밀링 커터 가공을 위한 절삭 조건 계산하기: 기억해야 할 핵심 사항

1. 질문

엔드 밀링의 절삭 조건을 계산하는 데 사용할 수 있는 방법은 무엇입니까?

엔드 밀링을 준비하면서 절삭 조건 표를 참조했지만 원하는 가공에 해당하는 조건을 찾을 수 없었습니다.

밀링 조건의 계산 방법은 무엇인가요?

2. 답변

스핀들 속도는 밀링 속도를 기준으로 계산되고 이송 속도는 톱니당 이송을 기준으로 계산되며 절삭 깊이는 커터 직경에서 파생됩니다.

스핀들 속도는 절삭 속도와 커터 직경에서 계산되며 절삭 속도는 절삭 조건 표 또는 가공성 지수에서 참조합니다.

이송 속도는 톱니당 이송량, 스핀들 속도 및 커터 톱니 수에 따라 계산됩니다. 절삭 깊이는 커터 직경에서 파생됩니다. 계산된 결과를 바탕으로 가공 테스트를 수행하여 밀링 조건을 조정합니다.

스핀들 속도 계산 방법

회전 속도 계산 공식:

N=(1000*Vc)/π*Dc

밀링 속도 계산 공식:

Vc=(π*Dc*N)/1000

• N: 분당 회전 수(분^-1)
• Vc: 밀링 속도(m/min)
• Dc: 절단 직경(mm)

I. 사용된 공구 직경이 절삭 조건 표에 기록되어 있지 않은 경우

주어진 공식을 사용하여 가장 가까운 직경의 밀링 조건에 따라 밀링 속도를 계산해야 합니다. 그런 다음 회전 속도를 계산합니다. 보다 간단한 방법은 원하는 직경을 기준으로 삼고 여기에 직경의 비율을 곱하여 회전 속도를 계산하는 것입니다.

그림 2 절단 조건 표

예를 들어, 구조용 탄소강 가공을 위해 블레이드 직경이 2.8인 엔드밀의 회전 속도를 계산할 때입니다,

블레이드 직경이 3인 엔드밀의 회전 속도는 7250(분)입니다.^-1),

따라서 블레이드 직경이 2.8인 엔드밀의 회전 속도는 7,250(분)입니다.^-1)×3/2.8= 약 7,768(분)^-1).

* 일정한 밀링 속도에서 칼날 직경이 작을수록 회전 속도가 빨라집니다.

2. 가공할 재료가 절단 조건 표에 나열되어 있지 않은 경우,

나열된 다른 가공 재료의 회전 속도에 절단할 재료 간의 가공성 지수 비율을 곱하여 계산합니다.

예를 들어, 가공을 위해 블레이드 직경이 3인 엔드밀의 회전 속도를 계산할 때 다음을 수행합니다. 회색 주철,

블레이드 직경이 3이고 구조용 탄소강을 가공할 때의 회전 속도는 7,250(분)입니다.^-1).

구조용 탄소강의 가공성 지수가 70이고 회주철의 가공성 지수가 85인 경우,

회주철 밀링 시 회전 속도: 7,250(분)^-1)×85/70= 약 8,804(분)^-1).

가공성 지수는 소재의 가공 용이성을 나타내는 값으로, 자유 절삭 강재의 가공 용이성을 100으로 설정합니다. 값이 작을수록 가공이 어렵다는 것을 의미하며, 절삭 속도를 설정할 때 참고할 수 있습니다.

회전 속도 설정의 핵심 포인트

볼 엔드밀 사용 시]

볼 엔드밀을 사용하는 경우 실제 절삭 직경을 기준으로 계산하는 것이 실제 가공 조건에 더 가깝습니다.

그림 3 실제 절삭 직경과 정확한 회전 속도를 계산하는 방법

1. 스핀들 회전수가 제한된 경우

공작 기계에 의해 스핀들 속도가 제한되어 절삭 조건 차트에 지정된 것보다 가공 속도가 느려지는 경우 이송 속도를 비례적으로 줄여야 합니다.

예를 들어 권장 절삭 조건이 스핀들 회전수 30,000(분당^-1) 및 이송 속도 600(mm/min)이며 공작 기계의 속도 제한은 20,000(분)입니다.^-1), 이송 속도는 600 x 20,000 / 30,000 = 400(mm/min)으로 떨어집니다. 또한 커터 직경을 증가시켜 스핀들 회전수를 줄여도 절삭 속도를 유지할 수 있습니다.

2. 진동 대책이 채택된 경우

진동을 방지하고 공구 수명을 연장하기 위해 스핀들 회전수를 낮추더라도 일반적인 절삭 속도 범위(예: 기계 구조물에 사용되는 탄소강의 경우 50~150(m/min)) 내에서 절삭 저항의 변화는 미미하며 효율을 향상시키지 않습니다.

절삭 깊이와 이송 속도를 조정하는 것이 더 효과적입니다. 그러나 공작 기계의 노후화로 인해 고유 속도에서 진동이 발생하거나 정확한 절삭 속도를 모르고 공작물을 가공하는 경우 스핀들 회전수를 조정해야 합니다.

