CNC 가공에서 클라임 밀링과 기존 밀링의 선택

CNC 기계의 밀링 공정에서 클라임 밀링과 기존 밀링 사이의 선택은 부품의 정밀도와 표면 품질에 큰 영향을 미치는 중요한 기술적 문제입니다.

클라임 밀링과 기존 밀링의 정의

밀링 커터의 상대적 위치와 공작물의 이송 방향에 따라 밀링 공정은 클라임 밀링과 기존 밀링의 두 가지 유형으로 나뉩니다. 공작물의 이송 방향에서 밀링 커터가 공작물의 왼쪽에 있을 때 이를 상승 밀링 또는 상향 밀링이라고 합니다. 밀링 커터가 공작물의 오른쪽에 있는 경우 이를 일반 밀링 또는 하향 밀링이라고 합니다.

클라이밍 밀링: 처음에는 칩 두께가 최대이며 절단이 진행됨에 따라 칩 두께가 감소합니다. 그 결과 칩 변형이 최소화되고 절삭력이 공작물을 향하게 됩니다.

기존 밀링: 처음에 칩 두께는 0이고 절단이 끝날 때 최대로 증가합니다. 이 프로세스에는 절삭력이 공작물을 들어 올리는 경향(공작물을 들어 올리는 경향)이 있는 연마 효과가 포함됩니다.

CNC 가공의 업 밀링 및 다운 밀링 공정 분석

1. 클라이밍 밀링의 특징

클라임 밀링의 장점:

• 칩 두께가 최대에서 0까지 다양하여 공구의 미끄러짐을 방지하고 공구 수명을 연장합니다.
• 표면 마감이 더 좋아집니다.
• 수직 밀링력은 항상 작업대를 향해 가해지므로 공작물 위치 지정 및 클램핑의 안정성이 향상됩니다.
• 가공 중 전력 소비를 줄입니다.

클라이밍 밀링의 단점:

• 표면이 단단한 부품 밀링에는 적합하지 않습니다.
• 리드 스크류와 너트 사이에 백래시가 있으면 가공 중에 피드 스크류가 진동할 수 있습니다.

2. 기존 밀링의 특징

기존 밀링의 단점:

• 칩 두께는 0에서 최대까지 다양하므로 공구가 금속을 절단하기 전에 공작물 표면 위로 미끄러집니다. 이로 인해 높은 마찰과 열이 발생하여 경화층이 형성되어 공구 내구성이 저하되고 표면 품질에 영향을 줄 수 있습니다.
• 수직 상향 밀링력은 공작물을 들어올려 불안정하게 만드는 경향이 있습니다.
• 더 높은 전력 소비.

기존 밀링의 장점:

• 표면이 단단한 부품 밀링에 적합합니다.
• 백래시가 있어도 작업대 이송 메커니즘에 진동이 없습니다.

3. 클라이밍 및 일반 밀링 공구의 응력 분석 3.

상승 밀링에서는 공구에 가해지는 공작물 힘이 공구를 공작물 쪽으로 밀어내는 힘이 작용합니다. 기존 밀링에서는 이 힘으로 인해 공구가 공작물에서 멀어지는 경향이 있습니다.

CNC 가공에서 클라임 밀링과 기존 밀링의 선택 분석

볼 스크류 드라이브가 장착된 CNC 기계에서는 프리로딩을 통해 백래시를 완전히 제거할 수 있습니다. 상승 밀링 메커니즘이 장착된 CNC 기계에서는 높은 공구 내구성, 우수한 표면 품질, 낮은 전력 소비로 인해 상승 밀링이 선호됩니다. 그러나 특정 특수 절삭 조건에서는 기존 밀링이 필요할 수 있습니다. 따라서 클라임 밀링 또는 일반 밀링 방법을 선택하기 전에 상관관계 분석을 수행해야 합니다.

기존 밀링 기계에서는 리드 스크류와 너트 어셈블리의 측면 백래시 때문에 작업대 변위를 방지하고 원활한 밀링 작업을 보장하기 위해 일반적으로 일반 밀링이 사용됩니다. 그러나 절삭량이 적고 표면 품질이 높은 Al-Mg 합금의 경우 클라임 밀링을 사용할 수 있습니다.

