CNC 밀링 절삭 공구는 프로그래밍된 공구 경로가 안정적인 절삭, 깨끗한 표면, 예측 가능한 공차를 만들어내는지 여부를 결정합니다. 기계는 정확하게 위치를 지정할 수 있지만, 절삭 공구의 형상, 재질, 설정에 따라 절삭력, 칩 제어, 최종 가공 품질이 결정됩니다.
공구 선택은 단순히 카탈로그에서 고르는 것이 아니라 시스템적인 결정입니다. 절삭 공구 종류는 작업, 가공 대상, 그리고 설비의 안정성에 맞춰야 합니다. 이러한 요소들이 명확해지면 공구 수명과 가공 시간을 훨씬 더 예측 가능하게 만들 수 있습니다.
밀링 커터 제품군
CNC 밀링 커터 제품군은 각 공구를 특정 절삭 방향, 형상 유형 및 칩 경로와 연결하여 선택할 때 가장 쉽습니다. 가장 일반적인 공구들은 어떤 절삭 작업에 적합한지, 어떤 작업을 안전하게 수행할 수 없는지, 그리고 잘못 사용했을 때 어떤 문제가 발생하는지에 따라 구분할 수 있습니다.
엔드밀
엔드밀은 끝부분과 측면 모두를 사용하여 절삭하기 때문에 포켓, 슬롯 및 측벽 마무리 작업에 가장 적합한 공구입니다. 사각 엔드밀은 형상에 따라 평평한 바닥면과 날카로운 내부 모서리를 만들 수 있습니다. 코너 반경(불노즈) 엔드밀은 모서리 파손을 줄이고 단단한 재료 가공 시 공구 수명을 향상시킵니다.
볼 엔드밀은 둥근 끝부분이 곡면 가공 경로에서 발생하는 스캘럽 현상을 최소화하기 때문에 3D 곡면 가공에 표준적으로 사용됩니다. 황삭 엔드밀은 칩을 부수면서 소재를 빠르게 제거하지만, 표면 형상 요구 사항을 충족하기 위해서는 일반적으로 별도의 정삭 가공이 필요합니다.
페이스 밀과 플라이 커터
페이스 밀링 공구는 여러 개의 절삭날에 하중이 안정적으로 분산되어 넓은 표면을 빠르게 평평하게 만드는 데 사용됩니다. 페이스 밀은 종종 인덱싱이 가능하며 소재를 일정한 평면으로 가공하는 데 탁월합니다. 그러나 소재를 깊이 절삭하는 용도에는 적합하지 않습니다.
플라이 커터는 평평한 면을 만들어내며, 단순한 외날 공구로도 충분한 경우에 자주 사용됩니다. 우리는 페이스 밀과 플라이 커터를 "평면 가공 공구"로 간주하며, 가공하고자 하는 표면의 형태, 기계의 안정성, 그리고 공정의 일관성을 기준으로 둘 중 하나를 선택합니다.
구멍 뚫는 도구
정확한 천공 공정은 위치 선정에서 시작하여 천공을 진행하고, 마지막으로 정확한 크기와 모서리 상태로 마무리하는 단계로 이루어집니다. 스폿 드릴이나 센터 드릴은 위치 정확도를 높이고 드릴의 흔들림을 줄여줍니다. 트위스트 드릴은 주 천공을 효율적으로 만들어 줍니다.
리머는 드릴링 후 구멍 직경과 표면 조도를 드릴링보다 더 정밀하게 제어해야 할 때 사용됩니다. 카운터싱크 공구와 모따기 밀은 패스너를 위한 진입 모서리를 마무리하거나 버를 제거하는 데 사용됩니다. 공구 종류를 너무 많이 만들지 않도록 가능한 한 표준 각도를 선택하는 것이 좋습니다.
나사산 가공 도구
나사산 구멍은 탭 가공이나 나사 밀링으로 만들 수 있습니다. 어떤 방법이 더 적합한지는 재질, 구멍 유형, 그리고 위험 감수 정도에 따라 다릅니다. 절삭 탭은 재료를 제거하고 칩을 발생시키는 반면, 성형 탭은 재료를 변형시켜 칩 발생을 최소화하지만, 적절한 구멍 크기와 연성이 있는 재질이 필요합니다.
