페이스 밀링과 주변 밀링: 차이점은 무엇인가?

제 공장에서는 CNC 밀링 머신이 금속을 조각하는 두 가지 기본적인 방법이 있습니다. 목수가 대패로 표면을 깎듯이 깎는 방법이 있고, 예술가가 끌로 선을 긋듯이 긋는 방법이 있습니다. 첫 번째 방법은 넓고 평평하며 완벽한 표면을 만드는 것입니다. 페이스 밀링두 번째는 슬롯, 포켓 및 복잡한 프로필을 절단하는 것입니다. 주변 밀링초보 엔지니어에게는 둘 다 금속을 자르는 회전 공구를 사용한다는 점에서 비슷해 보일 수 있습니다. 하지만 숙련된 기계공에게는 망치와 메스만큼이나 다릅니다. 작업에 맞지 않는 공구를 선택하는 것은 비효율적일 뿐만 아니라, 부품 폐기, 공구 파손, 그리고 표면 마무리 마치 갈아놓은 밭처럼 보이네요.

핵심 차이점을 이해하려면 단 하나의 질문으로 귀결됩니다. 절삭 공구가 작업을 하고 있습니다? 페이스 밀링에서는 작업이 다음에서 이루어집니다. 확인 공구의. 주변 밀링에서는 주위, 또는 측면. 이 간단한 기하학적 구분이 그 뒤를 따르는 모든 것을 결정합니다. 사용하는 도구, 작업 속도, 달성 가능한 마감, 그리고 부품을 디자인하는 방식까지 말입니다.

페이스 밀링 vs. 주변 밀링: 간단한 답변

중요한 정보를 미리 알아야 하는 엔지니어와 기계공을 위해 이 표는 두 가지 기본 밀링 작업의 핵심적인 차이점을 요약한 것입니다.

나는 누구이고, 왜 나를 믿어야 할까요?

제 이름은 클라이브입니다. 지난 25년 동안 저는 G 코드, 냉각수, 그리고 뜨거운 금속 냄새의 세상에서 살아왔습니다. 생산 기술자하지만 저는 기계공으로 경험을 쌓았습니다. 제 손은 작은 엔드밀의 섬세한 균형만큼이나 페이스밀의 무게에도 익숙합니다. 디자이너들이 저녁 식탁만 한 표면을 평평하게 다듬을 1인치 엔드밀을 요구하는 도면을 보내는 것을 본 적도 있습니다. 몇 시간씩 걸리고 마감도 엉망입니다. 1/4인치 슬롯에 페이스밀을 사용하도록 요구하는 것도 봤는데, 이는 관련 물리학에 대한 근본적인 오해를 보여주는 불가능한 요구였습니다.

이러한 실수는 단순히 학문적인 문제가 아닙니다. 기계 작업 시간, 공구, 그리고 폐기되는 자재로 인해 수천 달러의 비용이 발생합니다. 여기서 제 목표는 디자인 화면과 기계 공장 바닥, 설명하기 위해 why 뒤에 뭐따라서 가능할 뿐만 아니라 효율적이고 수익성 있는 부품을 설계하고 지정할 수 있습니다.

두 가지 작업 이야기: 엔진 브래킷

이 차이점을 완벽하게 보여주는 프로젝트에 대해 말씀드리겠습니다. 저희는 견고한 알루미늄 장착 브래킷을 프로토타입으로 제작하고 있었습니다. 항공 우주 응용 프로그램. 원료는 약 300mm x 200mm x 50mm 크기의 6061 알루미늄 직사각형 블록이었습니다. 마지막 부분 두 가지가 필요했습니다.

1. 완벽하게 평평한 장착면 300×200 크기의 넓은 표면에 0.02mm의 평탄도를 적용했습니다. 이 표면은 동체 프레임과 맞물리게 됩니다.
2. 깊고 폭이 10mm인 슬롯 중앙을 따라 유압 라인을 설치합니다.

이 단일 부분은 두 가지 기본 작업을 모두 필요로 했습니다. 첫 번째 단계는 완벽하고 평평한 기준면을 설정하는 것이었습니다. 이는 고전적인 페이스 밀링 작업. 8개의 날카로운 초경 인서트가 장착된 100mm 직경 페이스밀을 Haas VF-4에 장착했습니다. 기계는 거대한 회전 커터를 아래로 내리고, 두 번의 빠르고 겹치는 패스로 1mm의 소재를 깎아내어 거울처럼 아름다운 평면 마감을 남겼습니다. 이 공구는 거대한 잔디깎이처럼 넓은 길을 효율적으로 정리했습니다.