황삭 가공 시 밀링 방법 선택

블랭크의 외부 표면은 일반적으로 코어 소재보다 더 단단하고 부서지기 쉬우며, 특히 화염 절삭으로 얻은 블랭크의 경우 더욱 그렇습니다. 머시닝 센터의 높은 공구 속도(일반적으로 2000r/min 이상)에서 황삭 가공에 기존 밀링을 사용하면 절삭 날이 갑자기 공작물에서 이탈하여 칩이 갑작스럽게 파손되고 그로 인한 진동이 절삭 날에 전달될 수 있습니다. 이로 인해 머시닝 센터의 깨지기 쉬운 절삭 날이 쉽게 부서지거나 파손될 수 있습니다. 따라서 클라임 밀링은 머시닝 센터의 황삭 가공에 적합합니다. 기존 밀링 기계용 특수 황삭 공구는 더 탄력적이고 저속으로 작동하므로 칩 분리가 느리고 기존 황삭 가공에 적합합니다.

황삭 가공에서는 절삭 깊이와 폭이 크기 때문에 기존 밀링에서는 절삭 방향이 이송 방향과 반대되므로 공작물과 공구 사이의 상대 속도가 증가하여 스핀들 및 가이드 모터에 가해지는 부하가 증가하여 진동이 증가합니다. 이 부하가 특정 수준에 도달하면 경보와 기계 정지가 발생할 수 있습니다. 동일한 조건에서 기존 밀링은 클라임 밀링보다 10%에서 20%의 전력을 더 소비합니다. 따라서 클라임 밀링은 머시닝 센터의 황삭 가공에 적합하고, 일반 밀링은 기존 밀링 기계의 황삭 가공에 적합합니다.

CNC 가공 사례 분석

아래 그림과 같이 블랭크가 정사각형인 가공 공정을 설명하며, CNC 밀링 머신을 사용하여 솔리드 윤곽을 가공하는 작업입니다. 앞선 분석에 따르면 CNC 가공에서는 클라임 밀링이 선호됩니다. 이 부품의 경우 클라임 밀링을 사용하면 공구 경로는 D → C → B → A가 되지만, 실제 생산에서는 '공구 충돌'이 자주 발생합니다. 이 현상의 원인을 분석했습니다.

1. 공구가 D 지점에서 C 지점으로 이동하고 호를 따라 이동하면 가공 중에 공구 이송이 0에서 공구 주변부 전체가 맞물릴 때까지 점차 증가합니다.

2. 공구 주변부 전체가 맞물려 있는 경우 이 부분은 클라임 밀링이고 이 부분은 일반 밀링입니다.

절단할 블랭크 부분(E로 표시)의 경우 기존 밀링이 수행됩니다. 기존 밀링 중에는 이전 분석에 따라 공구가 공작물에 접근하는 경향이 있습니다. 마찬가지로 절단할 블랭크 부분(E로 표시)도 힘과 반력의 특성에 따라 공구가 공작물에 접근하는 경향이 있습니다.

3. 공구가 가공을 계속하고 공작물 E가 절삭되려고 할 때, E가 지지되지 않고 공구에 접근하는 경향이 있으므로 E가 절삭되는 순간 E가 공구에 가깝게 접근하여 공구 충돌을 일으킵니다.

위의 종합적인 분석에 따르면, 이 공정에서는 클라임 밀링에 우선순위를 두어서는 안 됩니다. 대신 일반 밀링을 먼저 사용하여 가공을 위한 여유를 두고(A → B → C → D) 클라임 밀링(D → C → B → A)을 수행하여 가공 중 공구 마모를 방지하고 표면 품질을 유지해야 합니다.

결론

금속 절단은 다음과 같은 복잡한 상호 작용을 포함하는 복잡한 프로세스입니다. 절단 도구 및 공작물 재료. 절단 매개변수, 공구 재료, 기하학적 각도와 같은 요소, 고정 장치및 절삭유는 모두 절단 프로세스에 영향을 미칩니다.

특정 CNC 가공 공정에서는 밀링 방법에 따라 다른 결과를 얻을 수 있습니다. 클라임과 일반 밀링의 특성을 이해하는 것은 CNC 가공 및 프로그래밍에 있어 매우 중요합니다.