나사 가공기는 보간법을 이용하여 나사산을 생성합니다. 이 방법은 나사산 품질과 공구 파손 위험이 중요한 고려 사항일 때 유용합니다. 나사산 가공 시에는 나사산 규격, 구멍 깊이, 칩 배출 위험, 그리고 하나의 공구로 여러 나사산 크기를 가공할 수 있는지 여부를 확인하여 최적의 공구를 선택합니다.
슬롯 및 언더컷 공구
언더컷이나 T자형 홈은 엔드밀로는 접근할 수 없는 벽면 뒤쪽까지 가공하기 위해 특수 설계된 커터가 필요한 경우가 많습니다. 키시트 커터는 부품을 다시 고정하지 않고도 이러한 형상을 가공할 수 있어 설정 비용을 절감하고 정렬 위험을 줄여줍니다.
슬리팅 톱은 깊고 좁은 홈을 절단하며 일부 작업 과정에서는 절단 작업도 수행할 수 있습니다. 도브테일 커터는 도브테일 언더컷을 만듭니다. 키홈 또는 우드러프형 커터는 표준 엔드밀로는 정확한 프로파일을 만들 수 없는 특정 키홈 형상에 사용됩니다.
특수 절단기
최신 CNC 가공 환경에서도 형상이나 기존 공정상의 요구 사항에 따라 특수 절삭 공구가 사용됩니다. 기어 절삭 공구와 인벌류트형 절삭 공구는 공정 계획에 따라 특정 기어 형상 가공에 사용됩니다. 이러한 공구들은 범용 절삭 공구가 아닌 "특정 형상 가공용 공구"로 분류됩니다.
슬래브 밀, 측면 및 면 절삭 공구, 중공 밀은 일상적인 CNC 작업에서는 흔하지 않지만 특정 설정에서는 여전히 중요합니다. 이러한 공구의 이름을 알아두면 공구 목록에서 해당 공구를 식별하고 잘못된 최신 공구를 대체품으로 사용하는 것을 방지할 수 있습니다.
추가 자료:CNC 공구 홀더 종류
공구 재료 및 코팅
CNC 밀링에서 내열성, 날끝 인성 및 마모율의 실질적인 한계는 공구 기판 및 코팅의 선택에 달려 있습니다. 최적의 재료는 절삭 조건에 따라 달라지기 때문에, 우리는 인성, 고온에서의 경도 및 비용 사이의 균형을 고려하여 재료를 비교합니다.
탄소강 공구는 저속 작업에 적합한 저렴한 옵션입니다. 일반적으로 최신 고속 CNC 밀링 가공에서 경질 금속 가공에는 사용되지 않지만, 열 발생이 큰 문제가 되지 않는 간단한 작업에는 여전히 사용됩니다.
고속강(HSS)은 초경합금보다 인성이 뛰어나고 충격과 진동에 대한 내성이 우수합니다. HSS는 강성이 낮거나, 생산량이 적거나, 가공물이 연질이라 초경합금 사용 비용이 부담스러울 때 주로 사용됩니다.
초경합금은 고온에서도 경도를 유지하고 절삭 속도를 높일 수 있어 CNC 밀링에 가장 적합한 소재입니다. 하지만 초경합금은 채터링과 런아웃에 취약합니다. 따라서 초경합금이 고속강(HSS)보다 성능이 좋을 것이라고 단정짓기 전에 항상 강성, 홀더 상태, 돌출 길이 등을 확인해야 합니다.
세라믹, CBN 및 다이아몬드 계열 공구는 열과 경도가 주요 과제인 특정 경우에 사용됩니다. 이러한 공구는 설정 및 공정에 대한 엄격한 제어가 필요합니다. 고장 발생 양상이 갑작스러운 경우가 많으므로 공급업체의 안내에 따라 선택해야 합니다.
