밀링머신 목 차 제 3절 밀링 작업 제 1절 밀링머신의 개요 1. 분할 작업 1. 밀링머신의 정의 2. 공구 고정방법 목 차 제 1절 밀링머신의 개요 1. 밀링머신의 정의 2. 밀링커터의 종류 3. 밀링머신의 운동 4. 밀링머신의 종류와 구조 제 2절 절삭공구 및 절삭이론 1. 밀링커터의 용도 2. 밀링절삭 가공상태 3. 밀링커터의 절삭방향 4. 절삭조건 제 3절 밀링 작업 1. 분할 작업 2. 공구 고정방법 3. 공작물 고정법 4. 밀링작업 실예 제 4절 밀링작업 안전 1. 밀링작업 전의 안전사항 2. 밀링작업 중의 안전사항 3. 밀링작업 후의 안전사항

제 1절 밀링머신의 개요 1. 밀링머신의 개요 밀링머신은 원주 위에 절삭날이 등 간격으로  배치되어 있는 밀링커터를 회전시켜 공작물이 고정된 테이블을 이송하면서 가공하는 공작기계.

2. 밀링커터의 종류

2. 밀링커터의 종류 절단작업 기어절삭 나선홈 절삭 내원형 절삭 앤드밀 작업 정면 절삭

3. 밀링머신의 운동 밀링머신은 절삭 공구가 회전하며 테이블이 X, Y 및 Z축 방향으로 운동 (1) X축 방향 테이블의 좌우이동방향 (2) Y축방향 니이(KNEE)의 상하운동 (3) Z축 방향 새들(SADDLE)의 전후 운동

4. 밀링머신의 종류 및 구조 수직 밀링머신 (VERTICAL MILLING MACHINE) 주축이 테이블에 수직으로 되어 있으며 정면 밀링커터, 엔드밀 등을 주축의 스핀들에 고정시켜 절삭하는 공작기계

4. 밀링머신의 종류 및 구조 수평밀링머신 (Horizintal milling machine) 주축이 수평으로 되어있고 이 주축에 아버와 밀링 커터를 설치하여 절삭 하는 기계 1) 컬럼(Column) : 밀링머신의            몸체 절삭저항의 진동에            견디어야 한다. 2) 주축(spindle) : 공구 또는            아버를 고정 3) 오버암(Over arm) : 컬럼 상부에 설치 주축과 평행방향으로 이동, 아버 및 부속장치를 지지한다.

4. 밀링머신의 종류 및 구조 만능 밀링머신 구조는 수평밀링머신과 같으나 새들과 테이블 사이에 회전판이 있어 테이블을 회전시킬 수 있다. 비틀림 홈, 헤리컬 기어, 스플라인 축을 가공할 수 있어 수평밀링머신 보다 광범위한 작업을 할 수 있다. ○ 작업의 종류 - 비틀림 홈 가공 - 헤리컬기어 가공 - 스플라인 축 가공

4. 밀링머신의 종류 및 구조 생산형 밀링머신   생산능률을 증가 시키기 위하여 주축 헤드 수에 따라서 단두형, 양두형 및 회전 테이블 식으로 구분된다. - 작업방법        테이블의 좌우이동과 스핀들 회전운동으로 가공 - 특징        니이형과 같이 테이블상하 운동은 없으나 간단하고 강력하다

4. 밀링머신의 종류 및 구조 플레너형 밀링머신     플라노 밀러라고도 한다. 중량물 및 대형 공작물의 중절 삭에 사용되며  외견상으로 플레이너와 비슷하나 여러 개의 밀링커터를 플라노 밀러 사용하여 절삭한다. - 특징       테이블 이송은 자동 싸이클에 의하여 급속 원점 복귀하며  자동으로 이송한다

4. 밀링머신의 종류 및 구조 CNC 머시닝센타 공작물을 기계 바이스 및 클램핑 공구를 자동 공구 교환    공작물을 기계 바이스 및 클램핑 공구를 자동 공구 교환    장치인 메거진(MAGAZINE)에 저장하여 프로그램에 의해서  공구를 자동적으로 교환하며 여러 종류의 작업을 연속적으로 수행하는 컴퓨터가 내장된 수치제어 (computer Numerical  Control) 공작기계

제 2절 절삭공구 및 절삭이론 1. 밀링커터의 용도 평면 밀링커터(Plan milling cutter) 원의 원주에 절삭 날을 가진 것으로 평면가공에 사용되며 곧은 날과 비틀림 날이 있다.   ▶비틀림 날의 나선 각      : 보통 15°~30°정도

1. 밀링커터의 용도 측면 밀링 커터(side milling cutter) 커터 측면에 절삭날이 붙어있어 측면 가공에 사용된다. 반 측면 밀링 커터, 측면 밀링 커터, 조립 날 홈 파기 커트, 엇갈린 날 밀링 커터 4 종류가 있다.

