CNC 밀링 머신 진동을 줄이기 위한 12가지 전문가 팁
CNC 밀링 기계가 진동하여 정밀도를 떨어뜨리는 이유가 궁금하신가요? 이 기사에서는 날카로운 인서트 사용부터 절삭 파라미터 최적화까지 절삭 진동을 최소화하기 위한 12가지 전문가 팁을 살펴봅니다....
복잡한 금속 부품이 어떻게 정밀하게 제작되는지 궁금한 적이 있나요? 이 글에서는 밀링 머신의 다양한 유형과 주요 구성 요소를 살펴보며 밀링 머신의 마법을 공개합니다. 이 기계가 어떻게 원료를 정교한 제품으로 바꾸는지 알아보고, 이 모든 것을 가능하게 하는 필수 도구에 대해 알아보세요.
밀링 머신은 금속 가공 및 제조 분야에서 다용도로 널리 사용되는 공작 기계입니다. 주요 동작은 다날 밀링 커터의 고속 회전 동작이 특징이며, 이송 동작은 일반적으로 기계의 작업 테이블에 단단히 장착된 공작물의 정밀하고 제어된 이동을 포함합니다.
밀링 머신은 다양한 구성으로 제공되며, 각각 특정 응용 분야와 공작물 요구 사항에 맞게 설계되었습니다. 가장 일반적인 유형은 다음과 같습니다:
각 유형의 밀링 머신은 고유한 기능을 제공하며, 공작물 크기, 재료, 필요한 정확도, 생산량 등의 요인에 따라 선택이 달라집니다. 최신 CNC(컴퓨터 수치 제어) 기술은 밀링 작업의 다양성과 정밀도를 더욱 향상시켜 복잡한 3D 가공과 고급 제조 공정을 위한 CAD/CAM 시스템과의 원활한 통합을 가능하게 합니다.
(1) 침대
베드는 공작 기계의 본체로, 대부분의 구성품이 그 위에 설치됩니다.
스핀들, 스핀들 속도 변경 메커니즘 및 기타 부품은 베드 내부에 설치됩니다.
침대 전면 벽에는 테이블의 위아래 이동을 위한 수직 도브테일 가이드 레일이 있고, 침대 상단에는 대들보의 앞뒤 이동을 위한 수평 도브테일 가이드 레일이 있습니다.
침대 뒤쪽에는 침대 내부에 설치된 속도 변경 메커니즘을 통해 스핀들을 구동하는 메인 모터가 있습니다.
스핀들 속도는 베드 왼쪽 상단에 있는 손잡이와 다이얼 눈금을 사용하여 변경할 수 있습니다. 속도를 변경할 때는 반드시 멈춰야 합니다.
전기 캐비닛은 침대 왼쪽 하단에 있습니다.
(2) 크로스빔
크로스빔은 기어와 랙을 사용하여 앞뒤로 움직여 길이를 조절할 수 있으며, 두 세트의 편심 볼트를 사용하여 고정할 수 있습니다.
크로스빔에 브래킷을 설치하여 커터 바의 돌출된 끝을 지지하여 커터 바의 강성을 향상시킵니다.
(3) 표
밀링 머신의 세로 작업대, 가로 작업대 및 로터리 테이블이 장착된 작업대 지지대입니다.
이송 모터와 이송 속도 변경 메커니즘은 테이블의 전면 왼쪽에 설치된 독립적인 구성품으로 테이블, 세로 작업대 및 가로 작업대의 움직임을 제어합니다.
이송 속도의 변화는 버섯 모양의 손잡이로 제어되며, 주행 중에도 속도를 변경할 수 있습니다.
테이블은 침대의 수직 도브테일 가이드 레일을 따라 움직일 수 있습니다. 테이블 아래에는 테이블을 올리거나 내릴 뿐만 아니라 테이블을 지지하는 수직 리드 스크류가 있습니다.
가로 작업대와 리프팅 테이블의 조작은 리프팅 테이블의 왼쪽에 있는 핸들로 제어합니다.
위, 아래, 앞으로, 뒤로, 멈춤의 다섯 가지 위치가 있는 두 개의 연결된 핸들이 있습니다. 5개의 위치는 서로 연동되어 있습니다.