코팅은 마모, 열, 재료 접착과 관련된 문제를 해결하지만, 모든 문제를 해결하는 만능 해결책은 아닙니다. 일반적인 코팅으로는 내마모성 향상을 위한 TiN, 내마모성 개선을 위한 TiCN, 그리고 고온 절삭 조건에서의 내열성 향상을 위한 AlTiN/TiAlN 등이 있습니다.
우리는 마케팅 문구를 맹신하는 대신, 공작물 재질, 냉각 전략, 목표 공구 수명 등을 고려하여 코팅 선택을 검증합니다. 공급업체 카탈로그에는 코팅 옵션, 플루트 개수, 경도 범위 등이 나와 있지만, 이 정보는 실제 가공 설정과 대조하여 확인해야 합니다.
기하학적 형상 및 설정 요소
공구 형상과 설정 강성은 절삭력이 안정적으로 유지되는지 아니면 채터링, 휘어짐, 모서리 파손으로 이어지는지를 결정합니다. 특히 소형 공구와 깊은 형상 가공 시 성공을 좌우하는 주요 형상 선택 사항을 점검합니다.
플루트 개수 및 칩 배출
플루트 개수는 칩 생성 공간과 코어 강도 사이의 균형을 결정합니다. 플루트 수가 적으면 칩이 많이 발생하는 연질 재료를 절삭할 때 더 넓은 채널을 제공합니다. 반대로 플루트 수가 많으면 강성이 향상되고 칩 두께 제어가 중요한 경질 재료에 하중이 분산됩니다.
칩 배출은 공정상의 필수 요건이지 선택 사항이 아닙니다. 칩이 절삭면에서 제대로 배출되지 못하면 열이 축적되어 공구 재질과 관계없이 공구 수명이 급격히 단축됩니다.
공구 직경 및 내부 반경
공구 직경은 부품 설계에서 가장 작은 내부 반경과 가장 좁은 슬롯에 의해 제한됩니다. 공구가 클수록 재료를 더 빨리 제거할 수 있지만 좁은 모서리에 들어가지 않습니다. 일반적으로 2단계 방식이 가장 효과적입니다. 큰 공구로 황삭 가공을 한 후, 작은 공구로 모서리를 정삭 가공하는 것입니다.
모서리 필렛과 내부 모서리는 엔드밀의 실제 사용 가능한 직경을 결정하는 데 매우 중요합니다. 견적 과정 초기에 이 부분을 명확히 하는데, CAD에서 필렛 반경을 변경하는 것이 미세 공구를 사용하고 작업 시간을 늘리는 것보다 비용이 저렴한 경우가 많기 때문입니다.
돌출부, 홀더 및 런아웃
공구 돌출부, 즉 홀더 밖으로 튀어나온 길이는 채터링과 휘어짐의 주요 원인입니다. 공구를 가능한 한 짧게 유지하면 표면 조도가 향상되고 특히 초경 공구의 경우 절삭날을 보호할 수 있습니다.
런아웃 현상은 다날 공구를 과부하된 단날 공구처럼 만들어 한쪽 날이 대부분의 절삭 작업을 담당하게 합니다. 따라서 공구의 조기 마모를 원인으로 지목하기 전에 홀더 청결 상태, 콜릿 상태, 스핀들 테이퍼 상태를 점검해야 합니다.
냉각수, 열 및 열충격
절삭유 사용 전략은 공구 재질과 절삭 과정의 열 순환에 맞춰야 합니다. 단속 절삭은 절삭날을 반복적으로 가열하고 냉각시켜 열 균열을 유발할 수 있습니다. 공구와 재질에 따라 공기 분사 방식이나 제어된 냉각수 공급 방식이 더 나은 선택일 수 있습니다.
열 관리 또한 칩 문제와 관련이 있습니다. 칩이 열을 효과적으로 배출하고 절삭면에 이물질이 남지 않으면 공구 수명은 안정적입니다. 하지만 칩이 재절삭되면 보수적인 설정에서도 날의 마모가 빠르게 진행됩니다.