다음으로, 슬롯을 잘라야 했습니다. 거대한 페이스밀을 직경 10mm의 가느다란 4날 솔리드 카바이드 밀링 커터로 교체했습니다. 엔드 밀이번에는 기계가 다르게 움직였습니다. 넓고 넓게 움직이는 대신, 공구를 정확하게 밀어 넣고 슬롯의 경로를 따라 움직였습니다. 모든 절삭은 면 도구의 알루미늄 벽을 깎아 채널을 만들었습니다. 도구는 끌처럼 작동하여 정밀한 모양을 조각했습니다. 으로 부분.

동일한 기계가 두 가지 특징을 모두 만들어냈지만, 완전히 다른 두 가지 공구와 두 가지 전혀 다른 절삭 철학을 사용했습니다. 엔드밀을 페이스 밀링에, 페이스밀을 슬롯 밀링에 사용할 수 없었던 이유를 이해하는 것이 밀링을 마스터하는 핵심입니다.

툴링의 주요 차이점은 무엇입니까?

페인트 롤러로 서명을 하거나, 만년필로 벽에 페인트를 칠하지 않듯이, 페이스 밀링과 주변 밀링 도구도 마찬가지로 전문적입니다. 적합한 도구를 선택하는 것이 첫 번째이자 가장 중요한 단계입니다.

페이스 밀: 광폭 클리어링 도구

페이스밀은 정말 괴물입니다. 대구경 본체는 경화강으로 제작되는 경우가 많으며, 여러 개의 교체 가능한 초경 절삭 인서트를 포함하고 있습니다. 고성능 절삭을 위한 모듈식 시스템이라고 생각하면 됩니다. 무뎌진 공구를 날카롭게 하는 대신, 작고 저렴한 인서트를 인덱싱하거나 교체하기만 하면 됩니다.

페이스밀의 매력은 두 가지에 있습니다.

1. 지름: 50mm에서 200mm 이상의 대구경을 사용하면 한 번의 통과로 광대한 표면적을 정리할 수 있어 속도와 평탄도를 모두 달성하는 데 중요합니다.
2. 리드 각도: 인서트는 표면에 수직으로 고정되지 않고, 각이 져 있습니다. 일반적인 선택은 45도 리드각입니다. 이 각도는 비밀 무기입니다. 커터가 소재에 닿을 때 이 각도는 칩을 효과적으로 얇게 만들어 절삭 압력을 줄여줍니다. 이 현상을 " 칩 씨닝, 인서트 파손 없이 매우 높은 이송 속도로 가공할 수 있어 엄청난 소재 제거율(MRR)을 달성할 수 있습니다. 90도 페이스 밀(거대한 엔드밀처럼 보임)은 날카로운 벽에 가까이 접근해야 할 때 사용되지만, 개방형 페이스 작업에는 일반적으로 효율이 떨어집니다.

엔드밀: 정밀 조각 도구

반면 엔드밀은 정밀성을 연구하는 도구입니다. 일반적으로 견고한 초경 또는 고속도강(HSS)으로 제작되며, 측면에 나선형 홈이 파여 있습니다. 모든 설계는 주변부 절삭에 최적화되어 있습니다.

주요 특징은 다음과 같습니다.

1. 플루트: 플루트 수(일반적으로 2~7개 이상)는 중요한 균형점입니다. 2플루트 엔드밀은 칩이 빠져나갈 공간이 넓어 알루미늄의 깊은 슬로팅에 적합합니다. 4플루트 엔드밀은 견고성이 더 높고 이송 속도가 빨라 강철 가공에 적합합니다. 5플루트 또는 7플루트 엔드밀은 매우 빠른 속도로 얕은 반경 방향 절삭을 하는 고효율 밀링(HEM)에 적합하도록 설계되었습니다.
2. 끝 기하학: 주변 밀링에서는 측면이 작업을 수행하지만 팁이 중요합니다. 평평한 바닥 엔드밀은 평평한 바닥이 있는 포켓을 만드는 데 사용됩니다. 볼 엔드 밀은 반구형 팁을 가지고 있어 3D 표면 처리 및 유기적인 모양 생성에 적합합니다. 모서리 반경 (또는 불노즈 엔드밀)은 모서리가 둥근 평평한 바닥의 밀로, 강도를 높여주며 종종 디자인의 필렛 처리된 내부 모서리와 일치해야 합니다.