1. 밀링커터의 용도 메탈 스리팅 소(metal slitting saw) 메탈 스리팅 소는 절단과 홈 파기에 사용된다. 양측은 중심을 향해 테이퍼져 있어 공작물과 공구가 닿지 않도록 여유를 주고 있다.

1. 밀링커터의 용도 밀링 커터(angel milling cutter) ▶ 절삭 날이 각을 이루고 있다.  1)편각 커터 : 45°,50°,60°,                70°,80°  2)양각 커터 : 45°,60°,90°

1. 밀링커터의 용도 단면과 원주 방향에 절삭 날이 있다 1) 절삭 날의 형태   -직선날, 좌측 비틀림 날 우측     비틀림 날 등이 있다.  2)자루의 형태   -곧은 자루, 테이퍼 자루가 있다.

1. 밀링커터의 용도 정면 밀링커터(facemillingcutter) 외주와 정면에 날이 있으며 수직 밀링머신 에서 평면 가공에 사용 초경 밀링 커터가 많이 사용된다. 2)절삭 능률과 다듬질면 정도가 우수한 스로어웨이(throw away) 밀링커터가 많이 사용된다.

1. 밀링커터의 용도 홈 밀링 커터 앤드밀이나 사이드 커터 등으로 가공된 면을 T형으로 T홈으로 가공한다. 1) T홈가공 : T홈 밀링 커터 2) 반달키 홈가공    :우드러프 키 홈커터 (woodruff key seat cutter)

1. 밀링커터의 용도 총형 밀링 커터(for㎜illingcutter) 절삭할 공작물의 형상과 같은 윤곽의 절삭 날을 가진 밀링커터를 말한다. 1)가공 부문이 특수한 경우 - 그에 맞추어 제작한다. 2) 특정의 형식 - 규격화.

ㅇ각팁이 축 방향으로 미끄러질 때 ㅇ팁의 마모가 불 균일할 때 ㅇ팁의 형상이 불량일 때 ㅇ칩의 흐름이 불량할 때 2. 밀링절삭 가공상태 밀링 절삭의 가공상태 불량원인 ㅇ각팁이 축 방향으로 미끄러질 때 ㅇ팁의 마모가 불 균일할 때 ㅇ팁의 형상이 불량일 때 ㅇ칩의 흐름이 불량할 때

(1)평면 밀링가공 칩의 발생과 칩의 두께 ▶칩의 체적 θ=b,t,f    - b : 절삭부의 폭    - t : 깍는 길이    - f :전체의 이송    ▶칩의 길이   L = √DT    - D : 커터의 길이    - T : 깍는 길이  ▶ 칩의 두께                                   n = 회전수   z = 날수

절삭저항 분력의 종류?     - P1 : 주분력  - P2 : 축 방향의 분력  - P3 : 축에 직각 반경 방향의 분력  ※ 피트 및 절삭깊이가 크면 절삭저항은 크게 된다.

절삭속도 절삭속도의 선정           ① 공구수명을 연장시키기 위한 절삭속도는?                ->계산치 보다 느리게 한다.           ② 황삭가공에서의 절삭속도는?                ->저속과 큰 이송을 적용한다.           ③ 다듬질 가공에서의 절삭속도는?                ->고속과 적은 이송을 적용한다.           ④ 커터의 날끝 마모가 심하면 절삭속도는?                ->감소시켜야 한다.

이송속도 f=n×z×n                   f= 1분간 이송량(㎜)                  fr= 매회전당 이송                  z= 커터의 날 수                  n= 날 1개당 이송 절삭속도 및 이송은 공작물의 재료, 밀링 커터의 재질, 절삭깊이, 절삭폭, 절삭동력 등 조건에 따라 결정한다.