오류 방지 워크플로
일관된 공구 선택 워크플로는 "공구 선택"을 검증 가능한 일련의 단계로 나누어 불량률을 줄입니다. 우리는 대부분의 공장에서 작업을 진행하는 순서와 동일하게 공구를 결정합니다. 먼저 면과 기준면을 가공하고, 그 다음 벌크 제거, 형상 마무리, 마지막으로 모서리 가공을 진행합니다.
먼저 각 기능을 평면 가공, 포켓/벽면 밀링, 구멍 가공 또는 특수 형상/언더컷 등으로 분류합니다. 그런 다음 해당 작업을 수행하는 커터 제품군을 지정합니다. 이 과정을 거친 후에야 직경, 플루트 개수 및 코팅을 선택할 수 있습니다.
검증에 사용할 지점:
- 최소 내부 반경과 슬롯 폭은 계획된 공구 직경을 허용합니다.
- 설치 강성은 계획된 돌출 길이와 플루트 개수를 뒷받침합니다.
- 선택한 냉각수/공기 혼합 방식과 공구 형상을 통해 칩 배출이 가능합니다.
- 이 도구 목록은 위험한 마이크로 도구 사용을 강요하지 않으면서 변경 사항을 최소화합니다.
구매 및 프로그래밍 간의 일관성을 유지하기 위해 공정 시트에 "공구 사양" 항목을 추가하는 것이 좋습니다. 이 항목에는 공구 유형, 직경, 플루트 개수, 플루트 길이, 전체 길이, 코팅 및 홀더 유형이 포함되어야 합니다.
마모 패턴 및 고장 모드
공구 마모 관리는 마모를 갑작스러운 고장이 아닌 조기 경고 신호로 간주할 때 가장 효과적입니다. 일반적인 마모 패턴을 파악하고 이를 해결하는 첫 번째 조치와 연계함으로써 가동 중단을 방지합니다.
측면 마모는 공구의 수명이 다했음을 나타내는 일반적인 마모 패턴입니다. 측면 마모가 심해질수록 절삭력이 증가하고 가공 품질이 저하됩니다. 따라서 공구가 고장 날 때까지 기다리는 것보다 정기적으로 교체하는 것이 더 나은 경우가 많습니다.
칩핑 현상은 일반적으로 진동, 단절된 절삭 또는 강성 부족을 나타냅니다. 먼저 돌출부를 줄이는 방법, 홀더/런아웃 문제를 제어하는 방법, 그리고 다른 공구로 교체하기 전에 절삭 전략을 조정하는 방법을 확인하십시오.
점성이 강한 재료에서는 절삭날에 칩이 쌓이는 현상이 흔히 발생하며, 이는 표면 조도 저하와 예측 불가능한 절삭으로 이어집니다. 칩 배출을 개선하고, 날카로운 형상을 사용하며, 적절한 코팅을 선택하면 절삭을 안정화할 수 있습니다.
열 균열은 모서리가 뜨거운 부분과 차가운 부분을 반복적으로 접촉할 때 발생합니다. "적절한 냉각제"는 특정 공구 재질, 공작물 및 절삭 패턴에 따라 달라지기 때문에 냉각제 전략과 유입/유출 조건을 점검합니다.
적절한 보관 및 취급 또한 중요합니다. 초경 날은 공구끼리 부딪히면 쉽게 손상됩니다. 전용 정리함, 슬리브, 그리고 깨끗한 공구 홀더는 절삭 날을 보호하고 런아웃을 최소화하는 데 도움이 됩니다.
결론
Yonglihao Machinery는 CNC 밀링 공구의 성능이 공구 종류, 재질, 설정 강성을 가공물의 형상 및 칩 거동과 완벽하게 일치시킬 때 좌우된다는 것을 잘 알고 있습니다. 가장 안정적인 결과를 얻으려면 먼저 적합한 커터 유형을 선택한 다음, 특정 절삭 조건에 맞춰 형상과 코팅을 미세 조정해야 합니다.
공구 선정은 반복 가능하고 전문적인 프로세스로 요약할 수 있습니다. 즉, 작업 정의, 절삭 공구 종류 선택, 형상에 따른 직경 제한, 돌출 길이 및 런아웃의 엄격한 제어, 그리고 칩 배출 검증으로 구성됩니다. 이러한 엄격한 방법을 통해 추측에 의한 오류를 줄이고, 일관된 표면 조도를 보장하며, 공구 수명을 예측 가능하게 합니다.
