다운 밀링 vs 업 밀링: 올바른 접근법 선택 가이드

밀링 커터는 일반적으로 다날 공구입니다. 동시에 절삭에 참여하는 치아 수 많고, 절삭날 길며, 절삭 속도 높아 생산성 높습니다. 다양한 밀링 커터 적용으로 평면, 홈, 계단 가공 가능하며 기어, 나사, 스플라인 축 치형, 각종 성형면 가공도 가능.

밀링 커터 종류와 용도

밀링 커터 종류는 치아 구조에 따라 예리 치아 밀링 커터와 릴리프 치아 밀링 커터로 구분. 치아와 밀링 커터 축 상대 위치에 따라 원통 밀링 커터, 앵글 밀링 커터, 페이스 밀링 커터, 성형 밀링 커터 등으로 구분. 치아 형상에 따라 직선 치아, 나선 치아, 앵귤러 치아, 곡선 치아 밀링 커터. 공구 구조에 따라 일체형, 결합형, 그룹/세트형, 인서트형, 기계 클램프 용접형, 인덱서블형 등. 보통은 공구 치아 후면 가공 형태로 구분.

예리 치아 밀링 커터(Sharp Tooth Milling Cutters) 분류:

1. 페이스 밀링 커터: 일체형, 인서트형, 기계 클램프 인덱서블형 등. 각종 평면·계단면 황삭·반정삭·정삭용.
2. 엔드밀(End mill): 공작물 계단, 측면, 홈, 각종 형상 구멍, 내외 곡면 밀링용.
3. 키웨이 밀링 커터: 키웨이 밀링용.
4. 슬롯 밀링 커터·톱날 밀링 커터: 각종 홈, 측면, 계단면, 톱질용.
5. 특수 슬롯 밀링 커터: 특수 홈 형상 밀링용. 성형 슬롯 밀링 커터, 반달 키웨이 밀링 커터, 더브테일 밀링 커터 등.
6. 앵글 밀링 커터: 공구 직선 홈·나선 홈 밀링용.
7. 금형 밀링 커터: 각종 금형 볼록·오목 성형면 밀링용.
8. 그룹 밀링 커터: 여러 밀링 커터 결합해 그룹 형성. 복잡 성형면, 대형 부품 다른 부분 면, 넓은 평면 밀링용.

릴리프 치아 밀링 커터(Relief Tooth Milling Cutters):

전면 재연마로 원단면 형상 유지 필요 공구들로 후면 릴리프 치아 형태 사용. 디스크 슬롯 밀링 커터, 볼록 반원·오목 반원 밀링 커터, 더블 앵글 밀링 커터, 성형 밀링 커터 등.

다운 밀링(Down Milling)과 업 밀링(Up Milling)

공작물 이송 방향과 밀링 커터 회전 방향 상대 관계에 따라 두 가지 방식:

첫 번째: 다운 밀링(Down Milling/순밀링). 밀링 커터 회전 방향과 절삭 이송 방향 동일. 절삭 시작 시 밀링 커터가 공작물 물고 최종 칩 절단.

두 번째: 업 밀링(Up Milling/역밀링). 밀링 커터 회전 방향과 절삭 이송 방향 반대. 밀링 커터가 공작물 위 일정 시간 슬라이드 후 절삭 시작, 절삭 두께 0에서 시작해 절삭 끝에서 최대 도달.

선택 기준

페이스 밀링 커터, 일부 엔드밀링·페이스 밀링에서 절삭력 방향 다름. 페이스 밀링 시 밀링 커터가 공작물 바깥에 위치, 절삭력 방향 특별 주의 필요. 다운 밀링 시 절삭력이 공작물을 작업대 쪽으로 누르고, 업 밀링 시 절삭력이 공작물을 작업대에서 밀어냄.

다운 밀링 동력 소비가 업 밀링보다 적음. 동일 절삭 조건에서 다운 밀링 동력 소비 5~15% 낮음. 동시에 다운 밀링이 배출에도 더 유리.

일반적으로 다운 밀링 최대한 사용해 가공 부품 표면 조도 향상(거칠기 감소)과 치수 정밀도 보장 권장. 하지만 절삭면에 경화층, 슬래그 적층, 공작물 표면 고르지 않을 때(예: 단조 블랭크 가공) 업 밀링 방식 사용해야 함.

다운 밀링 시 절삭 두께 얇아지고 커터 치아 미가공면으로 절입해 밀링 커터 활용에 유리.

업 밀링 시 밀링 커터 치아 공작물 접촉 시 금속층 즉시 절입 못 하고 공작물 표면에서 짧은 거리 슬라이드. 슬라이드 과정 강한 마찰로 대량 열 발생, 가공면 경화층 형성 쉬워 공구 내구성 저하, 공작물 표면 조도 영향, 절삭에 불리.

또한 업 밀링 시 커터 치아 아래→위(또는 안→밖)로 절삭, 경화 표면층부터 절입해 치아 큰 충격 하중 받음, 밀링 커터 더 빨리 무뎌짐. 하지만 절입 과정 슬립 없고 작업대 절삭 중 이동 안 함.

업 밀링과 다운 밀링, 절입 시 절삭 두께 다르므로 치아-공작물 접촉 길이 달라 밀링 커터 마모 정도 다름. 실증: 다운 밀링 밀링 커터 내구성 업 밀링 대비 2~3배 높음. 표면 거칠기도 감소 가능. 단, 다운 밀링은 경피 공작물 밀링에 부적합.