CNC 밀링이란 무엇입니까?
CNC 밀링(전체 이름은 Computer Numerical Control Milling)은 컴퓨터 제어 및 회전 다점 절삭 공구를 사용하여 공작물에서 재료를 점차적으로 제거하고 맞춤형으로 설계된 부품 또는 제품을 생산하는 가공 공정입니다. 이 공정은 금속, 플라스틱, 목재와 같은 다양한 재료를 가공하고 다양한 맞춤형 부품 및 제품을 생산하는 데 적합합니다.
기계, 화학, 전기 및 열 가공을 포함한 정밀 CNC 가공 서비스의 우산 아래 여러 기능을 사용할 수 있습니다. CNC 밀링은 드릴링, 터닝 및 기타 다양한 가공 공정을 포함하는 기계적 공정입니다. 즉, 밀링 머신의 절삭 공구의 작용과 같은 기계적 수단에 의해 공작물에서 재료가 제거됩니다.
이 기사는 CNC 밀링 프로세스에 초점을 맞추고 프로세스의 기본 사항과 CNC 밀링 머신의 구성 요소 및 도구를 간략하게 설명합니다. 또한 이 기사에서는 다양한 밀링 작업을 살펴보고 CNC 밀링 프로세스의 대안을 제공합니다.
밀링의 정의
밀링이란 무엇입니까? 이것은 도구를 사용하여 일반적으로 움직일 수 있는 테이블에서 공작물을 형성하는 가공 유형이지만 일부 밀링 머신에는 움직일 수 있는 도구도 있습니다. 밀링은 원래 작업자가 수행하는 수동 작업이었지만 오늘날 대부분의 밀링은 밀링 프로세스를 감독하기 위해 컴퓨터를 사용하는 CNC 밀링 머신에 의해 수행됩니다. CNC 밀링은 더 높은 정밀도, 정확성 및 생산성을 제공할 수 있지만 수동 밀링이 유용한 상황이 있습니다. 수동 밀링에는 많은 기술과 경험이 필요하므로 처리 시간이 단축됩니다. 또한 수동 분쇄기가 더 저렴하고 사용자가 기계 프로그래밍에 대해 걱정할 필요가 없다는 추가 이점이 있습니다.
CNC 밀링 개요
대부분의 전통적인 기계식 CNC 머시닝 프로세스와 마찬가지로 CNC 밀링 프로세스는 컴퓨터 제어를 사용하여 블랭크를 절단하고 형성하는 공작 기계를 작동하고 조작합니다. 또한 이 프로세스는 다음을 포함하여 모든 CNC 가공 프로세스와 동일한 기본 생산 단계를 따릅니다.
- CAD 모델 설계
- CAD 모델을 CNC 프로그램으로 변환
- CNC 밀링 머신 설정
- 밀링 작업 수행
CNC 밀링이란 무엇입니까?
XNUMXD덴탈의 CNC 밀링 프로세스는 2D 또는 3D CAD 부품 설계 생성으로 시작됩니다. 그런 다음 전체 설계를 CNC 호환 파일 형식으로 내보내고 CAM 소프트웨어를 통해 공작물 전체에서 기계의 움직임과 도구의 움직임을 지시하는 CNC 기계 프로그램으로 변환합니다. 작업자는 CNC 프로그램을 실행하기 전에 공작물을 공작 기계의 작업 표면(예: 테이블) 또는 공작물 홀더(예: 바이스)에 고정하고 밀링 도구를 기계에 장착하여 CNC 밀링 기계를 준비합니다. 도구 스핀들. CNC 밀링 공정은 밀링 커터 및 드릴과 같은 회전하는 다점(즉, 다중 톱니) 절삭 공구뿐만 아니라 밀링 애플리케이션의 사양 및 요구 사항에 따라 수평 또는 수직 CNC 강력한 밀링 머신을 사용합니다. 기계가 준비되면 작업자는 기계 인터페이스를 통해 밀링 작업을 수행하라는 메시지를 표시하는 프로그램을 시작합니다.
CNC 밀링 프로세스가 시작되면 공작 기계는 분당 최대 수천 회전의 속도로 절삭 공구를 회전하기 시작합니다. 사용되는 밀링 머신의 유형과 밀링 애플리케이션의 요구 사항에 따라 공구가 공작물에 들어갈 때 기계는 다음 중 하나를 수행하여 공작물에 필요한 절단을 수행합니다.