전문가로서 프로토타입 제조업체, Yonglihao Machinery는 고객 여러분께 최고 수준의 서비스를 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. CNC 가공 밀링 서비스도 제공합니다. 복잡한 형상이나 엄격한 공차 제어가 필요한 프로젝트든, 저희는 풍부한 경험과 기술력을 바탕으로 여러분의 프로젝트를 현실로 만들어 드립니다. 신뢰할 수 있는 가공 파트너를 찾고 계신다면 지금 바로 저희에게 연락하십시오. 저희의 뛰어난 기술력으로 여러분의 다음 프로젝트를 성공적으로 이끌어 드리겠습니다!
계속 읽어보세요: CNC 가공을 위한 절삭 공구를 선택하는 방법은?
자주 묻는 질문
가장 일반적인 CNC 밀링 공구는 무엇입니까?
엔드밀, 페이스밀, 드릴은 대부분의 부품에 표면 가공, 포켓 가공, 구멍 가공이 필요하기 때문에 가장 흔하게 사용되는 공구입니다. 일반적인 공구 목록에는 모서리 가공을 위한 모따기 공구와 탭 또는 나사 가공용 공구도 포함됩니다. 부품에 언더컷, 키홈 또는 특수 형상이 있는 경우에는 사용되는 공구의 종류가 더욱 다양해집니다.
엔드밀링과 페이스밀링의 차이점은 무엇일까요?
엔드밀링은 엔드밀의 끝부분과 측면을 이용하여 포켓, 벽면, 프로파일을 절삭하는 방식입니다. 페이스밀링은 페이스밀을 사용하여 넓은 평면 영역에서 재료를 제거하는 방식입니다. 어떤 방식을 선택할지는 가공하고자 하는 주요 형상이 넓은 평면인지, 아니면 좁은 포켓이나 벽면인지에 따라 달라집니다.
알루미늄과 강철에 맞는 플루트 개수는 어떻게 선택해야 하나요?
알루미늄 절삭 시에는 칩 배출 공간을 최대화하고 칩 용접을 줄이기 위해 플루트 수가 적은 경우가 많습니다. 반면 강철이나 강성이 높은 합금의 경우에는 공구 강성을 높이고 절삭 하중을 분산시키기 위해 플루트 수가 많은 경우가 많습니다. 최적의 플루트 수는 칩 배출 및 강성에 따라 달라지므로 항상 플루트 수를 확인해야 합니다.
드릴 대신 리머를 사용해야 하는 경우는 언제일까요?
드릴로는 얻을 수 없는 정밀한 구멍 크기와 표면 마감이 필요할 때 리머를 사용하십시오. 드릴은 구멍을 뚫는 작업이지만, 리밍은 구멍을 최종 크기로 다듬고 표면 마감을 개선하는 작업입니다. 리밍은 드릴 작업 후 두 번째 단계로 계획해야 합니다.
탭 가공기 또는 나사 가공기: 어느 것이 더 안전할까요?
칩 제어, 나사산 품질 또는 공구 파손이 우려되는 경우 나사 밀링기가 더 안전할 수 있습니다. 공구 경로를 제어할 수 있고, 공구가 탭보다 고착될 가능성이 적습니다. 탭은 빠르지만 구멍 크기, 재질 및 칩 배출에 민감합니다. 어떤 방식이 더 나은지는 특정 작업에 따라 다릅니다.
위험 부담 없이 공구 교체 횟수를 줄이려면 어떻게 해야 할까요?
공구 교체 횟수를 줄이려면 표준 공구 크기와 적절한 내부 반경을 사용하여 부품을 설계하십시오. 큰 공구는 재료를 빠르게 황삭 가공할 수 있는 반면, 작은 공구는 필요한 경우 좁은 모서리 부분만 정밀 가공할 수 있습니다. 미세 공구는 특정 형상에 꼭 필요한 경우가 아니면 사용을 최소화하도록 공구 설계를 계획하십시오.
