엔드 밀링이란? 종류, 용도 및 공구 선택

엔드 밀링은 주요 공정입니다. CNC 가공 그리고 모든 전문가의 핵심 부분 CNC 밀링 서비스. 금속이나 플라스틱 부품에 슬롯, 포켓, 계단 및 3D 형상을 가공합니다. 슬롯이나 곡면처럼 평평한 면 외에 다른 면이 필요한 경우, 엔드 밀링이 최선의 선택인 경우가 많습니다. 많은 키홈, 포켓 또는 복잡한 형상이 이러한 방식으로 제작됩니다.

이 기사에서는 세 가지 중요한 질문을 다룹니다.

• 엔드 밀링이란 무엇이고 어떤 특징을 만들 수 있나요?
• 어떤 유형의 엔드밀이 일반적이며, 어떤 용도로 사용됩니까?
• 작업에 맞는 엔드밀을 어떻게 선택하나요?

엔드 밀링이란?

엔드 밀링은 엔드밀이라는 회전 공구를 사용합니다. 이 공구는 수직으로 절삭하거나 측면으로 절삭하는 방식으로 소재를 제거합니다. 슬롯, 포켓, 숄더, 3D 형상을 만듭니다. 페이스 밀링은 주로 넓은 영역을 평평하게 가공하기 때문에 다릅니다. 엔드 밀링은 다양한 방향으로 움직일 수 있으므로 더 많은 형상을 만들 수 있습니다.

CNC 기계에서 엔드밀은 스핀들에 위치합니다. 부품은 테이블에 고정됩니다. CNC 프로그램은 공구를 X, Y, Z 방향으로 이동합니다. 적절한 공구를 사용하면 엔드밀은 매우 정밀한 공차를 유지할 수 있습니다. 형상의 정확도는 ±0.002mm까지 가능합니다. 또한, 이 공정은 우수한 표면 조도를 제공합니다. 항공우주, 자동차, 의료, 전자 등의 분야에서 사용됩니다.

엔드 밀링 공정의 작동 방식

엔드 밀링은 정해진 계획을 따릅니다. 이 계획은 공구의 이동 경로와 스핀들 속도, 이송 속도, 절삭 깊이 등의 설정을 결합합니다. 기계는 소재를 한 겹씩 제거합니다. 프로그램은 엔드밀의 이동 경로, 회전 속도, 절삭 깊이를 지정합니다. 나머지는 기계가 처리합니다.

일반적인 작업 흐름은 다음과 같습니다.

1. 디자인 및 CAM: CAD에서 부품을 모델링합니다. 그런 다음 CAM 소프트웨어를 사용하여 툴패스(슬로팅, 윤곽선 등)를 생성합니다.
2. 프로그램 작성: CAM은 G 코드를 생성합니다. G 코드는 스핀들 속도, 이송 속도, 절삭 깊이를 설정합니다.
3. 설정: 엔드밀을 홀더에 끼웁니다. 부품을 바이스에 고정합니다. 프로브나 손으로 작업 좌표를 설정합니다.
4. 절단: 스핀들은 엔드밀을 회전시킵니다. CNC는 부품이나 공구를 경로를 따라 이동합니다. 절삭날은 플루트를 통해 배출되는 칩을 생성합니다.
5. 점검: 키 크기와 표면 마감을 확인하세요. 필요한 경우 추가 마감 작업을 진행하세요.

냉각수를 사용하면 열을 낮추고 마찰을 줄일 수 있습니다. 냉각수는 공구의 수명을 연장하며, 특히 깊은 절삭이나 단단한 재질의 절삭에서 유용합니다. 절삭 부위의 칩을 제거하는 것도 마찬가지로 중요합니다. 칩이 쌓이면 공구가 파손되고 작업물이 손상될 수 있습니다.