피드 속도 계산

피드 속도를 계산하는 공식은 다음과 같습니다:

F=fz*N*Zn

각 절단 깊이에 대한 계산 공식은 다음과 같습니다:

Fz=F/(Zn*N)

• F: 이송 속도(mm/min)
• fz: 치아당 이송량(mm/치아)
• N: 스핀들 속도(분^-1)
• Zn: 치아 수

1. 절삭 조건 표에 공구의 절삭날 직경에 해당하는 조건이 나열되어 있지 않은 경우:

톱니당 칩 부하를 상수로 하여 계산할 때는 가장 가까운 절삭날 직경의 속도와 이송을 기준으로 톱니당 칩 부하를 계산한 다음 이 값을 가공 속도와 함께 사용하여 이송 속도를 계산해야 합니다.

실제 적용 시 절삭날 직경과 길이의 변화는 공구의 강성에 영향을 미칩니다. 이는 치아당 칩 부하를 계산할 때 반드시 고려해야 합니다. 기본 사용의 경우 절삭 조건 표에 나열된 매개변수의 중간값을 기준으로 계산할 수도 있습니다.

그림 5: 절단 조건 표

예를 들어, 블레이드 직경이 2.8인 수직 밀링 커터를 사용하여 구조용 탄소강을 가공하는 경우 수직 밀링 커터의 이송 속도를 다음과 같이 계산합니다:

이송 속도가 칼날 직경이 3일 때 360mm/min, 칼날 직경이 2.5일 때 340mm/min이라고 가정하면, 칼날 직경이 2.8일 때의 이송 속도는 (360-340) / (3-2.5) * (2.8-2.5) + 340, 즉 약 352mm/min이 됩니다. 스핀들 속도는 "스핀들 속도 계산 방법"을 사용하여 계산합니다.

2. 공작물 재료가 절단 조건 표에 나열되지 않은 경우:

목록에 없는 공작물 소재의 이송 속도는 목록에 있는 다른 공작물 소재의 이송 속도에 두 소재 간의 가공성 지수 비율을 곱하여 계산됩니다.

예를 들어 회주철을 가공할 때 블레이드 직경이 3인 수직 밀링 커터의 이송 속도를 계산할 때 구조용 탄소강 가공 시 이송 속도는 360mm/min입니다. 구조용 탄소강의 가공성 지수는 70이고 회주철의 가공성 지수는 85입니다.

따라서 회주철을 밀링할 때의 이송 속도는 다음과 같습니다: 360(mm/min) * 85/70 = 437(mm/min). 스핀들 속도는 "스핀들 속도 계산 방법"을 사용하여 계산합니다.

피드 속도 설정의 핵심 포인트:

1. 진동 방지 조치를 취할 때:

블레이드 길이가 길어 진동이 발생하기 쉬운 수직 밀링 커터나 목이 길고 돌출부가 크거나 블레이드 직경이 얇은 타입의 경우, 절삭 깊이 또는 톱니당 이송량을 줄이면 절삭 저항이 비례적으로 감소할 수 있습니다. 따라서 스핀들 속도를 줄이는 것보다 더 효과적입니다.

그림 6은 목이 긴 수직 밀링 커터를 사용한 절단의 개략도를 보여줍니다.

또한 측면 가공에서 모서리 부분을 가공할 때는 절삭날의 접촉 길이가 증가하므로 이송 속도를 줄이기 위한 조치가 필요합니다.

치아당 이송량이 너무 작으면 마모가 가속화될 수 있습니다. 직경이 미세한 엔드밀(2 미만)을 제외하고, 톱니당 이송량은 0.01mm 이상이어야 합니다.

그림 7: 모서리 영역 가공의 개략도

피드 속도 계산하기

1. 엔드밀 사용 시

그림 8: 엔드밀의 절삭 조건

그림 9: 측면 가공의 절삭 깊이

그림 10: 그루브 가공의 절삭 깊이

인피드량 Ad 및 Rd는 커터 직경에 절삭 조건 표의 계수를 곱하여 계산됩니다. 예를 들어 커터 직경이 5이고 측면 밀링이 수행되는 경우 절삭 조건 표에 따르면 Ad는 1.5D이고 Rd는 0.1D입니다. 따라서 Ad는 1.5×5로 7.5(mm) 이하이고 Rd는 0.1×5로 0.5(mm) 이하입니다.

2. 볼 노즈 엔드밀 사용 시

표 11 (a) 볼 노즈 엔드밀의 절삭 조건

표 12 (b) - 볼 노즈 엔드밀의 절삭 조건

그림 13은 볼 노즈 엔드밀을 사용할 때의 절삭 깊이 Ad를 보여줍니다.

(a) 볼 노즈 엔드밀을 사용하는 경우 절삭 깊이 Ad는 공구 직경에 특정 계수를 곱하여 계산합니다. 예를 들어 공구 직경이 2이고 Ad가 0.1D인 경우 계산은 0.1 x 2 = 0.2(mm)입니다.

(b) 볼 노즈 엔드밀의 절삭 조건 표를 사용하는 경우, 절삭 깊이 Ad는 표에서 직접 읽습니다. 사용하려는 공구의 절삭 조건이 표에 나열되어 있지 않은 경우 가장 가까운 공구 직경과 유효 길이의 중간 값을 사용하십시오.

3. 가공할 재료가 절단 조건 표에 나열되어 있지 않은 경우

절단 조건 표에 나열된 기계 구조용 탄소강 또는 강화강을 기준선으로 사용합니다.

기준선보다 부드러운 소재의 경우 절삭 깊이를 임시로 동일한 값으로 설정하고 시험 가공을 통해 문제가 발생하지 않는 수준까지 높입니다.

더 단단한 재료의 경우 절삭 깊이와 두 재료의 가공성 지수 비율을 곱한 값으로 설정하고 테스트 가공을 수행합니다.