나사 밀링 가공 입문: 공정, 이점, 탭핑 대비 우위 – CNCLATHING 가이드

나사 밀링은 특히 큰 구멍에 대해 다용도이고 실용적인 나사 제조 솔루션이자 CNC 밀링 공정으로, 많은 용도에서 탭핑 대신 주로 사용됩니다. 나사 밀링의 장점은 무엇일까요? 이 가이드에서는 나사 밀링이 무엇인지, 용도, 이점, 나사 밀링 공구 유형, 작동 원리, 나사 밀링 방법에 대해 논의합니다.

나사 밀링이란?

나사 밀링은 회전 공구의 원형 램핑 운동을 통해 다양한 크기의 나사를 절삭하는 금속 가공 공정으로, 나사 피치는 한 회전 동안 횡방향 이동으로 생성됩니다. 탭핑과 달리 나사 밀링은 주로 대형 공작물에 적용됩니다. 그러나 초경 솔리드 나사 밀은 작은 나사 구멍도 가공 가능합니다. 동일한 기계로 좌/우 나사, 다양한 공차, 다양한 소재, 구멍 직경 가공 가능, 높은 정밀도와 우수한 표면 조도의 나사 생산. 나사 터닝만큼 널리 사용되지는 않지만, 일부 용도에서 높은 생산성 달성 가능.

나사 밀링의 장점

• 가공하기 어려운 소재에 나사 절삭 가능
• 안전한 가공 작업, 공작기계에서 수행 용이
• 가공 시간 단축 및 에너지 절약
• 공구 유연성, 동일 공구로 좌/우 나사 생산 가능
• 얇은 소재의 매우 얕은 블라인드 나사 가공 시 매우 짧은 거리에 최대 나사 형성 가능
• 버 없이 높은 나사 품질 달성
• 기계 스핀들 마모 감소
• 라이브 툴이 있는 선반에서도 사용 가능
• 처음부터 정확한 나사 직경 확보
• 나사보다 작은 공구 사용으로 칩 배출을 위한 클리어런스 확보하며 나사 적절히 가공
• 적절한 크기의 구멍이 필요

나사 밀링 공구

나사 밀링 커터는 밀링으로 나사를 절삭하도록 설계된 공구입니다. 다양한 나사 밀링 공구/커터로 내부에서 외부, 중소형에서 대형까지 나사 생산 가능. 나사 밀은 동시 3축 제어 및 헬리컬 보간 기능이 있는 CNC 머시닝 센터에서 사용 가능. 솔리드 초경 나사 밀 또는 인덱서블 인서트가 장착된 강철 홀더 사용.

• 솔리드 초경 나사 밀: 작은 구멍 크기에 유용, 인덱서블 공구보다 비싸지만 필요한 품질에 따라 비용 효율적일 수 있음
• 인덱서블 인서트 나사 밀: 직경 0.625인치 이하 구멍에는 부적합. 나사 밀 본체 준비 후 나사 생산 비용은 인서트 교체만으로 가능

나사 밀 작동 원리

나사 밀링 공정은 헬리컬 보간 공구 경로를 사용하여 탭핑을 대체하며, 나사 밀은 탭과 비슷해 보이지만 효과는 다릅니다. 나사 밀을 스핀들 축을 따라 구멍에 삽입하여 원하는 전체 나사 깊이에 도달할 때까지 진입, 컨트롤러가 나사 밀을 구멍 직경 위치로 이동하여 구멍 측벽에 나사 절삭, 360° 원운동 후 시작 위치로 복귀. 나사 밀이 원운동할 때 구멍 상단 방향으로 이동하거나 기계 Z축을 따라 한 나사 피치만큼 이동하여 나사 생성. 나사 깊이는 보통 구멍 직경의 1.5배 이하로 하여 편향 최소화.

나사 밀링 적용 시기 – 나사 밀링 용도

다음 용도나 요구사항에서 나사 밀링이 적합한 가공 공정입니다.

• 얇은 벽 부품
• 비대칭/비회전 부품
• 높은 절삭력 발생 및 칩 배출 문제 우려 소재 가공
• 공구 재고 감축 필요
• 불안정한 부품 셋업
• 탭핑 대체
• 나사 공차 조정
• 단일 공구로 다양한 특수 나사 크기 가공
• 구멍 백면 챔퍼링

나사 밀링 vs 탭핑 – 나사 밀링과 탭핑의 차이점

탭핑과 비교 시 어떤 공정을 선택해야 할까?

• 탭핑은 보통 드릴링 후 작은 구멍에 나사 가공, 나사 밀링은 큰 구멍에 나사 생산 경향
• 탭핑은 나사와 같은 크기 공구 사용, 칩을 나사를 통해 배출 강제. 나사 밀링은 나사보다 작은 공구 사용, 탭핑보다 나사 품질 우수
• 탭핑은 수동 또는 기계로 수행 가능. 나사 밀링은 헬리컬 보간을 위한 최소 3축 CNC 공작기계 필요
• 나사 밀링은 탭핑보다 낮은 절삭력 필요
• 나사 밀링 공정에서 정확한 구멍 크기 불필요, 단일 공구로 다양한 구멍 크기 가공 가능. 탭핑은 나사 가공 필요한 각 구멍 크기별로 다른 탭 필요
• 나사 밀링은 파이프 나사 쉽게 생산, 탭핑 공정에서 발생하는 골치 아픈 끈적한 칩 생성 안 함
• 나사 밀링이 탭핑보다 나사 품질과 표면 조도 우수
• 나사 밀링은 맞춤형 나사 설계 가능, 맞춤 탭은 비싸고 긴 리드타임 필요
• 탭핑은 나사 피트 조정 불가. 구멍 탭핑 후 나사 크기와 위치 고정. 나사 밀링은 피트 제어 가능. 기계 조작자가 엔드밀 전략처럼 드릴 비트 대신 사용하여 구멍 크기 조정 가능

나사 밀링 가이드 & 팁

1. 적절한 품질의 공구 선택

공정 중 실패와 문제 방지를 위해 고품질 적합한 나사 밀링 공구 필수. 자격을 갖춘 공구 제조업체 선택해 장단점 비교, 요구사항에 가장 가까운 것 선택. 그 전에 나사 밀 유형(헬리컬 플루트, 스트레이트 플루트, 싱글 프로파일, 인덱서블 인서트, 솔리드 초경 등)과 사양(싱글 폼, 트라이 폼, 멀티 폼), 직경 등 숙지 필요.

2. 여러 번의 레이디얼 패스 적용

나사 밀링 작업을 여러 레이디얼 패스로 분리하면 품질 향상, 나사 공차 개선, 안전성 확보, 난삭재에서 공구 파손 방지, 긴 오버행 및 불안정 조건 같은 어려운 용도에 적합.

3. 칩 분쇄 및 배출 전략 채택

칩을 제때 분쇄 및 배출할 적절한 공구나 전략 적용, 절삭유와 윤활제 고려, 칩 재절삭 방지, 시간 절약, 나사 공차 보장.

4. 공구 경로 결정

좌/우 나사는 선택한 공구 경로에 따라 결정. 경험에 따라 더 효율적인 것 선택.

5. 나사 깊이

일반적으로 나사 깊이는 구멍 직경의 1.5배 이하. 밀링 공구가 길수록 편향 경험 확률 높고, 나사 부정확성 유발 가능.