(4) 세로 작업대
공작물 또는 픽스처를 설치하는 데 사용되며 이송 동작 중에 공작물과 함께 세로로 이동합니다.
세로 작업대 위에는 클램프 볼트(T-볼트)를 설치하기 위한 3개의 T-슬롯이 있습니다. 이 세 개의 T-슬롯 중 하나는 다른 두 개보다 정확도가 높습니다. 작업대 앞면에는 이동 제한 블록을 설치하기 위한 작은 T-슬롯도 있습니다.
세로 작업대의 폭은 밀링 머신의 크기를 나타내는 주요 사양입니다.
(5) 가로 작업대
가로 작업대는 세로 작업대 아래에 위치하며 세로 작업대를 앞뒤로 움직이기 위해 사용됩니다.
세로 작업대, 가로 작업대 및 리프팅 테이블을 사용하면 가공 요구 사항을 충족하기 위해 공작물을 상호 수직인 세 가지 좌표 방향으로 이동할 수 있습니다.
범용 밀링 머신의 세로 작업대와 가로 작업대 사이에는 회전 테이블이 있습니다. 이 테이블의 유일한 목적은 나선형 홈을 밀링하기 위해 세로 작업대가 수평면에서 45도를 초과하지 않는 양수 또는 음수 각도 내에서 회전할 수 있도록 하는 것입니다.
로터리 테이블의 유무는 범용 수평 밀링 머신과 일반 수평 밀링 머신을 구분하는 유일한 특징입니다.
(6) 스핀들
스핀들은 밀링 커터를 직접 또는 커터 아버를 통해 설치하는 데 사용되며 밀링 커터가 회전하도록 구동합니다. 스핀들은 밀링 커터 또는 커터 아버를 설치하기 위해 앞쪽 끝에 7:24 테이퍼 구멍이 있는 중공축입니다.
긴 볼트가 뒤쪽에서 스핀들 관통 구멍을 통과하여 밀링 커터 또는 커터 아버를 제자리에 고정합니다.
베이스는 밀링 머신의 전체 무게를 지탱하고 절삭유를 보관합니다. 베이스는 전체 밀링 머신의 기초이며 작동 중에 기계가 안정적이고 견고하게 유지되도록 설계되었습니다.
또한 크레인 및 커터 아버와 같은 보조 장치도 있습니다.
X6132 범용 수평 리프팅 테이블 밀링 머신.
(1) 밀링 머신 모델 및 사양.
(2) 주요 기술 매개변수:
테이블의 작업 표면적은 320mm x 1250mm이며 테이블의 최대 이동거리(수동)는 세로 700mm, 가로 255mm, 세로 320mm입니다. 테이블(자동)의 최대 이동거리는 세로 680mm, 가로 240mm, 세로 300mm입니다.
테이블의 최대 회전 각도는 ±45°이며 스핀들 축에서 작업대 표면까지의 거리는 30mm ~ 350mm입니다. 스핀들 속도는 30rpm에서 1500rpm까지 18단계로 설정할 수 있습니다.
수직 리프팅 테이블 밀링 머신.
수직 밀링 머신은 여러 면에서 수평 밀링 머신과 유사합니다. 그러나 베드에 상단 가이드 레일이나 크로스빔이 없다는 점이 다릅니다.
대신 기계의 전면 상단에는 스핀들과 밀링 커터를 설치하는 데 사용되는 수직 밀링 헤드가 있습니다.
일반적으로 수직 밀링 머신의 베드와 수직 밀링 헤드 사이에 회전 테이블을 배치하여 경사진 표면을 밀링하기 위해 스핀들을 일정 각도로 기울일 수 있습니다. 수직 밀링 머신은 보링 홀 가공에도 사용할 수 있습니다.
b) 작업대 기울이기
c) 회전식 작업대.
d) 일반 바이스
e) 머리 나누기.
f) 수직 밀링 헤드.
g) 삽입 밀링 도구
기계 바이스라고도 하는 이 플라이어는 일반적으로 직사각형 또는 원통형 모양의 중소형 공작물을 고정하는 데 사용됩니다. 회전 다이얼이 있는 플라이어를 회전식 플랫노우즈 플라이어라고 하며, 각도를 조절하는 데 사용할 수 있습니다.
