Jusheng

기계 공장 엔지니어가 CNC 기계에서 페이스밀을 사용하여 맞춤형 CNC 밀링 부품을 가공한다고 가정해 보겠습니다. 45게이지 강을 사용하여 20mm 두께의 플랜지를 가공하는 작업입니다. 10mm 절삭을 한 번 할지, 5mm 절삭을 두 번 할지 고민입니다. 절삭 깊이가 너무 깊으면 공구가 깨지고, 절삭 깊이가 너무 얕으면 시간이 너무 많이 걸립니다.

이는 대부분의 CNC 밀링 전문가들이 매일 마주치는 문제입니다. JS의 전문 지식을 바탕으로 작성된 이 글은 " 페이스밀은 얼마나 깊이 절삭할 수 있는가?"라는 문제에 대한 철저한 해결책을 제시합니다. 절삭 깊이에 영향을 미치는 주요 요인에 대해 독자들에게 경고하고, 절삭 매개변수를 최적화하며, 가공 품질과 효율성을 향상시키기 위해 적절한 밀링 공정을 선택하는 방법을 제시합니다.

핵심 답변 요약

왜 JS가 페이스 밀링 커터를 직접 사용해 본 경험을 강조하는가?

직경 3m에 달하는 대형 산업용 CNC 밀링 부품을 주문하거나 알루미늄 합금 부품에 대한 신속한 온라인 CNC 밀링 서비스를 필요로 하는 고객이 JS를 방문할 때마다 JS Precision Manufacturing은 언제나 긴급하게 대응할 준비가 되어 있습니다.

저희는 10년 이상의 맞춤형 CNC 밀링 제조 경험을 보유하고 있으며, 연강 및 스테인리스강부터 티타늄 및 알루미늄 합금 에 이르기까지 다양한 소재의 페이스 밀링 작업을 포함합니다. 평탄도 공차 0.1mm의 매우 정밀한 부품을 제작하고 50톤에 달하는 대형 부품의 수리도 수행했습니다.

당사 엔지니어는 다양한 유형의 페이스밀의 동작에 대한 광범위한 경험을 보유하고 있으며, 기계 용량과 공작물 소재에 따라 절삭 깊이 계획을 정확하게 설정할 수 있습니다.

이 책은 우리의 수많은 CNC 밀링 작업 경험을 모아서 엮은 것이며, 각 권장 사항은 우리 작업장에서 현장 테스트와 검증을 거쳤으므로 전문성과 사용 편의성을 기대할 수 있습니다.

CNC 밀링 부품이 필요하시다면 JS의 현장 맞춤형 CNC 밀링 제조 역량을 통해 혁신적인 솔루션과 완벽한 지원을 받으실 수 있습니다. 효율적인 페이스 밀링 머신을 사용하여 가공 문제를 예방하고 리드 타임을 최소화할 수 있도록 도와드립니다.

페이스 밀링 커터: 강철 그 이상, 정밀한 기술-소재 조합

CNC 밀링에서 페이스밀의 선택은 절삭 깊이와 가공 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 모든 페이스밀은 특정 용도에 가장 적합하며, 아래 그림과 같이 다양한 용도에 가장 적합합니다.

고이송 밀링 커터(스피드 데몬)

고속 가공에 적합하도록 설계된 인서트 형상은 작은 절삭 깊이(Ap = 0.5~2mm)에서도 높은 금속 제거율을 제공합니다. 비교적 강성이 높은 기계의 황삭 및 정삭 가공에 적용 가능하며, 절삭력과 진동을 줄여줍니다.

45도 페이스 밀링 커터(올라운더)

CNC 밀링용 범용 페이스 밀링 커터입니다. 45° 절입각, 대칭 절삭력, 그리고 주철, 강철 및 알루미늄 합금 절삭 기능을 갖추고 있으며, 절삭 깊이는 공구 직경의 최대 15%~25%까지 가능합니다(예: φ160mm 공구 사용 시 24~40mm). 황삭, 스톡 제거 및 준정삭 가공도 지원합니다.

스퀘어 숄더 페이스 밀링 커터(Precision Master)

평탄도 및 직각도 오차 없이 90도 계단형 표면을 정밀하게 밀링합니다. 에지 인서트 와이퍼는 표면 조도를 향상시킵니다. 최대 절삭 깊이가 공구 직경의 10%~20%(예: 직경 200mm 커터의 경우 20~40mm)인 정삭 가공에 적합합니다 . 고정밀 CNC 가공 부품에 널리 사용됩니다.

