삭깊이

절단 깊이는 절단 도구가 공작물 표면에 들어가는 깊이를 결정합니다. 밀링 공정에서는 커터가 반경 방향과 축 방향 모두에서 절삭하는 경우가 많기 때문에 반경 방향 절삭 깊이(RDOC)와 축 방향 절삭 깊이(ADOC)라는 두 가지 절삭 깊이 매개변수가 있습니다. 절입 깊이가 높으면 절삭력, 진동, 발열이 증가하지만 생산성도 향상됩니다.

WayKen은 고급 3축, 4축, 5축 머시닝 센터를 갖춘 정밀 CNC 밀링 서비스를 제공합니다. 우리 팀은 금속과 플라스틱 모두에서 내구성이 뛰어난 부품을 생산하는 것을 전문으로 하며 복잡한 형상을 효율적으로 처리합니다. 프로토타입이든 소량 생산이든 우리는 자동차, 항공우주, 의료 등 산업 전반에 걸쳐 빠른 리드 타임, 정밀한 표면 마감, 일관된 품질을 제공합니다.

CNC 밀링은 광범위한 기능을 갖춘 매우 다양한 제조 공정이라는 점은 부인할 수 없습니다. 다양한 밀링 작업 중에서 선택할 수 있어 설계 및 제조 가능성 측면에서 엔지니어에게 상당한 유연성을 제공합니다.