이 방법은 일반적으로 규칙적인 모양의 작은 공작물을 설치하는 데 사용됩니다.
이 도구는 다음 용도로 사용됩니다. 클램핑 곡면 가공이 필요한 공작물에 적합합니다. 비교적 균일한 내부 및 외부 원호 표면을 밀링하는 데 특히 유용합니다.
수평 밀링가공기의 가공 범위를 확장합니다. 수평 밀링 머신에 범용 밀링 헤드를 설치하면 다양한 수직 밀링 작업이 가능할 뿐만 아니라 밀링 요구 사항에 따라 밀링 커터 축을 원하는 각도로 조정할 수 있습니다.
그러나 범용 밀링 헤드의 설치가 복잡하고 설치 후 작업 공간이 크게 줄어들어 활용도가 제한적입니다.
분할 헤드 적용:
중요한 액세서리 중 하나인 분할 헤드는 일반적으로 공작물을 설치하여 경사진 표면을 밀링하고 인덱싱 작업을 수행하며 다양한 인덱싱 작업에서 다양한 인덱싱 방법(단순 인덱싱, 복합 인덱싱, 차동 인덱싱 등)을 사용하여 다양한 인덱싱 작업을 수행하는 데 사용됩니다.
또한 분할 헤드를 사용하여 공작물을 필요한 각도로 설치하여 절삭 가공(예: 경사진 표면 밀링)을 용이하게 할 수 있습니다. 나선형 홈을 밀링할 때 분할 헤드를 밀링 머신의 세로 테이블 나사에 '교환 기어'로 연결하여 테이블이 움직이는 동안 분할 헤드의 공작물에 나선형 동작을 제공할 수 있습니다.
밀링 커터는 복잡한 형상과 정밀도 요구 사항으로 인해 일반적으로 전문 시설에서 제조되는 정교한 멀티 톱니 절삭 공구입니다. 이러한 공구는 생산성이 높은 것이 특징인데, 이는 여러 절삭 날의 동시 결합과 높은 절삭 속도로 작동할 수 있다는 두 가지 핵심 요소에서 비롯됩니다.
밀링 커터의 설계와 성능은 특정 응용 분야, 재료 및 가공 조건에 맞게 최적화할 수 있습니다. 이러한 다용도성 덕분에 특정 제조 요구 사항을 충족하도록 맞춤화된 다양한 밀링 커터 유형이 탄생했습니다. 이러한 커터는 다음과 같은 몇 가지 기준에 따라 분류할 수 있습니다:
각 분류 체계는 커터 선택 및 성능에 대한 귀중한 통찰력을 제공하지만, 이 논의에서는 현대 제조의 다양한 밀링 작업을 이해하기 위한 실용적인 프레임워크를 제공하기 때문에 주로 용도별 분류에 초점을 맞출 것입니다.
주요 애플리케이션 기반 카테고리는 다음과 같습니다:
밀링 커터의 용도별 분류:
페이스 밀링 커터
원통형 밀링 커터
원통형 밀링 커터는 일반적으로 전체적으로 고속 강철로 만들어집니다. 나선형 절삭 날은 보조 절삭 날없이 실린더 표면에 분포되어 있습니다. 나선형 톱니는 절단 과정에서 점차적으로 공작물을 절단하고 떠나므로 절단 공정이 비교적 안정적입니다.
주로 수평 밀링 머신에서 밀링 커터의 길이보다 폭이 좁고 긴 표면을 가공하는 데 사용됩니다.
디스크 밀링 커터
디스크 밀링 커터에는 다음이 포함됩니다:
슬롯 밀링 커터. 실린더 표면에만 톱니가 있으며 얕은 홈을 가공하는 데만 사용할 수 있습니다.