틈새 옵션: 원형 인서트 밀링 커터 및 웨이브 에지 밀링 커터

원형 인서트 밀링 커터는 절삭력이 확장된 긴 절삭날을 가지고 있어 스테인리스강과 같은 경질 소재에 적합합니다. 최대 절삭 깊이는 인서트 반경의 최대 80%입니다.

Wave-Edge 밀 커터는 알루미늄 합금 절단 전용으로 설계 되었으며 막힘을 방지하기 위한 넓은 칩 포켓과 공구 직경의 최대 1~1.5배의 깊이를 갖추고 있어 알루미늄 합금의 CNC 밀링에 이상적인 밀 절삭 공구입니다.

맞춤형 CNC 밀링 제작 에서 적합한 페이스밀 선택은 성공의 핵심입니다. JS는 선택부터 가공까지 모든 서비스를 제공합니다. 온라인 CNC 밀링 서비스에 대한 자세한 내용은 문의해 주세요.

깊이의 미스터리: 밀링 깊이에 영향을 미치는 4가지 원리(AP)

원칙 1: 공구 직경은 기초입니다

직경이 클수록 더 높은 절삭력을 수용할 수 있으며, 최대 절삭 깊이가 깊어집니다 (커터 본체의 강성이 더 좋고 힘의 분포가 균일함).

예를 들어, 45등급 강재를 절단하는 직경 200mm 페이스밀의 최대 절삭 깊이는 30~50mm이고, 직경 100mm 페이스밀의 최대 절삭 깊이는 15~25mm입니다. 과부하는 공작기계의 용량을 고려하여 고려해야 합니다.

원칙 2: 공작 기계의 힘과 강성은 천장입니다

동력은 깊은 절삭력을 발휘하는 데 직접적인 영향을 미칩니다. 동력 부족은 과부하, 정지 또는 진동으로 이어지기 전에는 거의 용납될 수 없습니다.

예를 들어, 45등급 강철을 절단하는 직경 160mm의 페이스밀을 갖춘 10kW 기계는 최대 절삭 깊이 5mm 이하를 관리할 수 있고, 20kW 기계는 최대 절삭 깊이 8-10mm까지 관리할 수 있습니다.

공작기계 의 강성이 낮으면 큰 절삭 깊이에서 진동이 심화되어 가공 품질이 저하될 수 있습니다.

원칙 3: 작업물의 재료 경도는 제한 사항입니다.

재료가 단단할수록 절단 저항은 커지고 최대 절단 깊이는 줄어듭니다.

예를 들어, HRC20~30 연강을 밀링할 때 사각 숄더 페이스 밀링 커터를 사용하면 20mm를 밀링할 수 있습니다. HRC40~50 합금강을 밀링할 때는 동일한 공구를 사용하여 인서트 치핑을 방지하기 위해 최대 절삭 깊이를 5~8mm로 줄여야 합니다 .

원칙 4: 삽입 형상과 등급이 중요합니다.

넓은 홈 블레이드는 칩 배출 공간이 넓어 심절삭에 적합합니다. 좁은 홈 블레이드는 얕은 절삭, 심절삭, 고이송에 적합합니다.

경질 합금 블레이드의 최대 절단 깊이는 고속도강보다 30~50% 더 깊습니다. 세라믹 블레이드로 고경도 재료를 가공할 경우, 경질 합금에 비해 절단 깊이 능력이 약 20% 증가합니다.

아래 표는 4가지 기본 규칙이 밀링 깊이에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 이를 수정하는 방법을 보여줍니다.

JS의 온라인 CNC 밀링 서비스는 귀하의 기계 전력, 공작물 소재 및 기타 사항을 먼저 계산하여 안정적이고 효율적인 가공 공정을 통해 귀하에게 적합한 페이스 밀링 절삭 깊이 계획을 설계하고 CNC 밀링 부품을 성공적으로 생산할 수 있도록 도와드립니다.

중절삭 시 안전하게 최대 절삭 깊이를 달성하는 방법은?

깊은 절삭 깊이를 가진 심절삭은 상당한 위험을 초래하며, 최우선적으로 고려해야 할 세 가지 사항은 다음과 같습니다.