- 고정 회전 도구에 공작물을 천천히 공급
- 고정된 공작물에서 공구 이동
- 공구와 공작물의 상대 이동
수동 밀링 프로세스와 달리 CNC 밀링에서 공작 기계는 일반적으로 절삭 공구의 회전보다는 절삭 공구의 회전에 의해 이동 가능한 공작물을 이송합니다. 이 규칙을 따르는 밀링 작업을 상승 밀링 작업이라고 하고 반대 작업을 기존 밀링 작업이라고 합니다.
일반적으로 밀링은 구멍, 슬롯 및 나사와 같은 부품 피쳐의 정의를 제공하거나 부품 피쳐를 생성하기 위해 가공된 공작물의 보조 또는 마무리 프로세스로 가장 적합합니다. 그러나 이 프로세스를 사용하여 처음부터 끝까지 스톡 재료를 형성할 수도 있습니다. 두 경우 모두 밀링 프로세스는 재료를 점진적으로 제거하여 원하는 모양과 부품 형태를 만듭니다. 먼저 이 도구는 공작물에서 작은 조각 또는 칩을 절단하여 대략적인 모양을 만듭니다. 그런 다음 공작물은 더 높은 일정과 더 높은 정밀도로 밀링되어 정확한 기능과 사양으로 부품을 완성합니다. 종종 완성된 부품은 원하는 정확도와 공차를 달성하기 위해 여러 번 가공해야 합니다. 형상이 더 복잡한 부품의 경우 밀링 작업이 완료되고 부품이 맞춤형 설계 사양으로 생산되면 밀링된 부품은 생산의 마무리 및 후처리 단계로 들어갑니다.
CNC 밀링 작업
CNC 밀링 프로토타입, 일회성 및 중소 생산 실행에서 고정밀, 고공차 부품을 생산하는 데 적합한 가공 공정입니다. 부품은 일반적으로 +/- 2 필라멘트에서 +/- 10 필라멘트 범위의 허용 오차 범위로 제조되지만 일부 밀링 머신은 +/- 1 필라멘트 또는 그보다 더 높은 허용 오차를 달성할 수 있습니다. 밀링 공정의 다양성으로 인해 슬롯, 모따기, 나사산 및 포켓을 비롯한 다양한 부품 기능 및 설계에 대해 광범위한 산업 분야에서 사용할 수 있습니다. 가장 일반적인 CNC 밀링 작업은 다음과 같습니다.
페이스 밀링
절삭 공구의 회전축이 공작물 표면에 수직인 평면 밀링. 이 방법은 주변 톱니와 공구 면 모두에 톱니가 있는 페이스 밀을 사용합니다. 여기서 주변 톱니는 주로 절삭에 사용되고 페이스 톱니는 마무리 작업에 사용됩니다. 일반적으로 평면 밀링은 완성된 부품에 평평한 표면과 윤곽을 생성하는 데 사용되며 다른 밀링 공정보다 고품질 마감을 생성할 수 있습니다. 수직 및 수평 밀링 머신 모두 이 프로세스를 지원합니다.
평면 밀링의 종류에는 엔드밀과 사이드밀을 각각 사용하는 엔드밀과 사이드밀이 있습니다.
플랫 밀링
평면 밀링 또는 슬래브 밀링이라고도 하는 평면 밀링으로 절삭 공구의 회전 축이 공작물의 표면과 평행합니다. 이 프로세스는 일반 밀링 커터 톱니를 사용하여 주변에서 절단 작업을 수행합니다. 절삭 깊이 및 공작물 크기와 같은 밀링 응용 프로그램의 사양에 따라 좁은 커터와 넓은 커터를 사용할 수 있습니다. 좁은 칼은 더 깊은 절단을 허용하고 넓은 칼은 더 넓은 표면적을 절단하는 데 사용할 수 있습니다. 평면 밀링 응용 프로그램에서 공작물에서 많은 양의 재료를 제거해야 하는 경우 작업자는 거친 톱니 커터, 느린 절삭 속도 및 빠른 이송 속도를 사용하여 맞춤 설계된 부품의 대략적인 형상을 생성하는 것으로 시작합니다. 그런 다음 작업자는 더 미세한 톱니 절단기, 더 빠른 절단 속도 및 더 느린 이송 속도를 도입하여 완성된 부품의 세부 사항을 생성합니다.
앵글 밀링
앵글 밀링은 절삭 공구의 회전 축이 공작물 표면에 대해 일정한 각도를 이루는 곳입니다. 이 프로세스는 단일 앵글 밀링 커터(가공되는 특정 디자인에 따라 비스듬함)를 사용하여 모따기, 톱니 모양 및 홈과 같은 각 형상을 생성합니다. 앵글 밀링의 일반적인 적용은 더브테일의 설계에 따라 45°, 50°, 55° 또는 60° 더브테일 커터를 사용하는 더브테일의 생산입니다.