엔드밀의 핵심 부품 및 기본 용어

엔드밀은 플런지 절삭과 측면 절삭 모두에 적합한 회전 커터입니다. 각 부품은 칩을 제거하고 견고성을 유지하도록 설계되었습니다. 각 부품을 잘 이해하면 적합한 공구를 선택하는 데 도움이 됩니다.

주요 부분:

• 정강이: 홀더에 들어가는 긴 뒷부분입니다. 이 크기는 공구의 강성에 영향을 미칩니다.
• 플루트: 칩을 잘라내고 배출하는 나선형 홈.
• 절단 모서리(입술): 재료를 자르는 날카로운 부분입니다. 끝부분과 옆면에 있습니다.
• 나선 각도: 공구 길이에 비해 플루트의 기울기가 다릅니다. 이에 따라 절삭의 부드러움과 공구의 강도가 달라집니다.
• 핵심: 단단한 중심. 두꺼운 중심은 공구가 더 단단하다는 것을 의미하지만, 칩이 들어갈 공간이 줄어듭니다.

다음과 같은 용어도 볼 수 있습니다.

• 절단 속도: 절삭 날이 부품을 가로질러 움직이는 속도(m/min 또는 sfm으로 측정).
• 공급 속도: 도구가 작업물 속에서 이동하는 속도(mm/분 또는 인치/분).
• 축 방향 절삭 깊이(ap): 도구가 아래로 한 번 움직일 때마다 얼마나 깊이 절단하는지를 나타냅니다.
• 절단의 반경 폭(ae): 도구가 옆으로 움직일 때 절단 폭.

이러한 설정을 올바르게 조합하면 빠르고 안정적인 밀링이 가능하고 공구 수명이 길어집니다.

엔드밀의 주요 유형 및 일반적인 용도

엔드밀은 다양한 스타일로 제공됩니다. 각 스타일은 특정 소재, 작업 또는 모양에 가장 적합합니다. 다음은 가장 많이 사용되는 유형입니다.

스퀘어 엔드밀

사각 엔드밀은 절삭날 끝이 평평합니다. 평평한 바닥과 날카로운 90도 모서리를 가공합니다. 슬롯, 측면 밀링, 포켓, 페이싱에 사용합니다. 이 엔드밀은 강철, 알루미늄 또는 플라스틱의 평평한 표면과 직선 모서리에 가장 적합합니다. 3D 형상을 매끄럽게 가공하는 데는 적합하지 않습니다. 날카로운 모서리는 단단한 소재에 흠집을 낼 수 있습니다.

볼 엔드밀

볼 엔드밀은 끝이 둥글어서 날카로운 모서리가 아닌 부드러운 곡선을 만듭니다. 3D 윤곽 가공이나 금형이나 블레이드와 같은 정밀한 마무리 작업에 가장 적합합니다. 평평한 바닥 형상에는 효율적이지 않습니다. 볼의 중심이 느리게 회전하기 때문에 절삭하는 대신 마찰이 발생할 수 있습니다.

코너 반경 엔드밀

코너 반경 엔드밀은 사각형 엔드밀처럼 보이지만 모서리가 둥글게 처리되어 있습니다. 작은 반경은 날을 더욱 강하게 만들어 줍니다. 이는 치핑을 방지하고 공구 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다. 특히 견고한 구조 부품이나 준정삭 가공 시 완벽하게 날카로운 모서리가 필요하지 않을 때 이 엔드밀을 사용하십시오.

러핑 엔드밀

러핑 엔드밀은 톱니 모양의 날을 가지고 있습니다. 절삭면이 칩을 작은 조각으로 분쇄합니다. 이 공구는 정삭 가공이 아닌 대량의 소재를 빠르게 제거하기 위해 만들어졌습니다. 두꺼운 판이나 큰 금속 블록에 적합합니다. 표면이 거칠게 나오므로 일반 엔드밀을 사용하여 표면을 정삭하십시오.

