CNC 가공에 가장 적합한 엔드밀은 무엇인가요?

엔드밀은 CNC 공작 기계에서 가장 자주 사용되는 절삭 공구 중 하나입니다. 원통형 또는 테이퍼형 측부와 평면형 또는 구형 단부에 절삭날이 형성되어 있어, 측면 절삭날과 단부 절삭날이 동시에 또는 독립적으로 절삭 작업을 수행할 수 있습니다.

일반적인 유형으로는 사각 엔드밀, 코너 반경 엔드밀, 테이퍼형 엔드밀, 원통형 볼노즈 엔드밀, 테이퍼형 볼노즈 엔드밀 등이 있습니다. 테이퍼형, 원통형 볼노즈, 테이퍼형 볼노즈 공구는 주로 금형 캐비티 가공에 사용되며, 금형 밀링 커터라고도 불립니다.

사각 엔드밀은 윤곽 밀링, 슬롯 및 키웨이 밀링, 개방형 및 폐쇄형 포켓 가공, 그리고 좁은 영역의 면 밀링을 수행할 수 있습니다.

초경 헬리컬 플루트 엔드밀

절삭 공구의 경도가 높을수록 더 빠른 절삭 속도가 가능하며 생산성이 향상됩니다. 따라서 CNC 밀링 머신과 머시닝 센터에서는 일반적으로 초경 헬리컬 플루트 엔드밀을 사용합니다. 일반 고속강(HSS) 엔드밀에 비해 초경합금 공구는 경도가 높고 강성이 뛰어나며, 칩 배출 성능이 우수합니다. 이 공구는 황삭 및 정삭 모두에 적합하며, 동급의 고속강 커터에 비해 2~5배 높은 생산성을 발휘할 수 있습니다.

커터의 길이가 충분히 길 경우, 하나의 홈에 두 개 이상의 초경 인서트를 브레이징으로 접합할 수 있습니다. 인접한 이빨에 있는 인서트 간의 접합부는 엇갈리게 배치되며, 각 홈 내의 인서트 접합부는 칩 분할기 역할을 합니다. 이러한 설계는 일반적으로 ‘옥수수 속대형 커터’라고 불리며, 주로 황삭 가공에 사용됩니다.

톱니 모양 절삭날이 있는 황삭 엔드밀

CNC 밀링 머신과 머시닝 센터에서는 대량의 재료를 제거해야 할 때 톱니 모양의 날을 가진 황삭 엔드밀을 자주 사용합니다. 이러한 엔드밀은 밀링 효율을 크게 높일 수 있습니다.

일반 고속강 엔드밀과의 주요 차이점은 물결 모양 또는 톱니 모양의 절삭날입니다. 이 절삭날은 길고 얇은 칩을 짧고 두꺼운 조각으로 분할하여 칩 배출을 개선하고 지속적인 자동 가공을 가능하게 합니다. 순간 접촉 길이가 짧아져 진동이 감소합니다. 또한 톱니 모양은 유효 절삭날 길이를 늘리고, 열 방출을 개선하며, 절삭유가 절삭 영역으로 더 효과적으로 유입되도록 합니다.

엔드밀 치수 선정 방법

CNC 가공에서 주요 치수 요소는 엔드밀의 직경, 전체 길이 및 홈 길이입니다.

엔드밀의 직경에는 공칭 직경과 실측 직경이 포함됩니다. 공칭 직경은 공구 제조업체에서 지정합니다. 실측 직경은 마무리 가공 시 반경 보정 값을 결정하는 데 사용됩니다.

비표준 커터 직경의 경우 각별한 주의가 필요합니다. 예를 들어, 재연마된 공구는 측정된 직경을 공구 반경 오프셋으로 입력한 경우라 하더라도 일반적으로 고정밀도 마무리 가공에 사용해서는 안 됩니다.

내부 윤곽의 정밀 밀링을 수행하려면, 엔드밀의 반경이 공작물 프로파일의 최소 곡률 반경보다 작아야 합니다. 일반적으로 해당 최소 곡률 반경의 80%에서 90% 정도를 선택합니다.

직경이 큰 커터는 직경이 작은 커터보다 굽힘 강도가 높아, 하중이 가해졌을 때 휘거나 진동할 가능성이 적습니다. 스핀들에서 돌출된 커터의 오버행과 홀더에서 뻗어 나온 길이도 신중하게 고려해야 합니다. 엔드밀의 길이가 길어질수록 굽힘 강도는 감소하고, 처짐은 증가하며, 표면 품질이 저하될 수 있고, 진동이 발생할 가능성이 높아지며, 절삭날의 마모가 가속화됩니다.

공구의 전체 길이와 관계없이, 홈 길이는 항상 최대 절삭 깊이를 제한합니다.

엔드밀에는 몇 개의 홈이 있어야 할까요?

엔드밀은 톱니 수에 따라 분류할 수 있습니다. 거친 피치 커터는 3, 4, 6 또는 8개의 톱니를 가질 수 있으며, 중간 피치 커터는 4, 6, 8 또는 10개, 미세 피치 커터는 5, 6, 8, 10 또는 12개의 톱니를 가질 수 있습니다. 거친 피치 커터는 톱니 수가 적고 강도가 높으며 칩 공간이 넓어 황삭에 적합합니다. 미세 피치 커터는 톱니 수가 많고 절삭이 매끄러워 정삭에 적합합니다. 중간 피치 설계는 이 두 그룹의 중간에 해당합니다.

가공물의 재질과 가공 목적은 홈 수 선택에 큰 영향을 미칩니다. 알루미늄이나 마그네슘과 같은 연성 재료는 쌓임 가장자리가 형성되기 쉬우므로, 치수가 적은 엔드밀을 선호하는 경우가 많습니다. 날 수가 적을수록 날 사이의 칩 공간이 넓어져, 심한 절삭 시 칩이 쌓일 위험을 줄여줍니다. 또한, 주어진 치수당 이송량에 대해 프로그래밍된 이송 속도를 더 낮게 설정할 수 있습니다.

경도가 높고 취성이 큰 재료를 가공할 때는 진동 방지가 더욱 중요합니다. 톱니 수가 많은 엔드밀은 더 부드럽게 절삭되며 진동을 줄일 수 있습니다.

직경이 작은 엔드밀과 중간 직경의 엔드밀은 일반적으로 2개, 3개 또는 4개의 절삭날을 가지고 있습니다. 3절삭날 엔드밀은 2절삭날 및 4절삭날 공구의 장점을 일부 결합하여 전반적으로 우수한 가공 성능을 제공합니다. 그러나 직경을 정확하게 측정하기 어렵기 때문에, 일반적으로 정밀 마무리 가공에는 선택되지 않습니다.