CNC 밀링 머신 진동을 줄이기 위한 12가지 전문가 팁

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날카로운 인서트는 CNC 밀링 작업에서 절삭력을 크게 줄일 수 있습니다.

인서트는 코팅형과 비코팅형 두 가지 종류로 제공됩니다. 코팅되지 않은 인서트는 일반적으로 코팅된 인서트에 비해 선명도가 우수합니다. 이는 코팅 인서트는 코팅 적용 전에 가장자리 패시베이션(ER 처리)이 필요하기 때문입니다. 패시베이션 공정은 매우 날카로운 모서리가 절단 인터페이스에서 코팅의 결합 강도를 저하시킬 수 있으므로 적절한 코팅 접착력을 보장하기 위해 절단 모서리를 약간 무디게 합니다.

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특정 깊이로 가공할 때 팁 반경이 작은 인서트를 사용하면 특히 방사형 방향의 절삭력을 크게 줄일 수 있습니다.

방사형 절삭력은 가느다란 공구 또는 공작물에서 진동의 주요 원인입니다. 이 원리는 선삭 및 밀링 작업 모두에 적용됩니다. 팁 반경이 커질수록 가느다란 공구나 공작물은 주어진 절삭 깊이에서 진동하는 경향이 커집니다.

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절삭 깊이를 선택할 때는 공구 팁의 아크 반경과 동일하게 설정하지 않는 것이 중요합니다. 이 설정은 불안정한 절단 조건과 진동 증가로 이어질 수 있습니다.

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가느다란 공구 생크를 사용한 키홈 절삭 또는 가느다란 샤프트의 외부 선삭에는 기본 각도(접근 각도)가 90°인 공구를 사용하는 것이 진동을 최소화하는 데 유리합니다.

가느다란 샤프트의 외부 선삭 또는 가느다란 공구 홀더를 사용한 키홈 절삭 등 두 가지 시나리오에서 90° 공구는 절삭날에서 가장 높은 축방향 힘을 생성하면서 가장 낮은 반경 방향 절삭력을 생성합니다. 이러한 힘 분포는 절삭 공정을 안정화하고 진동을 줄이는 데 도움이 됩니다.

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가느다란 공구를 사용하는 밀링 작업의 경우 원형 인서트 커터가 진동을 완화하는 데 가장 효과적입니다.

밀링 커터의 동작은 선삭 공구의 동작과 대조적입니다. 밀링에서는 접근 각도가 90°에 가까워질수록 반경 방향 절삭력이 증가하여 공구 생크 진동이 커집니다. 원형 인서트 커터는 점진적으로 결합 각도가 변하기 때문에 절삭력을 더 고르게 분산하고 진동을 줄이는 데 도움이 됩니다.

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CNC 기계에서 깊은 캐비티 밀링에 슬림 엔드밀을 사용할 때는 플런지 밀링이 자주 사용됩니다. 이 기술은 깊은 캐비티를 가공할 때 드릴링과 유사하게 공구의 축 방향 이송을 포함합니다.

오버행이 직경의 3배 이상인 공구의 경우 처짐과 진동을 최소화하기 위해 축 방향 이송 플런지 밀링을 사용하는 것이 좋습니다. 그러나 엔드밀 인서트는 방사형 절삭날 폭이 제한되어 있다는 점에 유의해야 합니다.

공구 제조업체는 플런지 밀링 기법을 사용할 때 최대 허용 절삭 폭을 지정하는 기술 데이터를 제공합니다. 이러한 권장 사항을 준수하는 것은 최적의 성능과 공구 수명을 위해 매우 중요합니다.

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상자나 그릇 모양의 공작물과 같이 벽이 얇은 공작물을 밀링할 때 진동은 주로 절삭 공구가 아닌 공작물 자체에서 발생합니다.

진동원이 공작물이라는 점을 감안할 때 이러한 부품을 성공적으로 가공하려면 공작물 고정 및 지지력을 강화하는 데 중점을 두어야 합니다. 전략에는 가공 중 공작물 강성을 높이기 위해 맞춤형 고정 장치, 추가 지지 구조 또는 댐핑 재료를 사용하는 것이 포함될 수 있습니다.

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보링 작업의 경우 일반적으로 리드 각도가 작을수록(공구 접근 각도의 보완) 좋습니다.

이 구성은 후행 각이 더 커져 보조 절삭 날과 가공된 표면 사이의 접촉 면적이 줄어듭니다. 이렇게 접촉 면적이 감소하면 진동이 지속되는 진동으로 발전할 가능성이 최소화됩니다. 또한 리드 각이 작을수록 보조 절삭날에 의해 칩이 압축될 가능성이 줄어들어 절삭 안정성이 더욱 향상됩니다.

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피치가 같지 않고 톱니 수가 적은 페이스 밀링 커터를 사용하면 밀링 진동을 효과적으로 줄일 수 있습니다.

여기서 '톱니'는 절삭 인서트를 의미합니다. 예를 들어, 인서트가 5개인 직경 100mm 페이스 밀은 다른 모든 절삭 파라미터가 동일하다고 가정할 때 10개의 인서트가 있는 커터에 비해 약 50%의 절삭력을 더 적게 생성합니다. 피치가 다르면 진동의 고조파 형성이 방해되고, 톱니 수가 적으면 전체 절삭력이 감소하여 보다 안정적인 가공에 기여합니다.

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큰 양의 경사각과 가벼운 칩 브레이커 디자인의 인서트를 사용합니다.

이러한 인서트는 가공 작업 중 절삭 쐐기 각도가 작아 절삭력이 낮아지고 칩 배출이 개선됩니다. 이러한 구성으로 더 가볍고 빠른 절삭이 가능하므로 특히 정삭 작업에서 진동 문제를 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

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절단 매개변수를 미세 조정하면 경미한 진동 문제를 줄이는 데 효과적일 수 있습니다.

일반적인 조정 전략에는 다음이 포함됩니다:

1. 스핀들 회전 속도 감소(공구 및 공작물 회전 모두)
2. 컷 깊이 감소
3. 회전당 이송량 또는 치아당 칩 부하 증가

진동이 발생하는 내경 나사 선삭 작업의 경우, 최종 패스의 인피드 증분을 1~2컷 줄이면 안정성이 향상되는 경우가 많습니다.

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공구 경로를 최적화하는 것은 특히 진동이 발생하기 쉬운 시나리오에서 성공적인 밀링 작업을 위해 매우 중요합니다.

일반(상향) 밀링과 상향(하향) 밀링 중 어떤 것을 선택하느냐에 따라 진동에 영향을 미칠 수 있습니다. 전통적인 밀링 이론에 따르면 기존 밀링은 주로 공작 기계 리드스크류의 백래시로 인한 진동을 감쇠하는 능력으로 인해 진동을 줄인다고 합니다. 그러나 정밀 볼 또는 롤러 나사를 사용하는 최신 CNC 기계에서는 이러한 효과가 미미합니다.

실제로 클라임 밀링을 사용하든 일반 밀링을 사용하든 연성 공작물의 진동을 줄이는 핵심 요소는 밀링력 방향을 공작물 클램핑 방향에 맞추는 것입니다. 이 접근 방식은 공작물을 지지대에 단단히 고정하여 얇거나 규격에 맞는 부품의 잠재적 진동을 최소화하는 데 도움이 됩니다.