특수 엔드밀

특수 엔드밀은 특수 형상에 맞춰 맞춤 제작됩니다. 일부 유형은 테이퍼형, 도브테일형 또는 조각형 엔드밀입니다. 테이퍼형 엔드밀은 캐비티에 각진 면을 가공합니다. 도브테일형 엔드밀은 맞물리는 조인트를 가공합니다. 이러한 공구는 신속한 프로토타입 제작 회사, Yonglihao Machinery와 같은 엔드밀은 특히 표준 엔드밀이 특정 부위에 적합하지 않을 때 유용합니다. 특정 기능이 필요한 경우에만 사용하십시오.

작업에 맞는 엔드밀을 선택하는 방법

올바른 엔드밀을 선택한다는 것은 소재, 가공 단계, 공구 형상을 일치시켜 공구가 효율적으로 절삭하고 작업 성능을 유지할 수 있도록 하는 것을 의미합니다. 다음 네 가지 단계에 따라 엔드밀을 선택하세요.

1. 작업물 재료를 알아보세요

• 알루미늄의 경우: 높은 나선 각도를 가진 2~3개 플루트 엔드밀을 선택하세요.
• 강철의 경우: 3~4 플루트 카바이드 엔드밀을 사용하세요.
• 스테인리스 스틸의 경우: 4개 이상의 플루트와 견고하고 내마모성이 뛰어난 코팅을 사용하세요.

2. 가공 단계 결정

• 거친 가공의 경우, 더 깊은 절삭 깊이와 강력한 엔드밀을 사용하세요.
• 마무리 작업: 더 작은 컷과 더 많은 플루트를 사용하고 매끄러운 표면에 집중하세요.

3. 칩 제거 및 공구 강도를 위해 플루트 수를 선택하세요.

• 2~3 플루트: 알루미늄과 플라스틱의 칩 제거에 가장 좋습니다.
• 4개 이상의 플루트: 견고성이 더 뛰어나 강철, 측면 밀링에 적합합니다.

4. 도구 크기, 도달 범위 및 코팅 확인

• 도구가 휘어지거나 덜컹거리는 것을 방지하려면 도구의 돌출부를 짧게 유지하세요.
• 깊은 구멍이나 틈새의 경우, 두 가지 이상의 도구 크기를 사용해 보세요.
• 단단하거나 고온 작업에는 TiN이나 TiAlN과 같은 코팅을 사용하십시오. 칩 용접을 방지하기 위해 알루미늄에는 코팅을 사용하지 마십시오.

자르기 전 간단한 체크리스트

• 공구의 직경과 플루트 길이 덕분에 너무 튀어나오지 않고 원하는 부분에 도달할 수 있습니다.
• 공구 소재와 코팅이 부품과 일치합니다.
• 거친 작업과 마무리 단계에서는 적절한 도구를 사용합니다.
• 플루트 수는 칩 제거와 강도를 모두 향상시킵니다.
• 이 설정은 계획한 절단 작업에 충분히 적합합니다.

추가 자료: CNC 가공을 위한 절삭 공구를 선택하는 방법은?

엔드 밀링의 장점, 한계 및 사용 시기

엔드 밀링은 세부적인 형상, 내부 형상 또는 3D 형상이 필요할 때 가장 적합합니다. 가장 큰 장점은 유연성입니다. CNC 머신 하나와 엔드밀 몇 개로 대부분의 형상을 제작할 수 있습니다.

장점:

• 슬롯, 포켓, 계단, 3D 모양을 만듭니다.
• 부드러운 소재나 단단한 소재 등 다양한 소재에 적용 가능합니다.
• 높은 정밀도와 매끄러운 마감을 제공합니다.
• 최신 CAM 소프트웨어와 함께 사용하면 툴패스를 계획하는 데 매우 유용합니다.

제한 사항:

• 넓은 평평한 면적을 가공할 때는 페이스 밀링만큼 빠르지 않습니다.
• 깊이 닿거나 긴 도구를 사용하면 덜거덕거리는 소리가 날 수 있습니다.
• 열과 흠집은 제대로 관리하지 않으면 문제가 발생할 수 있습니다.

