밀링 가공의 절입각 및 칩 두께

절입각(KAPR)은 인서트의 주요 선행 절삭날과 가공물 표면 사이의 각도입니다. 절입각은 칩 두께, 절삭 부하 및 공구 수명에 영향을 줍니다.

가장 일반적인 절입각은 90도, 45도, 10도 그리고 원형 인서트의 절입각입니다.

절입각을 감소시키면 칩 두께 h_ex가 주어진 이송률 f_z에 대해 감소합니다. 이 칩이 얇아지는 효과로 인해 절삭날의 더 넓은 부분에 걸쳐 소재의 양이 분산됩니다.

또한 절입각이 작을수록 더욱 점진적으로 진입해 반경 방향 압력이 감소하고 절삭날이 보호됩니다. 그러나 축 방향 부하가 클수록 가공물에 대한 압력이 증가합니다.

90도 절입각을 이용한 밀링 가공

90도 커터의 주요 적용 영역은 직각 밀링 가공입니다.

90도 커터는 이송 방향으로 대부분 반경 방향 부하를 발생시킵니다. 즉, 가공되는 표면이 높은 축 방향 압력에 노출되지 않아 구조가 약하거나 벽이 얇은 가공물을 밀링 가공할 때나 지그가 불안정한 경우에 유리합니다.

45도 절입각을 이용한 밀링 가공

45도 커터는 평면 밀링 가공을 위한 범용 커터입니다. 균형 잡힌 반경 방향 및 축 방향 절삭 부하를 발생시켜 기계 동력에 대한 요구가 크지 않습니다.

이 유형의 커터는 절삭이 끝날 때 남아있는 소재의 점차적으로 감소된 양에 과도한 반경 방향 부하가 작용할 경우 쉽게 부서지기 쉬운 짧은 칩 소재에서의 밀링 가공에 특히 적합합니다.

긴 오버행에서 밀링 가공할 때나 공구 홀더와 커플링이 작거나 약한 경우에 부드러운 진입이 진동 발생을 줄여줍니다.

더 얇은 칩의 형성으로 더 빠른 테이블 이송이 가능하고 적당한 절삭날 부하를 유지할 수 있기 때문에 여러 작업에서 높은 생산성을 유지할 수 있습니다.

60–75도 절입각을 이용한 밀링 가공

이 유형의 커터는 일반적인 평면 밀링 커터에 비해 더 큰 절입 깊이를 제공하는 특수 목적의 평면 밀링 커터입니다. 45도 평면 밀링 커터에 비해 축 방향 부하는 더 작고 90도 커터에 비해 날 강성은 더 우수합니다.

10도 절입각을 이용한 밀링 가공

10도 절입각은 고이송 및 플런지 밀링 커터에서 사용됩니다. 얇은 칩이 생성되어 작은 절입 깊이에서 매우 높은 날당 이송 f_z과 최대의 테이블 이송 v_f이 가능합니다.

대부분의 축 방향 절삭 부하가 스핀들을 향해 스핀들이 안정화됩니다. 이는 진동 성향을 제한하기 때문에 길고 약한 셋업에서 유리합니다.

이 유형의 커터는 3개의 축을 사용한 홀 가공과 캐비티의 플런지 밀링 가공이나 확장된 커터의 사용이 필요할 때는 항상 효과적입니다.

코너 반경이 큰 원형 인서트 또는 커터를 사용한 밀링 가공

원형 인서트 커터는 범용 밀링 가공을 위한 커터이고 황삭 가공에서 효과적입니다.

코너 반경이 매우 강한 절삭날을 제공하고, 긴 절삭날을 따라 더 얇은 칩이 생성되기 때문에 높은 테이블 이송에 적합합니다. 이 커터는 칩이 얇아지는 효과 때문에 티타늄과 내열합금의 가공에 적합합니다.

절입 깊이 a_p의 변화에 따라 절입각이 0에서 90도까지 변하기 때문에 절삭날 반경을 따른 절삭 부하 방향과 밀링 작업 중의 압력이 변합니다.

밀링 가공의 최대 칩 두께

최대 칩 두께는 생산적이고 안정적인 밀링 공정을 위한 가장 중요한 매개 변수입니다. 효과적인 절삭은 h_ex 값이 사용 중인 밀링 커터에 올바르게 매칭될 때만 가능합니다.

• h_ex 값이 너무 낮은 얇은 칩은 성능 저하와 이로 인한 생산성 하락의 가장 일반적인 원인입니다. 이는 공구 수명과 칩 형성에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
• h_ex 값이 너무 높으면 절삭날에 과부하가 발생해 파손될 수 있습니다.

칩이 얇아지는 효과로 인한 이송 증가

칩이 얇아지는 효과 때문에 다음과 같은 3가지 상황에서 날당 이송을 증가시킬 수 있습니다.

1. 절입각이 90°보다 작은 직선 절삭날 커터 사용.
2. 작은 절입 깊이 a_p에서 원형 인서트나 큰 반경 인서트 사용.
3. 작은 반경 방향 맞물림 a_e/D_e에서 원주 밀링 가공.

직선 절삭날 인서트의 칩 두께 계산

90도 커터의 경우 날당 이송이 최대 칩 두께와 동일합니다(f_z=h_ex). 절입각을 감소시킬 경우 동일한 칩 두께를 유지하려면 날당 이송을 높이십시오.

KAPR=90°

KAPR=45°

KAPR=10°

예:

최대 h_ex = 0.1 mm 및 KAPR = 45°

권장 이송 f_z = 1.4 x 0.1 = 0.14 mm/tooth

고이송 10도 커터에서 날당 이송을 얼마나 증가시킬 수 있는지 확인해 보십시오. 이는 칩이 거의 6배 얇아지기 때문입니다.

원형 및 반경 인서트 커터의 칩 두께 계산

칩 두께 h_ex는 원형 인서트마다 다르고 절입각에 따라 달라집니다. 낮은 a_p/i C 비율에서는 칩 두께를 원하는 수준으로 높이기 위해 이송을 크게 증가시킬 수 있습니다.

절입각이 60도 미만으로 유지되고 절입 깊이가 25% x 인서트 직경을 넘지 않을 때 최고의 성능에 도달합니다. 더 큰 절입 깊이의 경우 45도 사각형 인서트를 사용하는 것이 더욱 유리합니다.

원형 인서트는 인서트 모양이 더 강하고 절삭 길이가 더 길기 때문에 직선 절삭날 솔루션보다 최대 칩 두께 성능이 더 우수합니다.

원형 인서트는 절입 깊이에 따라 칩 두께가 달라지기 때문에 독특합니다. 따라서 낮은 절입 깊이에서는 적절한 칩 두께에 도달하기 위해 이송을 높여야 합니다.

원주 밀링 가공의 칩 두께 계산

h_ex 값은 커터 직경 및 가공폭, 커터의 반경 방향 절입 a_e/DC에 따라 달라집니다. 이 값이 50%보다 작으면 최대 칩 두께가 f_z에 비례해 감소합니다.

a_e/DC 비율에 따라 아래 표의 수정 값만큼 이송을 증가시킬 수 있습니다.예:

DC 20 mm – a_e = 2 mm, a_e/DC = 10%

h_ex = 0.1 mm, f_z = 0.17 mm/tooth