폼 밀링
프로파일 밀링은 곡면 및 평면 또는 전체 곡면이 있는 부품과 같이 불규칙한 표면, 윤곽 및 프로파일을 포함하는 밀링 작업을 나타냅니다. 이 프로세스는 볼록, 오목 및 코너 필렛 커터와 같은 특정 용도를 위해 설계된 프로파일 또는 플라이 커터를 사용합니다. 폼 밀링의 몇 가지 일반적인 응용 프로그램에는 단일 기계 설정에서 복잡한 설계 및 복잡한 부품은 물론 반구형 및 반원형 공동, 비드 및 프로파일의 생산이 포함됩니다.
기타 밀링 작업
위의 작업 외에도 밀링 머신을 사용하여 다른 특수 밀링 및 기계 가공 작업을 수행할 수 있습니다. 사용 가능한 다른 유형의 밀링 작업의 예는 다음과 같습니다.
스텝 밀링: 스텝 밀링은 공작 기계가 단일 컷에서 두 개 이상의 평행 공작물 표면을 가공하는 밀링 작업을 말합니다. 이 공정은 커터가 공작물의 양쪽에 있고 동시에 양쪽을 밀링할 수 있도록 배열된 동일한 기계 스핀들에 두 개의 커터를 사용합니다.
복합 밀링: 복합 밀링이란 무엇입니까? 결합 밀링은 동일한 기계 아버에서 두 개 이상의 도구(일반적으로 크기, 모양 또는 너비가 다름)로 수행되는 밀링 작업입니다. 각 커터는 동시에 동일한 절단 작업을 수행하거나 동시에 다른 절단 작업을 수행할 수 있으므로 더 짧은 생산 시간에 더 복잡한 부품을 생산할 수 있습니다.
윤곽 밀링: 윤곽 밀링은 공작물에 수직 또는 경사면을 따라 절삭 경로를 생성하는 공작 기계입니다. 이 공정은 공작물 표면에 평행하거나 수직일 수 있는 프로파일 밀링 장비와 절삭 공구를 사용합니다.
기어 커팅: 기어 절삭은 인벌류트 기어 커터를 사용하여 기어 톱니를 생성하는 밀링 작업입니다. 이 커터는 프로파일 밀링 커터 유형이며 특정 기어 설계에 필요한 톱니 수에 따라 다양한 모양과 피치 크기로 제공됩니다. 이 과정에서 특수 선삭 공구 비트를 사용하여 기어 톱니를 생성할 수도 있습니다.
기타 가공 공정: 밀링머신은 밀링공구 이외의 다른 공작기계의 사용을 지원하므로 드릴링, 보링, 리밍, 태핑 등 밀링 이외의 가공공정에 사용할 수 있다.
대부분의 CNC 가공 프로세스와 마찬가지로 CNC 밀링 프로세스는 CAD 소프트웨어를 사용하여 초기 부품 설계를 생성하고 CAM 소프트웨어를 사용하여 부품을 생산하기 위한 가공 지침을 제공하는 CNC 프로그램을 생성합니다. 그런 다음 CNC 프로그램은 밀링 프로세스를 시작하고 실행하기 위해 선택한 CNC 기계에 로드됩니다.
밀링 머신 주의사항
일반적으로 밀링머신은 수평형과 수직형으로 구분되며, 운동축의 수에 따라 구분된다.
수직 밀링 머신에서 머신 스핀들은 수직 방향으로 배치되고 수평 방향에서는 밀링 머신 스핀들이 수평으로 배치됩니다. 수평형 기계는 밀링 중에 스핀들을 통합하여 추가적인 지지와 안정성을 제공할 뿐만 아니라 휠 및 스트래들 밀링과 같은 다양한 절삭 공구를 지원할 수 있습니다.
수직 및 수평 밀링 머신의 제어는 사용되는 머신 유형에 따라 다릅니다. 예를 들어, 일부 기계는 스핀들을 올리거나 내리고 테이블을 옆으로 이동할 수 있는 반면, 다른 기계에는 수평, 수직 및 회전으로 이동할 수 있는 고정 스핀들과 테이블이 있습니다. 수직 및 수평 밀링 머신을 선택할 때 제조업체와 작업장은 밀링이 필요한 표면 수, 부품의 크기 및 모양과 같은 밀링 애플리케이션의 요구 사항을 고려해야 합니다. 예를 들어 무거운 공작물은 수평 밀링 작업에 더 적합하고 싱커 작업은 수직 밀링 작업에 더 적합합니다. 반대 공정을 지원하기 위해 수직 또는 수평 기계를 개조할 수 있는 보조 장비도 사용할 수 있습니다.