다른 가공과 비교:

• 페이스 밀링은 크고 평평한 표면에 가장 적합하지만 슬롯이나 깊은 형상은 가공할 수 없습니다.
• 둥근 구멍을 만드는 데는 드릴링이 가장 빠르지만, 사이드 밀링 또는 모양을 만듭니다. 엔드 밀링은 단순한 구멍이 아닌 다양한 형상에 필요합니다.

넓은 면적을 빠르게 평평하게 가공하려면 페이스 밀링을 선택하세요. 일반 구멍에는 드릴링을 사용하고, 거의 모든 세부적인 부품 형상에는 엔드 밀링을 사용하세요.

결론

엔드 밀링은 키웨이와 포켓부터 복잡한 3D 캐비티까지 기계로 가공된 부품의 대부분 기능적 세부 사항을 구현하는 핵심 공정입니다. 효과적으로 사용하려면 주로 엔드 밀이 무엇인지, 일반적인 유형이 어떻게 다른지, 그리고 도구 선택을 재료와 가공 단계에 맞추는 방법을 이해해야 합니다.

실제 작업 흐름은 다음과 같습니다.

• 해당 기능에 가장 적합한 작업이 엔드 밀링, 페이스 밀링 또는 드릴링인지 결정합니다.
• 재료와 거친 가공인지 마무리 가공인지에 따라 엔드밀 유형과 플루트 수를 선택하세요.
• 강성, 칩 흐름, 온도 제어를 확보하기 위해 오버행, 작업 고정 및 매개변수를 조정하고 짧은 테스트 절단으로 검증합니다.

반복적으로 사용하면 이러한 결정이 공정 직관으로 자리 잡고 안정적이고 예측 가능하며 경제적인 엔드 밀링 작업을 계획하는 데 도움이 됩니다.

자주 묻는 질문

어떤 엔드밀을 사용해야 할지 결정하는 요인은 무엇입니까?

부품 소재, 제작하는 형상, 그리고 황삭 가공인지 정삭 가공인지 확인하세요. 사각 엔드밀은 강철의 슬롯 가공에 적합합니다. 볼 엔드밀은 곡선 형상이나 금형 가공에 가장 적합합니다. 플루트 수, 도달 거리, 코팅도 중요합니다.

플루트 카운트는 엔드밀의 작동 방식을 어떻게 바꾸나요?

플루트가 많을수록 마감이 더 좋고 공구도 더 튼튼해집니다. 플루트가 적을수록 칩을 더 잘 제거합니다. 알루미늄이나 플라스틱에는 플루트를 2개 또는 3개 사용하고, 강철에는 플루트를 4개 이상 사용하십시오.

사각형 엔드밀이 아닌 코너 반경 엔드밀을 사용하는 경우는 언제인가요?

더 강한 모서리가 필요하고 날카로운 모서리가 필요하지 않다면 코너 반경을 사용하세요. 작고 둥근 모서리는 응력을 줄이고 공구 수명을 늘리는데, 특히 인성이 높은 강에서 그렇습니다. 정말 날카로운 모서리가 필요한 도면에는 사각 엔드밀이 필요합니다.

카바이드와 HSS 엔드밀을 비교하면 어떻습니까?

초경 엔드밀은 HSS보다 단단하고 열에 더 강합니다. 즉, 절삭 속도가 빠르고 공구 수명이 깁니다. 강철이나 난삭재 가공에 적합합니다. HSS 공구는 충격에 강하고 가격이 저렴하여 부드러운 소재나 저속 절삭에 적합합니다.

볼 엔드밀은 어떤 분야에 가장 적합하며, 언제 피해야 합니까?

볼 엔드밀은 금형처럼 3D 표면이나 매끄러운 곡선에 적합합니다. 평평한 바닥이나 날카로운 포켓에는 적합하지 않습니다. 중심이 느리게 회전하기 때문에 적절한 세팅 없이는 마찰만 발생하고 절삭이 되지 않을 수 있습니다.