많은 가공 공정으로 금속을 성형할 수 있습니다. 그러나 특정 부품에는 다른 방법보다 더 효과적인 방법이 있습니다. 한 가지 일반적인 문제는 공구에 과부하를 주거나 부품을 손상시키지 않고 깊거나 각진 또는 구부러진 슬롯이나 구멍을 절단하는 방법입니다. 이 문제를 높은 정밀도와 매끄러운 마감으로 처리할 수 있는 방법이 필요하다면 이 가이드가 도움이 될 것입니다.
헬리컬 밀링은 나선형 공구 경로를 사용하여 금속을 절삭하는 방법입니다. 커터는 나사처럼 아래쪽으로 내려가면서 원형 경로를 따라 움직입니다. 이렇게 하면 절삭력을 줄이고 열 축적을 줄이며 칩 배출을 개선할 수 있습니다. 특히 단단한 소재의 구멍, 나사산, 포켓 가공에 자주 사용됩니다.
단순 드릴링보다 더 효율적입니다. 공구 수명, 정확도 및 표면 품질이 향상됩니다. 실제로 어떻게 작동하는지 알고 싶으신가요?
헬리컬 밀링의 핵심 원리
이 섹션에서는 나선형 경로의 작동 원리와 절단 품질 향상에 도움이 되는 이유를 설명합니다. 이 방법을 잘 사용하려면 도구의 움직임과 그것이 재료에 미치는 영향을 이해하는 것이 중요합니다.
나선형 도구 경로 지오메트리 설명
헬리컬 밀링에서는 공구가 똑바로 내려가지 않습니다. 나선형 또는 나선형 경로를 따라 내려갑니다. 회전하는 동안 공구는 원을 그리며 옆으로 움직이며 천천히 재료 속으로 내려갑니다.
이 나선형 이동은 경로의 각도에 따라 원통형 또는 원뿔형 컷을 형성합니다. 피치(회전 사이의 거리)를 조정하여 패스당 깊이를 제어할 수 있습니다.
이러한 유형의 경로는 갑작스러운 공구 진입을 줄여 점진적인 절삭을 가능하게 합니다. 따라서 공작물 정확도와 공구 수명을 유지하는 데 도움이 됩니다.
절삭력 분포
나선형 동작으로 절삭력이 고르게 분산됩니다. 모든 힘이 한 지점에 집중되는 직선형 플런지 밀링과 달리 나선형 밀링은 공구 모서리 전체에 하중이 분산됩니다.
이렇게 일정한 하중은 진동과 열을 줄여줍니다. 또한 공구의 파손을 방지하고 부품의 변형을 방지합니다. 이는 단단한 금속이나 얇은 벽으로 된 부품을 작업할 때 특히 유용합니다.
공구 결합 및 칩 형성
절삭하는 동안 공구 모서리의 일부만 어느 순간에나 맞물립니다. 이 부분적인 접촉은 공구 마모를 줄이고 칩 크기를 더 잘 제어할 수 있게 해줍니다.
칩이 더 얇고 일관성이 높아져 배출이 개선되고 절삭날에 쌓일 가능성이 낮아집니다. 이는 표면 마감을 깨끗하게 유지하고 절단 온도를 낮추는 데 도움이 됩니다.
장비 및 툴링
헬리컬 밀링을 효과적으로 실행하려면 올바른 기계 설정과 공구가 필요합니다. 이 섹션에서는 어떤 유형의 기계와 절삭 공구가 가장 적합한지에 대해 설명합니다.
적합한 CNC 기계
헬리컬 밀링은 대부분의 최신 CNC 밀링 머신에서 작동합니다. 둘 다 3축 5축 기계가 이를 처리할 수 있습니다. 핵심은 나선형 공구 경로를 처리할 수 있는 컨트롤러를 갖추는 것입니다.
수직 구멍과 포켓에는 3축 기계가 적합합니다. 각진 컷이나 곡선 컷의 경우 5축 기계가 더 유연합니다. 또한 기계는 진동에 견딜 수 있도록 견고한 구조여야 합니다.
도구 홀더 및 절단 도구
공구 홀더는 안정적이고 정밀해야 합니다. 고속 콜릿 척 또는 수축 맞춤 홀더가 일반적인 선택입니다. 이러한 홀더는 런아웃을 줄이고 공구 수명을 향상시킵니다.
절삭 공구의 경우, 중앙 절삭 기능이 있는 엔드밀이 자주 사용됩니다. 칩을 더 잘 제어하려면 가변 플루트 형상 또는 칩 브레이커가 있는 공구가 유용합니다.
도구 직경은 컷의 크기와 일치해야 합니다. 도구가 작을수록 더 세밀하게 절단할 수 있지만 속도가 느려질 수 있습니다. 큰 도구는 더 빠르게 절단하지만 더 강력한 기계가 필요할 수 있습니다.