칩 형성과 절단 물리학은 어떻게 다른가?

공구의 기하학적 구조는 금속을 절단하는 방식에 직접적인 영향을 미칩니다. 칩의 모양은 절단의 효율성과 안정성에 대한 모든 것을 알려줍니다.

엔진 브래킷에서 페이스 밀을 작동시키면 숫자 "6"처럼 보이는 짧고 넓고 얇은 칩이 뿜어져 나왔습니다. 이는 45도 리드 각도에서 칩이 얇아지는 전형적인 결과입니다. 절삭은 인서트의 긴 가장자리에 걸쳐 이루어졌기 때문에 압력과 열을 줄여 기계의 한계를 시험할 수 있었습니다.

10mm 엔드밀이 슬롯을 절삭하기 위해 알루미늄에 파고들었을 때, 물리적인 변화가 완전히 발생했습니다. 공구의 전체 직경이 맞물리게 되었는데, 이는 " 100% 방사형 결합. 두꺼운 C자 모양의 칩이 생성되었습니다. 가느다란 공구가 부러지는 것을 막기 위해 이송 속도를 크게 낮춰야 했습니다. 브래킷 측면만 밀링 가공한다면(예를 들어 2mm 반경 방향 맞물림을 사용하는 일반적인 주변 밀링 작업) 작업 속도를 다시 높일 수 있었습니다. 여기서는 다른 종류의 칩 씨닝(chip thinning)을 사용합니다.방사형 칩 씨닝—작은 결합 각도로 인해 프로그래밍된 이빨당 공급량보다 더 얇은 칩이 생성되므로 발생합니다.

이 두 가지 유형의 칩 씨닝(chip thinning)을 이해하는 것이 초보 프로그래머와 전문가를 가르는 기준입니다. 저희는 페이스 밀링에서는 리드각을, 주변 밀링에서는 반경 방향 맞물림을 활용하여 안전하게 소재 제거율을 극대화합니다.

페이스 밀링 vs. 주변 밀링: 정면 대결

이 표는 엔지니어와 설계자에게 직접적인 기술적 비교를 제공합니다.

이제 우리는 도구, 물리학, 그리고 상충 관계를 이해합니다. 뭐 각 프로세스는 다음과 같습니다. 방법 그렇게 됩니다. 하지만 이러한 지식이 가장 중요한 단계인 설계에 어떤 영향을 미칠까요? 이러한 원칙을 무시하는 부품은 가공 비용이 10배나 더 비쌀 수 있습니다.

효율적인 밀링을 위해 어떻게 설계할 수 있나요?

디자이너가 내리는 모든 선택은 작업 현장에 직접적이고, 종종 값비싼 결과를 초래합니다. 이 다섯 가지 계명 중 하나라도 잊는 것은 100달러짜리 부품을 1000달러짜리 부품으로 만드는 가장 빠른 방법입니다.

계명 #1: 모서리 반경을 존중해야 합니다

완벽하게 날카로운 내부 모서리는 유니콘입니다. CNC 가공CAD에서는 멋지게 보이지만, 원형 절삭 공구로는 물리적으로 불가능합니다. 가까이서 보기 위해서는 아주 작은 엔드밀을 사용해야 하는데, 잘못 보면 부러질 것입니다.

항공우주용 브래킷에서 설계자가 메인 포켓 모서리에 0.5mm 반경을 지정했다고 가정해 보겠습니다. 10mm 엔드밀을 사용하여 대략적인 가공을 했는데, 그 이유는 바로 강성 때문입니다. 그렇게 작은 반경을 얻으려면 1mm 직경의 엔드밀을 사용해야 합니다. 이 공구는 매우 약해서 아주 작은 절삭만 가능하고, 쉽게 파손되어 부품 전체가 긁힐 수도 있습니다. 훨씬 더 나은 방법은 반경을 6mm로 지정하는 것입니다. 이렇게 하면 추가 공구 교체 없이도 동일한 견고한 10mm 공구(또는 그보다 약간 작은 공구)로 모서리를 마무리할 수 있습니다.