절삭동력 매분 절삭량 : Q    b : 절삭폭    t : 절삭깊이(㎜)    f : 매분 이송량(㎜/min) 소요동력 : N N : 밀링절삭의 유효마력(HP)         K : 단위 절삭량 당 소요 마력(HP/㎤/min)         Q : (㎤/min)

(2)정면 밀링가공 정면밀링커터 커터의 직경은 공작물의 폭과 사용하는 공작 기계 등에 따라 선택해야 한다.              ※ 공작물보다 직경이 작으면         미끄럼이 발생

절삭날 접촉위치 short cut   ① 절삭날 접촉길이가 짧아      공구의 수명이 길다.   ② 주축 베어링 진동 유발   ③ 일반적인 작업에 사용 long cut   ① 공구의 수명이 짧다.   ② 크램핑이 안정되면 진동이 적다.  ③ 폭이 좁고 긴 공작물 가공에  적합

절삭깊이(Depth of cut)

이송(feed)

절삭속도(Cutting speed) 절삭속도  절삭속도의 선택 목적은 경제적 공구수명을 얻기 위함이다. ◑절삭속도= 밀링 커터의 날 끝이 공작물을 가공하는 속도 밀링 커터의 주속도이다.   V=절삭속도(m/min) D =커터의 직경(㎜)  N = 회전수(rpm)   ☞ 절삭속도를 빨리하면 작업의 능률은 향상되지만 공구의        수명이 짧아져 비경제적이다

(3) 앤드밀(Eed Mill)에 의한가공 엔드밀이란    홈(Slot)등을 가공하는 절삭공구로 최근 전자산업의 급속한  발달과 각종 밀링작업 및 NC공작기계인 머시닝 센터에 상당히 많이 사용되고 있다. 특히 난삭재의 증가에 따라 다음과 같은 성능이 요구된다.        ㅇ 고 정도화   ㅇ 고 능률화   ㅇ 긴 수명의 연장

엔드밀 각부의 구조와 명칭 앤드밀의 형상

앤드밀의 종류 다듬질용 고속도강 앤드밀 황삭용 고속도강 엔드밀(roughing end mill)     ㅇ 칩이 잘게 잘려져 강력  절삭에 좋다.     ㅇ 일반적인 황삭 가공에 적합하다.

앤드밀의 종류 볼 엔드밀(ball end mill)   ㅇ 금형작업 등에 사용되며        끝이 둥글다. 초경 엔드밀(brazed type)    ㅇ 초경을 붙인 날로서         난삭재 가공에 사용한다. 인서트 엔드밀 (insert end mill)    ㅇ 팁의 교환이 가능하며 자동화된 공작기계 등에 많이 사용된다.

앤드밀의 절삭특성 날수   ① 황삭용 : 날수가 적고 칩룸 (chip room) 이 큰 것 사용   ② 다듬질용 : 날수가 많은 것  사용   ③ 진동 방지용 : 간격을 부등   간격으로 배치한 것 사용

앤드밀의 절삭특성 밑날의 형상 센터 구멍형    센터 구멍이 있는 것으로 재 연삭 가공에 편리하다. 센터 커트형    수직 방향의 구멍뚫기 가공 및 기타 모든 작업에 사용한다.

앤드밀에 의한 가공 측면절삭 구멍뚫기 절삭 정면절삭

앤드밀의 절삭저항 절삭저항의 영향   직경에 대한 날 길이의 비율이 크므로 절삭력을 받아 휨이 발생 되어 가공오차 및 파손의 원인 1) 주분력(Pt)    가공면에 수직방향으로 작용 2) 배분력(Ps)   이송방향으로 엔드밀을   휘게 하려는 힘 3) 축분력(P )   엔드 밀을 콜렛척으로부터 빼려는 힘

3. 밀링커터의 절삭방향 상향절삭 밀링커터의 회전방향과 공작물 이송방향이 반대 방향이다 ☞ 장점  -칩이 날을 방해하지 않는다.  -이송기구의 백레쉬가 제거된다. ☞ 단점  -공작물을 견고히 고정해야  한다. -커터의 수명이 짧다.  -동력낭비가 많다. -가공면이 깨끗하지 못하다.

3. 밀링커터의 절삭방향 하향절삭 커터의 회전방향과 공작물 이송방향과 같다. ☞ 장점 -공작물 고정이 간단하다. -커터의 마모가 적고 동력소비가 크다. -가공면이 깨끗하다. ☞단점   - 칩이 커터와 공작물 사이에 끼어 절삭에 방해를 준다.            - 떨림이 나타나므로 백레쉬 제거장치가 꼭 필요하다.