안정성 우선

안정성은 중절삭의 전제 조건입니다.

• 공작물이 단단히 고정되도록 합니다. 특수 고정 장치나 압력판을 사용하여 클램핑 압력을 가하고 가공 중 공작물 움직임을 방지하십시오.
• 공작기계 가이드 레일 사이의 간격을 점검합니다. 절삭 중 진동을 방지하기 위해 과도한 간격을 제거하십시오.
• 공구 연장은 가능한 한 짧게 유지하세요. 연장 길이가 길면 공구의 강성이 떨어지고 진동 위험이 커집니다.

예를 들어, 두께 50mm의 강철을 가공할 때 최적의 안정성을 위해 페이스밀 연장부를 공구 직경의 1.5배 이내로 유지하세요.

도구 선택

심한 절삭에는 내충격성이 뛰어나고 견고한 페이스밀을 사용하십시오. 커터 바디는 용접 커터 보다 50% 이상 견고한 초경합금을 사용하는 것이 좋습니다. 인서트의 경우, 높은 절삭 부하를 견딜 수 있도록 인성이 우수한 초미립자 초경합금을 사용하십시오.

절삭 공구의 직경은 공작물의 크기와 일치해야 합니다. 예를 들어, 직경 1m의 공작물을 가공하려면 깊은 절삭을 가능하게 하고 공구 패스 횟수를 최소화하기 위해 직경 250~315mm의 페이스밀을 선택해야 합니다.

경로 전략(플런지 밀링 또는 트로코이드 밀링 사용)

기존의 왕복 밀링은 절삭력을 깊은 절삭 깊이에 집중시켜 진동을 유발합니다. 플런지 밀링과 트로코이드 밀링은 ​​이 문제를 효과적으로 해결합니다.

플런지 밀링은 Z축을 따라 아래로 절삭력을 가하여 공작 기계 스핀들을 정렬하는 방식입니다. 이 공작 기계는 가장 강력한 강성을 가지고 있으며, 특히 깊은 캐비티 또는 단차면의 심절삭 가공 에 적합하며, 최대 절삭 깊이는 공구 직경의 최대 두 배입니다.

트로코이드 밀링은 ​​나선형 절삭 동작을 사용하여 절삭 접촉 면적을 줄이고 절삭력을 분산시켜 공구 마모를 최소화하고 단단한 재료의 깊은 절삭 깊이에 효율적입니다.

절삭 매개변수의 핵심: 절삭 깊이, 이송, 속도의 이상적인 비율 찾기

페이스 밀링에서 절삭 깊이(Ap), 이송(F), 속도(S)는 상호 의존적이며 최적의 비율을 요구합니다. 이는 구체적으로 다음과 같이 정의됩니다.

절삭 깊이(Ap) 및 절삭 반경 폭(Ae)

금속 제거율(MRR)은 가공 효율에 직접적인 영향을 미치며, Ap와 Ae는 MRR의 중요한 구성 요소입니다. Ap가 클수록 MRR이 증가하지만, 절삭력 또한 비례하여 증가합니다. Ae는 공구와 공작물 사이의 반경 방향 접촉 폭을 나타내며, Ae가 클수록 회전당 절삭량이 증가합니다.

Ap=10mm, Ae=100mm, F=1000mm/min인 200mm 페이스밀을 사용하여 강재를 가공할 경우 , MRR은 1,000,000mm³/min입니다. Ap를 20mm로 높이면 MRR이 두 배로 증가하여 충분한 기계 출력을 보장합니다.

치아당 사료(fz)

이빨당 이송은 블레이드 회전당 절단 거리의 양을 나타내며, 절삭력과 표면 마감에 직접적인 영향을 미칩니다.

• 높은 fz (0.2-0.5mm/치아)는 높은 절삭력을 생성하며 거친 가공에 가장 적합합니다(예: 강철 밀링을 위한 fz가 0.5mm/치아인 고이송 밀링 커터).
• 낮은 fz (0.1-0.2mm/치아)는 뛰어난 표면 마감을 생성하며 마무리 작업에 가장 적합합니다(예: 마무리를 위한 fz가 0.15mm/치아인 사각 숄더 페이스 밀링 커터).