황금률: 항상 내부 코너 반경은 사용하려는 엔드밀의 반경보다 약간 크게 설계해야 합니다. 일반적으로 3mm 반경은 저렴하고 쉽습니다. 1mm 반경은 비용이 많이 들기 시작합니다. 1mm 반경보다 작으면 위험 신호입니다.

계명 #2: 깊고 좁은 주머니를 피하라

모든 기계공의 적은 공구 휘어짐입니다. 공구가 포켓 바닥에 닿기 위해 홀더에서 더 많이 나와 있어야 할수록, 공구는 마치 허약한 다이빙대처럼 작용합니다. 이러한 "휘어짐"은 길이 대 직경(L:D) 비율로 측정됩니다.

20mm 돌출부(길이:깊이 2:1)를 가진 10mm 엔드밀은 돌덩어리입니다. 세게 밀어도 괜찮습니다. 50mm 돌출부(길이:깊이 5:1)를 가진 같은 공구는 축축한 국수와 같습니다. 진동이 심해서 끔찍한 소리가 날 겁니다. 표면 마무리 (채터링) 정확도가 떨어지고, 고장 날 가능성이 훨씬 높습니다. 그 엄청난 자금을 가공하려면 이송 속도와 속도를 엄청나게 낮춰야 하고, 그러면 가격이 급등합니다.

황금률: 포켓의 깊이는 절삭에 필요한 공구 직경의 3~4배를 넘지 않도록 하세요. 깊은 포켓이 필요한 경우, 더 크고 견고한 공구를 사용할 수 있도록 모서리 반경을 더 크게 설정하세요.

계명 #3: 표준 도구를 염두에 두고 설계해야 합니다

제 공구 캐비닛에는 표준 미터법 크기(6mm, 8mm, 10mm, 12mm, 16mm, 20mm)의 엔드밀이 가득합니다. 지원 9.78mm 엔드밀로 채워져 있습니다. 설계에 비표준 폭의 슬롯이나 비표준 직경의 구멍이 필요한 경우, 특수 공구(비싸고 느림)를 구매하거나, 더 작은 공구를 사용하여 형상을 보간해야 합니다(이 또한 느림).

동일 드릴 비트M6 나사산을 설계하시나요? 표준 5mm 파일럿 홀을 사용하세요. 직접 만들지 마세요.

황금률: 슬롯, 포켓, 구멍을 설계할 때는 일반적으로 사용되는 표준 공구 크기를 고수하세요. 이 간단한 선택은 설치 시간과 공구 비용을 크게 줄여줍니다.

계명 #4: 현실적인 허용 오차를 유지해야 합니다

공차는 형상이 완벽한 치수에서 얼마나 벗어날 수 있는지를 측정하는 척도입니다. 또한 비용에 직접적인 영향을 미칩니다. 일반적으로 ±0.1mm의 공차가 표준이며 비교적 쉽게 유지할 수 있습니다. ±0.02mm로 조이려면 추가 마무리 작업, 새 공구, 그리고 더 느린 절삭 속도가 필요할 수 있습니다. ±0.01mm로 더 조이려면 부품을 고정밀 연삭기로 옮겨 온도 조절실에서 검사해야 할 수도 있습니다.

저희 브래킷의 경우, 장착 구멍은 정밀해야 합니다. 하지만 외부 프로파일은요? 그냥 딱 맞아야 합니다. "혹시 모르니" 모든 부품에 엄격한 공차를 적용하는 것은 설계자가 가질 수 있는 가장 값비싼 습관 중 하나입니다.

황금률: 부품의 작동에 기능적으로 필요한 경우에만 엄격한 공차를 적용하십시오. 다른 모든 형상에는 관대한 표준 공차를 사용하십시오.

계명 #5: 설정 횟수를 최소화해야 합니다

부품의 클램프를 풀고 뒤집어 다른 면을 가공할 때마다 오류가 발생할 가능성이 있으며 상당한 시간이 추가됩니다. 이상적인 부품은 다음과 같습니다. 완전히 가공됨 한 면(단일 설정)에서 가공하는 것이 가장 좋습니다. 그 다음으로 좋은 방법은 두 면(예: 위와 아래)에서 가공하는 것입니다. 모든 면에 작은 특징이 있어서 여섯 번의 개별 설정이 필요한 부품은 악몽과 같습니다.