키웨이 밀링 커터
A. 특별합니다. 절단 도구 두 개의 플루트만 있는 키홈 밀링용입니다.
B. 원주 절삭날과 끝 절삭날 모두 주 절삭날 역할을 할 수 있습니다.
C. 사용 시 커터는 먼저 축 이송을 통해 공작물에 진입한 다음 키홈 방향을 따라 키홈을 밀링합니다.
D. 재연삭 시에는 끝 절삭날만 연삭하면 됩니다.
엔드밀
차이점 트위스트 드릴, 페이스 밀링 커터 및 키홈 밀링 커터:
톱날 밀링 커터
톱날 밀링 커터는 주로 좁은 홈을 일정한 깊이로 자르거나 밀링하는 데 사용됩니다.
앵글 밀링 커터
싱글 및 더블 앵글 밀링 커터는 공작물의 홈과 베벨을 밀링하는 데 사용됩니다.
폼 밀링 커터
폼 밀링 커터는 윤곽이 있는 표면을 가공하는 데 사용되며 커터 톱니의 모양은 가공 중인 공작물 표면의 윤곽 모양과 일치하도록 설계됩니다.
밀링 커터는 톱니 뒷면 모양에 따라 분류합니다:
1. 뾰족한 밀링 커터
뾰족한 이빨 밀링 커터의 뒷면은 대부분 선형이며 앵글 밀링 커터로 밀링됩니다. 이 유형의 밀링 커터는 항상 뾰족한 디자인입니다. 쉽게 제조하고 날카롭게 할 수 있으며 무뎌진 후 후면 절단면을 따라 다시 연마 할 수 있습니다. 이 유형의 밀링 커터에는 날카로운 칼날 모서리가 있습니다.
2. 톱니 모양의 밀링 커터.
톱니 모양의 밀링 커터의 뒷면은 일반적으로 아르키메데스 나선형인 특수 곡선입니다. 치아 뒷면은 쉐이빙 방식으로 가공됩니다. 치아가 무뎌지면 앞쪽 절단면을 따라 다시 연마할 수 있습니다.
재연삭 후에도 밀링 커터 톱니의 모양은 변경되지 않습니다. 이 유형의 밀링 커터는 일반적으로 폼 밀링 커터의 복잡한 절삭날 모양을 가공하는 데 사용됩니다.
섕크 밀링 커터:
1) 엔드밀 커터
밀링 커터의 톱니는 커터의 끝면과 원통형 표면에 분포되어 있습니다. 수직 밀링 머신에서 평평한 표면을 가공하는 데 자주 사용되며 수평 밀링 머신에서 평평한 표면을 가공하는 데에도 사용할 수 있습니다.
2) 페이스 밀 커터
윤곽 표면, 끝면, 경사면, 홈 및 계단면 등을 밀링하는 데 적합합니다.
3) 키홈 밀링 커터 및 T-슬롯 밀링 커터
특히 키홈과 T-슬롯 가공에 사용됩니다.
4) 더브테일 밀링 커터
특히 도브테일 홈 밀링에 사용됩니다.
구멍이 있는 밀링 커터:
밀링은 뛰어난 정밀도와 표면 품질을 제공하는 매우 다재다능하고 생산적인 가공 방법입니다. 일반적으로 밀링 작업은 국제 공차 등급 시스템에 따라 IT9에서 IT8 범위의 치수 공차를 달성할 수 있으며 표면 거칠기 값(Ra)은 6.3~1.6μm입니다. 이러한 기능 덕분에 밀링은 다양한 고정밀 제조 애플리케이션에 적합합니다.
밀링의 범위에는 다음과 같은 다양한 처리 기능이 포함됩니다:
또한, 최신 밀링가공기는 추가 툴링을 수용할 수 있는 기능을 통해 향상된 다용도성을 제공합니다. 드릴, 리머, 보링 바 등의 홀 가공 공구를 설치하여 공작물에 다양한 홀 가공 작업을 효율적으로 수행할 수 있습니다. 이러한 다기능성 덕분에 여러 대의 기계를 설정할 필요성이 크게 줄어들어 전반적인 제조 효율성과 정밀도가 향상됩니다.
고급 CNC(컴퓨터 수치 제어) 밀링 센터는 이러한 기능을 더욱 확장하여 복잡한 형상을 위한 5축 가공과 다양한 피처의 원활한 가공을 위한 자동화된 공구 교환 시스템을 제공합니다. 이러한 기술 발전은 밀링 작업에서 달성할 수 있는 것의 한계를 계속 넓혀가고 있으며, 현대 제조에서 없어서는 안 될 공정이 되었습니다.