절삭 속도(Vc)

절삭 속도는 공구 절삭날의 선형 운동 속도이며 공구 수명과 밀접한 관련이 있습니다. Vc가 높으면 과도한 마모가 발생하고, 낮으면 비효율적인 작업이 발생합니다. 알루미늄 합금의 경우 Vc = 300~500m/min, 45등급 강의 경우 Vc = 100~200m/min, 스테인리스강의 경우 Vc = 80~120m/min입니다.

황금률: "낮은 절삭 깊이에 높은 이송, 중간-낮은 절삭 깊이에 높은 이송."

이 규칙은 수백 가지의 CNC 밀링 작업을 기반으로 합니다.

• 예를 들어 Ap = 1-2mm, fz = 0.4-0.6mm/치아와 같이 절삭 깊이가 얕은 높은 이송 속도는 절삭력을 줄이는 동시에 효율성을 개선할 수 있으며 일반적인 강성의 공작 기계에 사용될 수 있습니다.
• 예를 들어 Ap = 15-20mm, fz = 0.15-0.25mm/치아와 같이 중저속 이송으로 높은 절삭 깊이를 적용하면 과도한 절삭력으로 인한 진동을 피할 수 있으며 강성이 높은 공작 기계에 적합합니다.

다음 표는 절삭 깊이에 따른 이송 및 속도에 대한 참고 자료를 제공합니다 (φ160mm 초경 페이스밀을 사용하여 45# 강철을 가공하는 경우):

JS의 온라인 CNC 밀링 서비스는 고객의 가공 용도에 맞춰 절삭 깊이, 이송, 속도 비율을 맞춤 설계하여 황금률에 따라 투명한 CNC 밀링 가격을 제공합니다. 견적 및 주문은 간단합니다. 부품 도면만 제공해 주시면 신속하게 계획을 수립해 드리겠습니다.

페이스 밀링은 만병통치약이 아닙니다. 대체 밀링 공정을 활용할 수 있는 경우는 언제인가요?

페이스 밀링은 평평한 표면을 가공하는 데 더 적합합니다. 깊은 홈이나 복잡한 윤곽을 가공하려면 다른 작업이 필요합니다.

아래 표는 페이스 밀링과 다른 밀링 공정을 비교한 것입니다.

JS는 페이스 밀링뿐만 아니라 포켓 밀링, 윤곽 밀링, 플런지 밀링 등 다양한 가공을 제공합니다. CNC 밀링 부품 의 구조적 특성에 따라 최적의 공정을 선택하고, 더욱 빠르고 정밀한 부품 가공을 위한 맞춤형 CNC 밀링 제조 솔루션을 제공합니다.

사례 연구: 거대 터빈 바텀 링의 부활 – 페이스 밀링에서의 시간과의 경쟁

고객의 딜레마

수력 발전소 중 한 곳에서 직경 8m, 50톤 주강 바닥 링(ZG270-500)을 교체했습니다. 필요한 평탄도는 ≤0.2mm였고, 교체 시간은 72시간이었습니다.

고객은 처음에 대형 사각 숄더 밀링 커터(Ap = 8mm, fz = 0.3mm/tooth, Vc = 120m/min)를 사용했습니다. 15kN의 높은 절삭력으로 인해 공작물 변위와 공구 절삭날 치핑이 발생했습니다. 가공 시간은 96시간으로 예정 시간을 크게 초과했으며, 매 시간마다 수만 달러의 비용이 낭비되었습니다 .

JS의 혁신적인 솔루션

고객의 딜레마에 직면하여 JS정밀가공은 "고이송 밀링 + 대구경 사각 숄더 마무리" 와 클램핑 및 매개변수 최적화를 결합한 접근 방식을 만들어냈습니다.

클램핑 최적화:

가공 중 변위가 발생하지 않도록 8개의 유압 클램프를 사용하여 클램프당 50kN의 압력으로 바닥 링을 기계 테이블에 단단히 고정했습니다. 또한, 바닥 링 아래에 동일한 높이의 블록을 사용하여 공작물 변형을 방지했습니다.

거친 단계:

초미립 초경 인서트를 장착한 φ250mm 고이송 밀링 커터를 선택했습니다. 얕은 절삭 깊이 접근 방식, 매우 높은 이송, 풀에지 절삭, 절삭 속도 Vc = 180m/min, 스핀들 속도 S = 229rpm을 적용했습니다.

