선삭과 밀링: 핵심 차이점 완벽 설명

가공 또는 금속 절삭은 공작물에서 원치 않는 재료를 제거해 치수 정밀도와 공차를 개선하는 데 주로 사용되는 감산 제조 공정입니다. 오랜 세월 더 다양한 재료를 수많은 방식으로 효율적으로 가공하기 위해 다종다양한 가공 공정이 발전했습니다. 크게 관행 가공 공정, 연마 마감 공정, 비전통 가공(NTM) 공정으로 분류됩니다. 정의상 관행 가공은 쐐기 모양 절삭 공구로 미리 성형된 블랭크에서 여분의 재료를 칩 형태로 전단 제거해 의도한 형상, 크기, 마감을 부여하는 제조 공정 중 하나입니다. 선삭, 나사 가공, 단면 가공, 센터링, 드릴링, 보링, 리밍, 탭핑, 성형, 슬로팅, 평삭, 밀링, 브로칭, 호빙 등이 관행 가공 작업 예입니다.

따라서 선삭과 밀링 모두 관행 가공 작업이나, 각각 다른 능력으로 공작물에서 재료 제거하며 다른 형상 생성에 적합합니다. 선삭(Turning)은 원통형 또는 원뿔형 표면 생성에 광범위하게 사용됩니다. 1차 블랭크(가공 전 원자재)는 고정구와 기계 능력에 따라 어떤 형상이든 가능. 단일 절삭날 선삭 공구로 재료 얇은 층을 연속/불연속 칩 형태로 전단 제거. 이 작업은 선반이라 불리는 잘 알려지고 다재다능한 공작기계에서 수행. 생성 형상에 따라 직선 선삭, 테이퍼 선삭, 내부 선삭, 계단 선삭 등으로 세분화되나 모든 경우 생성 표면은 원통형 또는 원뿔형.

밀링도 선삭 같은 가공 작업이나 공정 기술, 능력, 생성 형상 형상이 선삭과 다릅니다. 선삭이 원통/원뿔 표면 생성하는 반면, 밀링(Milling)은 평면 또는 조각 표면 생성에 유용. 2~150개 절삭날 가질 수 있는 다중 절삭날 공구 사용. 따라서 밀링은 더 빠른 공정으로 생산성 높음. 작업은 수평 스핀들 또는 수직 스핀들을 가질 수 있는 밀링 머신에서 수행. 생성 형상과 기술에 따라 페이스 밀링, 사이드 밀링, 엔드 밀링 등으로 세분화 가능.

상세 비교표

핵심 차이점 심층 분석

생성 표면과 형상

선삭은 원료 형상과 무관하게 주로 원통형 또는 원뿔형 표면 생성에 사용. 이 공정으로 생성되는 형상은 회전 대칭이어야 함. 일반적으로 원통/원뿔 축, 계단 축, 테이퍼 물체, 내부 구멍 직경 확대(구멍 기원 불가), 원통 홈 절삭 등 축대칭 부품 제작에 사용. 반대로 밀링은 어떤 방향의 평면과 등고선 표면 생성 가능. 슬롯, 채널, 키홀, 포켓, 벽, 핀, 웹 등은 밀링에서 흔히 접하는 형상.

사용 공작기계

금속 절삭 분야에서 공작기계는 작업과/또는 커터에 필요한 모든 운동을 부여하고 장착 시설을 제공하는 특정 기계 범주. 다른 가공 작업은 다른 공작기계에서 수행되나, 특정 공작기계는 여러 유사 작업 수행 가능. 선삭은 선반이라 불리는 다재다능한 공작기계에서 수행. 주로 수평축 기계(스핀들 수평)이나 수직축 선반도 존재(특히 테이블탑형). 밀링은 수직축 또는 수평축(둘 다 흔함) 밀링 머신에서 수행.

단일 절삭날과 다중 절삭날 공구

절삭 공구(커터)는 가공 중 재료 제거 작업에 참여할 수 있는 활성 절삭날을 하나만 가지거나 여러 개 가질 수 있음. 절삭날 수에 따라 단일 절삭날 또는 다중 절삭날 공구로 분류. 선삭 작업은 단일 절삭날 공구인 SPTT(단일 절삭날 선삭 공구) 사용. 따라서 재료 전단/제거에 적극 참여하는 주 절삭날이 하나뿐. 반면 밀링 커터는 2~150개 절삭날, 때로는 그 이상 가질 수 있음. 명백히 한 번에 여러 절삭날이 전단/제거에 동시에 참여하므로 다중 절삭날 공구.

절삭 운동과 이송 운동

공작물과 커터 사이 두 상대 운동의 동시 작용으로 공작물 재료 층이 전단됨. 이 둘을 주 운동이라 함(절삭 동력 대부분 흡수). 생성할 형상/표면에 따라 다른 보조 운동 있을 수 있음. 공작기계 기능은 이런 상대 운동을 의도한 방향과 예정 속도로 부여하는 것. 선삭에서는 고정 절삭 속도로 공작물 회전이 절삭 운동 제공, 공구 대차(커터 단단히 장착) 이동이 이송 운동 제공. 밀링은 정반대: 고정 rpm으로 커터 회전이 절삭 운동, 공작물 장착된 작업대 이동이 이송 운동 제공.

연속/간헐적 절삭과 해당 칩

선삭 작업 중 커터가 공작물과 지속 밀착 접촉해 연속 칩 생성. 칩 유형은 많은 예측 가능/불가능 요인에 의존하나, 선삭은 유리한 절삭 조건에서 연속 칩 생성 능력 가짐. 밀링은 본질적으로 불연속 칩 생성. 어떤 단일 절삭날도 공작물과 접촉 유지하지 않고, 절삭날이 작업 전반에 걸쳐 반복 맞물림과 분리를 수행하기 때문.

칩 부하와 생산성 이슈

임의 순간 절삭 공구 앞 공작물 재료 영역을 칩 부하라 함. MRR(재료 제거율)에 비례. 밀링에서는 매 회전 더 많은 절삭날 참여로 더 높은 칩 부하 활용 가능. 전체 칩 부하가 모든 절삭날에 균등 분배되기 때문. 따라서 특히 이송과 절삭 깊이 같은 높은 절삭 매개변수를 한 패스에 적용 가능해 특정 시간 내 더 큰 부피 재료 제거 가능. 선삭에서는 공구 고장 우려로 절삭 매개변수 값을 일정 수준 이상 올릴 수 없음. 따라서 대량 재료 제거가 주 관심사일 때 밀링이 선삭 대비 고생산성.

이상으로 선삭과 밀링의 과학적 비교를 마칩니다. 더 깊은 이해를 위해 다음 참고자료를 권장합니다.

• A. B. Chattopadhyay, Machining and Machine Tools (1st ed., Wiley)
• S. Kalpakjian & S. R. Schmid, Manufacturing Engineering and Technology: SI Edition (7th ed., Pearson Ed Asia)