정의:
업 밀링이라고도 하는 기존 밀링은 밀링 커터의 회전 방향이 공작물의 이송 방향과 반대일 때 발생합니다. 이 과정에서 절삭 톱니가 공작물에 대해 위로 이동하여 공작물을 약간 들어 올립니다. 반대로 상향 밀링 또는 하향 밀링은 밀링 커터가 공작물 이송과 같은 방향으로 회전하는 것이 특징입니다. 여기서 절삭 톱니가 공작물 아래로 이동하여 공작물을 기계 테이블에 밀어 넣습니다.
특성:
1. 언제 기존 밀링를 누르면 절단 두께가 0에서 점차 증가합니다.
무딘 모서리 반경의 영향으로 인해 절단 시작 시 전면 각도가 음수입니다. 톱니가 압착되어 공작물 표면에서 미끄러지므로 심각한 표면 경화 치아 마모도 증가합니다.
반면, 오르막 밀링은 절삭 두께가 최대에서 시작됩니다. 공구 마모가 적고 내구성이 높습니다.
2. 상승 밀링 시 이송 방향의 절삭력은 공작물의 절삭력과 동일합니다.
작업대의 나사와 너트 사이의 간격으로 인해 이송력이 점차 증가하면 절삭력이 작업대를 당기고 크리프가 발생하여 이송이 고르지 않게 됩니다.
심한 경우 밀링 커터가 파손될 수 있습니다.
그러나 기존 밀링의 경우 이송력의 작용으로 인해 나사와 너트 사이의 전달 표면이 항상 밀착되어 있어 밀링 공정이 비교적 안정적입니다.
3. 기존 밀링의 경우 수직 절삭력은 클램핑력 및 공작물의 무게와 반대이므로 공작물을 작업대에서 들어올려 진동을 악화시키고 공작물의 클램핑 및 표면 거칠기에 영향을 미치는 경향이 있습니다.
반면, 오르막 밀링 시에는 수직 절삭력이 아래쪽으로 향하므로 안정적으로 조일 수 있습니다.
클라이밍 밀링의 특징:
기존 밀링의 특징:
대칭 밀링은 밀링 커터의 축이 가공된 표면의 중앙에 위치할 때 발생합니다. 이 구성은 균형 잡힌 절삭력 분포를 가져오며 일반적으로 평균 칩 두께가 더 커집니다. 대칭 밀링은 가공 표면이 넓은 공작물과 경화강을 가공할 때 주로 사용됩니다. 균형 잡힌 힘 분포는 표면 조도 향상과 공구 마모 감소에 기여하므로 고정밀 응용 분야와 까다로운 가공성 특성을 가진 소재에 특히 적합합니다.
비대칭 밀링은 밀링 커터 축이 가공된 표면의 중심에서 오프셋되는 것이 특징입니다. 이 접근 방식은 커터 축의 상대적 위치에 따라 두 가지 방법으로 더 분류할 수 있습니다:
a) 기존 비대칭 밀링: 커터 회전이 이송 방향과 반대로 진행되어 칩이 얇게 시작하여 점차 두꺼워집니다. 이 방법은 칩 배출이 더 잘되는 경우가 많지만 절삭력이 증가하고 공작물이 들리는 현상이 발생할 수 있습니다.
b) 비대칭 밀링 상승: 커터 회전이 이송 방향과 정렬되어 두꺼운 칩에서 시작하여 점차 얇아지는 칩을 생성합니다. 이 기술은 일반적으로 표면 조도가 향상되고 절삭력이 감소하며 공구 수명이 향상되지만 진동 소음을 방지하기 위해 더 엄격한 기계 설정이 필요합니다.
일반 비대칭 밀링과 상승 비대칭 밀링 사이의 선택은 기계 강성, 공작물 소재, 표면 정삭 요구 사항, 공구 특성 등의 요인에 따라 달라집니다. 각 방법마다 고유한 장점과 과제가 있으므로 가공 결과를 최적화하려면 공정 계획에 신중하게 고려해야 합니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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