권장 도구 재료
카바이드 공구는 헬리컬 밀링에 가장 많이 사용됩니다. 날카로움이 오래 유지되고 빠른 절삭 속도를 처리할 수 있습니다. 강철이나 티타늄과 같은 단단한 금속에 적합합니다.
고속강(HSS) 공구는 저렴하지만 마모 속도가 빠릅니다. 부드러운 소재나 소량 작업에 더 적합합니다.
TiN, TiAlN, DLC 등 코팅 공구는 내열성이 뛰어나고 수명이 길어집니다. 고속으로 절단하거나 마모성 재료로 작업할 때 유용합니다.
프로세스 매개변수 및 설정
헬리컬 밀링으로 좋은 결과를 얻으려면 올바른 설정을 선택하는 것이 중요합니다. 이 섹션에서는 스핀들 속도, 이송 속도, 절삭 깊이 및 기타 주요 요소를 설정하는 방법에 대해 설명합니다.
스핀들 속도 및 이송 속도
스핀들 속도는 재료와 공구 유형에 따라 다릅니다. 단단한 소재일수록 속도가 느려집니다. 부드러운 소재는 더 높은 RPM을 허용합니다. 카바이드 공구는 HSS보다 빠르게 작동할 수 있습니다.
이송 속도는 속도와 공구 직경과 일치해야 합니다. 너무 빠르면 공구가 마모될 위험이 있습니다. 너무 느리면 절삭이 비효율적입니다. 항상 공구 제조업체의 칩 부하 권장 사항을 확인하십시오.
나선 각도 선택
나선 각도는 공구가 얼마나 가파르게 내려가는지를 제어합니다. 각도가 얕을수록 적은 응력으로 부드럽게 절단할 수 있습니다. 각도가 가파르면 더 많은 재료를 제거하지만 하중이 증가합니다.
부드러운 금속이나 큰 구멍의 경우 가파른 각도가 효과적일 수 있습니다. 단단한 금속이나 얇은 부품의 경우 진동과 열을 줄이기 위해 얕은 각도를 사용합니다.
축 및 방사형 컷 깊이
축 방향 깊이는 도구가 Z축을 따라 한 번에 절삭하는 깊이입니다. 방사형 깊이는 회전당 절단하는 폭입니다. 도구에 과부하가 걸리지 않도록 두 가지의 균형을 유지합니다.
반경 방향 깊이를 공구 직경보다 작게 유지하는 것이 좋습니다. 기계와 공구가 충분히 단단하면 축 방향 깊이가 더 깊어질 수 있습니다.
스텝다운 전략 및 절단 경로 계획
스텝다운은 도구가 각 나선형에서 얼마나 내려가는지를 나타냅니다. 스텝이 작을수록 표면 마감이 더 좋지만 시간이 더 오래 걸립니다. 스텝이 클수록 작업 속도는 빨라지지만 절삭력은 증가합니다.
절삭 경로는 공구 맞물림을 일정하게 유지해야 합니다. 방향이나 하중이 갑자기 바뀌지 않도록 하세요. 일정한 나선형 경로를 사용하여 공구 응력을 줄이고 공작물 품질을 개선합니다.
헬리컬 밀링 어플리케이션의 유형
헬리컬 밀링은 한 가지 작업에만 국한되지 않습니다. 구멍, 나사산, 큰 직경 및 복잡한 모양을 처리할 수 있습니다. 이 섹션에서는 이 방법이 매장에서 사용되는 일반적인 방법을 다룹니다.
홀 제작을 위한 헬리컬 밀링
헬리컬 밀링은 특히 단단한 금속에 둥근 구멍을 만드는 데 자주 사용됩니다. 드릴링 대신 공구가 나선형 경로로 이동하여 구멍을 형성합니다.
이 방법은 공구를 똑바로 밀어 넣는 것을 방지합니다. 열과 공구 마모가 줄어듭니다. 또한 더 나은 크기 제어로 더 깨끗한 구멍 벽을 만들 수 있습니다.
표준 드릴로 뚫기에는 너무 큰 구멍이 있거나 정확한 공차가 필요한 경우에 이상적입니다.
나선형 경로를 사용한 스레드 밀링
스레드 밀링 나선형 경로를 사용하여 구멍 안쪽의 실을 자릅니다. 이 도구는 회전하는 동안 나사의 나선형 형태를 따릅니다.
이 방법은 내부 및 외부 스레드를 모두 절단할 수 있습니다. 하나의 도구를 다양한 나사 크기에 사용할 수 있어 유연합니다. 또한 더 나은 칩 제어와 더 깨끗한 스레드를 남깁니다.
나사산 밀링은 고강도 소재나 미세한 나사산이 필요한 부품에 적합한 선택입니다.
큰 직경을 위한 나선형 보간
구멍이 드릴에 비해 너무 큰 경우 나선형 보간이 사용됩니다. 이 도구는 나선형 동작으로 직경을 서서히 자릅니다.