스레이지 마무리하기:

φ315mm 사각 숄더 페이스 밀링 커터에 미세 연삭 와이퍼 블레이드를 사용했습니다. 절삭 깊이는 작고, 스텝 피치는 작으며, 이송 속도는 중속으로 설정했습니다. 구체적으로는 Vc=200m/min, S=202r/min, fz=0.2mm/tooth입니다.

최종 결과

전체 가공 공정은 단 64시간 만에 완료되었으며, 8시간 전에 미리 전달되어 고객의 수십만 달러의 시간 손실을 절감했습니다. 가공 중 고이송 밀링 커터 의 수명은 12시간, 사각 숄더 밀링 커터의 수명은 8시간으로, 두 제품 모두 고객의 요구 사항인 5시간보다 높았습니다.

이 사례는 "최대 절삭 깊이"가 목표가 아니라 "최적의 금속 제거율"과 "공정 안정성"이 CNC 밀링의 성공에 중요한 요소임을 분명히 보여줍니다.

자주 묻는 질문

Q1: 알루미늄 합금의 밀링 가공에서 절삭 깊이를 높일 수 있나요?

네. 알루미늄 합금의 절삭력은 강철의 약 3분의 1 정도이므로 기계 동력이 더 낮습니다. 웨이브 에지 밀링 커터와 같은 알루미늄 공구를 사용할 수 있습니다. 이러한 공구는 칩이 쌓이지 않는 넓은 칩 플루트를 가지고 있으며, 공구 직경의 1~1.5배에 달하는 최대 절삭 깊이를 달성할 수 있습니다(예: φ100mm 공구의 경우 100~150mm).

Q2: 기계의 전력이 절삭 깊이를 제한합니까?

네, 기계 출력은 최대 절삭 깊이를 직접 제한합니다. 출력은 절삭력을 견딜 수 있는 능력을 결정하며, 절삭력이 부족한 상태에서 절삭 깊이를 강제로 높이면 과부하, 정지, 스핀들 손상으로 이어질 수 있습니다. 절삭 깊이를 결정하기 전에 공작 기계의 정격 출력을 확인해야 합니다.

Q3: 절삭 깊이가 과도한지 어떻게 알 수 있나요?

네 가지 중요한 징후를 살펴보세요.

• 기계에서 둔탁한 덜거덕거림이나 금속 간 진동이 발생하면 절삭력이 기계 용량을 초과하고 있음을 나타냅니다.
• 예상 서비스 시간 전에 칩핑(비정상적인 마모)을 삽입합니다.
• 가공된 부품의 작업 표면에 떨림 자국이 생깁니다.
• 어두운 색상의 칩(과열). 이러한 현상이 발생하면 Ap를 낮추거나 다른 매개변수를 다시 최적화하세요.

Q4: 단일 패스 절삭 깊이 밀링을 사용해야 합니까, 아니면 여러 겹의 밀링을 사용해야 합니까?

가공물의 재질 경도와 가공 여유에 따라 달라집니다. 매우 단단한 재질(예: HRC40 + 합금강)이나 가공 여유가 15mm를 초과하는 경우, 적층 밀링이 더 효과적입니다. 절삭량이 5mm 이하인 구리 및 알루미늄 합금과 같은 연질 재질의 경우, 단일 절삭 깊이가 더 효과적이며 CNC 밀링 비용도 절감할 수 있습니다.

요약

페이스밀 절삭 깊이는 단순한 숫자로 답할 수 있는 문제가 아닙니다. 공구 기술, 기계 성능, 소재 특성, 그리고 공정 지식 간의 복잡한 균형을 맞추는 작업입니다. 그 이면에 숨겨진 과학적 원리를 이해하고 매개변수 밸런싱 기술을 숙달해야만 머시닝 센터를 진정한 생산 도구로 만들 수 있습니다.

JS는 수십 년 동안 CNC 밀링 분야에서 풍부한 경험을 보유하고 있으며, 적합한 페이스밀 선택, 최적의 절삭 매개변수 결정, 대형 부품 가공의 과제 해결 등 고객에게 전문적인 지원을 제공할 수 있습니다.

간편한 온라인 CNC 밀링 서비스 프로세스와 투명한 CNC 밀링 가격을 통해 저희는 안전하고 효율적인 CNC 밀링 부품을 위한 다양한 페이스 밀링 깊이 및 가공 문제에 대한 효과적인 솔루션을 만드는 데 도움을 드릴 수 있습니다.