황금률: 가공된 모든 형상을 가능한 한 적은 면에 배치하세요. 형상을 반대쪽에 배치해야 하는 경우, 두 번째 설정을 간소화하기 위해 서로 평행하게 배치하세요.

결론: 성공을 위한 청사진

페이스 밀링과 주변 밀링의 차이는 불도저와 조각가의 끌의 차이와 같습니다. 하나는 완벽하고 평평한 캔버스를 만들어내는 무차별적인 힘의 효율성을 위한 것이고, 다른 하나는 그 캔버스에 모든 디테일을 새겨 넣는 예술적 정밀성을 위한 것입니다. 성공적인 부분 둘 다 필요하고, 적절한 시기에 사용해야 합니다.

그러나 가장 중요한 작업은 기계보다 먼저 이루어진다 심지어 켜져 있기도 합니다. 설계 과정에서 발생합니다. 공구를 이해하고, 절삭의 물리적 특성을 고려하며, DFM의 기본 원칙을 준수함으로써 설계자는 어떤 기계공보다도 비용 절감과 품질 보장에 더 많은 노력을 기울일 수 있습니다. 좋은 설계는 기계와 싸우는 것이 아니라, 기계를 이끌어갑니다.

자주 묻는 질문

페이스밀과 엔드밀의 차이점은 무엇인가요?

A 페이스 밀 스핀들 축에 수직인 크고 평평한 표면을 생성하도록 특별히 설계된 여러 개의 인서트가 있는 대구경 공구입니다. 엔드 밀 측면(주변)을 이용해 잘라서 프로필, 슬롯, 포켓을 만드는 작고 견고한 도구입니다.

주변 밀링은 엔드 밀링과 같은가요?

실제적으로는 그렇습니다. 주변 밀링 회전 공구의 외경(주변)을 절단하는 작업에 대한 기술 용어입니다. 엔드 밀링 이 공정을 지칭하는 일반적인 작업 용어로, 이를 수행하는 데 사용되는 도구(엔드밀)의 이름을 따서 명명되었습니다.

페이스 밀링에 엔드밀을 사용할 수 있나요?

네, 대구경 끝의 평평한 바닥을 사용할 수 있습니다. 밀에서 기계로 작고 평평한 표면을 가공하는 작업으로, 종종 "서페이싱"이라고 합니다. 하지만 넓은 면적을 가공하는 전용 페이스밀을 사용하는 것보다 효율성이 훨씬 떨어집니다. 절삭날 수가 적고 직경이 작기 때문에 재료 제거율이 훨씬 낮기 때문입니다.

클라임 밀링과 컨벤셔널 밀링의 차이점은 무엇인가요?

이는 주변 밀링 중에 절삭 공구가 공작물에 맞물리는 두 가지 다른 방법입니다.

• 클라임 밀링: 도구가 회전합니다 과 이송 방향입니다. 절삭 시작 부분의 두꺼운 칩을 얇게 펴줍니다. 이는 현대식 절삭 공구에서 선호되는 방식입니다. CNC 기계 표면 마감이 더 좋아지고 공구 수명이 더 길어지기 때문입니다.
• 기존 밀링(업 밀링): 도구가 회전합니다 반대 이송 방향입니다. 두께가 0인 칩에서 시작하여 재료를 "퍼내듯" 빼냅니다. 이 과정은 마찰과 공구 마모를 유발할 수 있지만, 리드 스크류에 백래시가 있는 구형 수동 기계에서는 때때로 필요합니다.

참고자료

1. 산업출판사(2020). 기계 핸드북, 31판. https://books.industrialpress.com/machinery-s-handbook-31st-edition.html
2. 샌드빅 코로만트. (nd). 밀링 지식. https://www.sandvik.coromant.com/en-gb/knowledge/milling
3. Stephenson, DA, & Agapiou, JS(2018). 금속 절삭 이론 및 실제, 3판. CRC를 누릅니다. https://www.routledge.com/Metal-Cutting-Theory-and-Practice/Stephenson-Agapiou/p/book/9781498751510

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