대부분의 CNC 밀은 3-5축을 사용할 수 있습니다. 일반적으로 XYZ 축을 따라 그리고 (해당되는 경우) 회전 축을 중심으로 성능을 제공합니다. X축과 Y축은 수평이동(평면에서 각각 좌우, 전후)을 나타내고 Z축은 수직이동(상하이동), W는 수평이동을 나타낸다. – 축은 수직면에서 대각선 이동을 나타냅니다. 기본 CNC 밀링 머신에서는 3축(XY)에서 수평 이동이 가능하지만 최신 모델에서는 4축, 5축 및 XNUMX축 CNC 머신과 같은 추가 동작 축이 허용됩니다. 다음은 축의 수에 따라 분류된 밀링 머신의 몇 가지 특성에 대한 개요입니다.
3축
- 대부분의 가공 요구 사항을 충족할 수 있음
- 기계 설정은 간단합니다.
- 하나의 워크스테이션만 필요합니다.
- 운영자를 위한 더 높은 지식 요구 사항
- 낮은 효율성과 품질
4축
- 3축 기계보다 우수한 기능
- 3축 기계보다 높은 정밀도와 정확도
- 기계 설정은 3축 기계보다 복잡합니다.
- XNUMX축 기계보다 비쌉니다.
5축
- 다중 축으로 구성 가능(예: 4+1, 3+2 또는 5)
- 더 강력한
- 구성에 따라 XNUMX축 및 XNUMX축 기계보다 빠른 키가 작동하기 쉽습니다.
- 더 높은 수준의 품질과 정밀도
- 구성에 따라 3축 및 4축 가공보다 느리게 실행됩니다.
- 3축 및 4축 기계보다 비쌉니다.
사용되는 밀링 머신의 유형에 따라 머신, 머신 테이블 또는 두 구성 요소가 모두 동적일 수 있습니다. 일반적으로 동적 테이블은 XY 축을 따라 이동하지만 위아래로 이동하여 절단 깊이를 조정하고 수직 또는 수평 축을 따라 회전하여 절단을 확장할 수도 있습니다. 동적 공구가 필요한 밀링 응용 프로그램의 경우 고유한 회전 동작 외에도 공작 기계가 여러 축을 따라 수직으로 이동하여 공구의 끝 부분이 아닌 공구의 둘레가 공작물을 절단할 수 있도록 합니다. 더 큰 자유도를 가진 CNC 밀링 머신은 생산된 밀링 부품의 다양성과 복잡성을 더욱 높일 수 있습니다.
밀링 머신의 종류
다양한 가공 응용 분야에 다양한 유형의 밀링 머신을 사용할 수 있습니다. 밀링 머신은 기계 구성이나 운동 축 수로만 분류되는 것 외에도 특정 특성에 따라 분류할 수도 있습니다. 밀링 머신의 가장 일반적인 유형은 다음과 같습니다.
- 무릎 유형
- 램 유형
- 침대 유형(또는 제조 유형)
- 대패질하는 사람
무릎 유형: 무릎 유형 밀링 머신은 고정 스핀들과 무릎에 의해 지지되는 안장에 놓인 수직으로 조정 가능한 테이블이 특징입니다. 기계의 위치에 따라 기둥에서 무릎을 내리고 올릴 수 있습니다. 니 밀의 몇 가지 예에는 플로어 스탠딩 및 탁상 수평 밀이 포함됩니다.
램 유형: 램 유형 밀링 머신은 기둥에 고정된 스핀들을 사용하여 기계가 이동 가능한 하우징(예: RAM)으로 XY 축을 따라 이동할 수 있습니다. 수직 밀링 머신의 가장 일반적인 두 가지 유형에는 플로어 스탠딩 범용 수평 및 회전 커터 헤드 밀링 머신이 있습니다.
베드 타입: 베드 타입 밀링 머신은 기계에 직접 고정된 테이블을 사용하여 공작물이 Y 및 Z 축을 따라 이동하는 것을 방지합니다. 공작물은 기계에 따라 XYZ 축을 따라 이동할 수 있는 절삭 공구 아래에 있습니다. 사용 가능한 베드 유형 밀링 머신에는 단면, 양면 및 삼중 밀링 머신이 있습니다. 단면 기계는 X 또는 Y 축을 따라 움직이는 단일 스핀들을 사용하는 반면 양면 기계는 두 개의 스핀들을 사용하는 반면 삼면 기계는 세 개의 스핀들(수평 XNUMX개, 수직 XNUMX개)을 사용하여 XY 및 XYZ 축을 따라 가공합니다. 각기.