이는 밸브 본체, 하우징 및 대형 플레이트에 일반적으로 사용됩니다. 특별한 대형 드릴이 필요하지 않으므로 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 드릴링으로 인해 응력이 발생할 수 있는 두꺼운 재료에도 잘 작동합니다.
나선형 경로를 사용한 슬롯 및 포켓팅
나선형 경로는 슬롯이나 포켓을 만들 수도 있습니다. 도구가 위에서 나선형으로 들어온 다음 옆으로 이동하여 모양을 엽니다.
이는 부품을 깨끗하게 진입시키고 절삭력을 제어해야 할 때 유용합니다. 공구 과부하를 방지하고 칩 흐름을 개선합니다. 또한 얇은 벽과 섬세한 피처를 균열로부터 보호합니다.
헬리컬 밀링의 장점
헬리컬 밀링은 기존의 플런지 또는 직선 경로 방식에 비해 여러 가지 이점을 제공합니다. 이러한 장점은 공구 수명, 부품 품질 및 전반적인 효율성을 향상시킵니다.
공구 부하 및 진동 감소
나선형 모션은 갑작스러운 공구 맞물림을 줄여줍니다. 절삭력이 서서히 퍼집니다. 진동이 적다는 것은 더 부드러운 절삭과 공구 수명 연장을 의미합니다.
향상된 표면 마감
도구가 부드럽게 들어가서 겹겹이 자르기 때문에 표면 마감이 더 부드럽습니다. 가장자리가 찢어지거나 거칠어질 가능성이 적습니다.
향상된 칩 배출
나선형 경로를 사용하면 칩이 빠져나갈 공간이 더 넓어집니다. 칩이 더 얇고 일관되게 형성됩니다. 따라서 도구가 과열될 수 있는 빌드업을 방지할 수 있습니다.
복잡한 형상을 위한 유연성
헬리컬 밀링은 다양한 공작물 형상을 처리할 수 있습니다. 깊은 구멍, 나사산, 각진 벽 및 포켓에 적합합니다. 맞춤형 디자인에 맞게 공구 경로를 조정할 수 있습니다.
한계와 과제
헬리컬 밀링에는 많은 이점이 있지만 몇 가지 문제점도 있습니다. 이를 이해하면 실수를 방지하고 각 작업에 적합한 공정을 선택하는 데 도움이 됩니다.
프로그래밍 복잡성
헬리컬 밀링에는 기본 드릴링이나 슬롯 가공보다 더 고급 공구 경로가 필요합니다. 이러한 경로를 프로그래밍하려면 CAM 소프트웨어와 약간의 경험이 필요합니다. 올바르게 설정하지 않으면 나선형 동작으로 인해 오류가 발생하거나 공구 충돌이 발생할 수 있습니다.
공작 기계 기능 제약
모든 기계가 부드러운 나선형 움직임을 지원하는 것은 아닙니다. 일부 구형 기계는 여러 축에서 조정된 동작에 어려움을 겪을 수 있습니다. 나선형 동작 중에 공구를 안정적으로 유지하려면 기계가 견고하고 정밀해야 합니다.
도구 처짐 및 열 축적
절삭이 너무 깊거나 스텝다운이 너무 크면 공구가 약간 구부러질 수 있습니다. 이러한 휨은 구멍의 진원도와 표면 품질에 영향을 줍니다. 단단한 금속을 절단하거나 너무 빠르게 작동하면 온도가 상승할 수도 있습니다.
치수 정확도 문제
정확한 헬리컬 밀링은 공구 동작의 정밀한 제어에 달려 있습니다. 백래시, 런아웃 또는 정렬 불량은 공작물 크기에 영향을 줄 수 있습니다. 경로의 중심이 제대로 잡히지 않으면 구멍이 타원형이나 큰 크기로 나올 수 있습니다.
결론
헬리컬 밀링은 공구가 나선형 경로로 이동하면서 서서히 아래쪽으로 절삭하는 절삭 방식입니다. 더 나은 표면 조도, 낮은 공구 부하, 향상된 정확도를 제공합니다. 이 방법은 특히 단단한 금속이나 섬세한 부품의 구멍, 나사산, 슬롯 및 복잡한 형상을 가공하는 데 이상적입니다.
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안녕하세요, 저는 케빈 리입니다
지난 10년 동안 저는 다양한 형태의 판금 제작에 몰두해 왔으며 다양한 워크숍에서 얻은 경험에서 얻은 멋진 통찰력을 이곳에서 공유했습니다.
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케빈 리
저는 레이저 절단, 굽힘, 용접 및 표면 처리 기술을 전문으로 하는 판금 제조 분야에서 10년 이상의 전문 경험을 갖고 있습니다. Shengen의 기술 이사로서 저는 복잡한 제조 문제를 해결하고 각 프로젝트에서 혁신과 품질을 주도하는 데 최선을 다하고 있습니다.