플래너 밀: 플래너 밀은 Y 및 Z축을 따라 고정된 테이블과 XYZ축을 따라 이동할 수 있는 스핀들이 있다는 점에서 베드 밀과 유사합니다. 그러나 대패는 여러 기계(보통 최대 XNUMX대)를 동시에 지원할 수 있어 복잡한 부품의 리드 타임을 줄일 수 있습니다.
사용 가능한 특수 유형의 밀링 머신에는 로터리 테이블, 드럼 및 유성 밀링 머신이 있습니다. 로터리 테이블 밀링 머신에는 수직 축을 중심으로 회전하는 원형 테이블이 있으며 황삭 및 정삭을 위해 다른 높이에 있는 기계를 사용합니다. 드럼 밀링 머신은 테이블이 "드럼"이라고 불리며 수평 축을 중심으로 회전한다는 점을 제외하고는 회전식 테이블 머신과 유사합니다. 유성 기계에서 테이블은 고정되어 있고 공작물은 원통형입니다. 회전 기계는 공작물 표면을 가로질러 이동하여 나사산과 같은 내부 및 외부 형상을 모두 절단합니다.
가공 재료
CNC 밀링 공정은 맞춤형 설계 부품에 대한 마무리 기능을 제공하기 위한 XNUMX차 가공 공정으로 가장 잘 사용되지만 처음부터 끝까지 맞춤형 설계 및 특수 부품을 생산하는 데 사용할 수도 있습니다. CNC 밀링 기술을 통해 다음과 같은 다양한 재료로 부품을 가공할 수 있습니다.
- 금속(합금, 특수금속, 중금속 등 포함)
- 플라스틱(열경화성 수지 및 열가소성 수지 포함)
- 엘라스토머
- 복합 재료
- 목재
모든 가공 공정과 마찬가지로 밀링 작업을 위한 재료를 선택할 때 재료의 특성(예: 경도, 인장 및 전단 강도, 내화학성 및 고온 내성) 및 재료의 비용 효율성과 같은 몇 가지 요소를 고려해야 합니다. 가공 재료. 이러한 기준은 재료가 밀링 프로세스에 적합한지 여부와 밀링 응용 프로그램의 예산 제약을 각각 결정합니다. 선택한 재료는 사용되는 기계의 유형과 설계는 물론 절삭 속도, 이송 속도 및 절삭 깊이를 포함한 최적의 기계 설정을 결정합니다.
그렇다면 CNC 밀링이란 무엇입니까?
CNC 밀링은 다양한 재료를 가공하고 다양한 맞춤형 부품을 생산하는 데 적합한 가공 공정입니다. 이 프로세스는 다른 가공 프로세스에 비해 장점을 나타낼 수 있지만 모든 제조 응용 프로그램에 적합하지 않을 수 있으며 다른 프로세스가 더 적합하고 비용 효율적일 수 있습니다.
다른 좀 더 일반적인 가공 공정에는 드릴링 및 선삭이 포함됩니다. 밀링과 마찬가지로 드릴링은 일반적으로 다점 공구(예: 드릴)로 수행되는 반면 선삭은 단일점 공구로 수행됩니다. 그러나 회전하는 동안 공작물은 일부 밀링 응용 프로그램처럼 이동 및 회전할 수 있지만 드릴링 중에는 공작물이 드릴링 프로세스 전체에 걸쳐 고정되어 있습니다.
일부 비전통적인 가공 공정(즉, 공작 기계를 사용하지 않지만 여전히 기계적 재료 제거 공정이 있음)에는 초음파 가공, 워터 제트 절단 및 연마 제트 가공이 포함됩니다. 비전통적인 비가공 공정(예: 화학, 전기 및 열 가공 공정)은 공작 기계를 사용하지 않는 공작물에서 재료를 제거하는 다른 대안을 제공하거나 화학 밀링, 전기화학 디버링, 레이저 절단 및 플라즈마 아크 절단을 포함한 기계적 재료 제거 공정을 제공합니다. . 이러한 비 전통적인 기계 가공 방법은 종종 기존 기계 가공으로는 불가능했던 더 복잡하고 까다롭고 전문화된 부품의 생산을 지원합니다.