백래쉬(Back lash)제거장치 백레쉬 제거 레비를 A쪽으로 돌리면 헬리켈 기어에 의하여    유동 암나사는 화살표 기어에 의하여 오른쪽 로 이동하고 고    정 암나사는 뒤틈(백레쉬)을 제거한다.

N = 4. 절삭 조건 절삭속도 이송의 영향이 상향 절삭에서는(+) 하향절삭에서는 (-)로 작용하지만 회전수에 비해 매우 작아 절삭속도로써 무시되어 공구날 끝의 속도는 주 속도가 된다.     ▶ V = πDN (m/min)1000    ▶ D : 엔드 밀의 직경(㎜)     ▶ N : 회전수(r.p.m) N = (rpm)

절삭속도 절삭속도의 선정   ㅇ공구 수명의 연장을 위해 절삭속도는 약간 낮게 한다.   ㅇ공작물의 기계적 성질을 반드시 고려한다.   ㅇ황삭가공은 저속과 큰 이송   ㅇ정삭가공은 고속과 적은 이송으로 가공한다.

이송속도 절삭작업의 능률을 결정하는 가장 중요한 요인이다.     S=Fz ×Z×N(㎜/min)     S : 이송속도(㎜/min)   Z : 날 수     Fz : 1날 당 이송       N : 회전수 이송속도의 결정요인 ▶ 저속절삭의 경우       경절삭의 경우공작물 고정이 불안정 피삭성이 나쁜 재료      롱 엔드밀, 소직경 엔드밀 절삭 깊이가 깊은 경우 날수가  많은 경우    ▶ 고속절삭의 경우      중절삭, 황절삭 공작물 고정이 안정 피삭성이 좋은 재료 쇼트 엔드밀, 대직경, 황삭 엔드밀 절삭깊이가 얕다.

앤드밀의 손상 랜드마모 (Land wear) 페이스마모 (face wear) 치 핑 (chipping)

제 3절 밀링작업 1. 분할작업 ● 주축에는 40개의 워기어가 있고  웜축에는 1줄의 웜이 있다. ● 웜측을 1회전 시키면 주축은 1/40    회전한다. ● 웜축 끝에 분할이 편리하도록    등분된 구멍이 뚫려 있는 분할판(index plate)이 있다.

직접 분할법(Direct indexing) 직접 분할법은 스핀들 앞에 있는 24구멍의 직접 분할 구멍을 이용하여 분할한다. - 24의 약수인 2,3,4,6,12,24의 분할을 할 수 있다. x : 분할 크랭크의 회전수 N : 등분수 (분할수)

예 제 원판을 6등분하시오. ☞ 24 ÷ 6 = 4 이므로 4구멍씩      회전시킨다.

단식 분할법(Simple indexing) 직접 분할법으로 분할을 할 수 없을 때  사용한다. 분할핀을 1회전 시키면 스핀들은 1/40회전 하므로 N등분 할 경우 스핀들의 회전수는 n = 40/N 예 제 분할 크랭크의 회전수는 3회전과 1/13회전이 된다. 1/13 회전은 1/13 = 1/13×3/3 = 3/39 원을 13등분 하시오. 즉, 39구멍 열의 분할 판에서 3회전과 3구멍씩 전진 시킨다.

차동 분할법 (differential indexing)  ◇ 직접 분할이나 간접 분할로 할 수 없는 67,97,121 등 61 이상의 소수나 특수한 수의 분할에 사용한다.  ◇ 변환 기어 수 : 24 (2개) 28,32, 40, 44, 48, 56, 64, 72, 86,100 등 12종이 있다.  ☞ 작동 : 인덱스 핸들을  X 회전시키면 인덱스 플레이트                 (분할판)는  Ｘ/40회전 한다.

분할방법  1) 분할수 N에 가까운 수로 단식 분할 할 수 있는 수 N'를  가정  2) 가정수 N'를 단식 분할하기 위한 계산을 한다. 3) 변환 기어비 i를 구하여 기어를 정한다. ①단식 차동 분할법     i>0 인 경우 … 핸들과 분할판의 회전 방향이 같다.                           기어열은 4단 걸이로 한다. ②복식 차동 분할법     i<0 인 경우 … 분할판의 회전은 핸들과 반대이다.                          기어열은 2단 걸이로 한다.

예 제 원주를 61등분 하시오 ① 가정 수 N'=60 분할판의 구멍 수 21을 선택하여 14구멍씩 돌린다.  ② 기어 열 i<0이므로 기어 열은 2단 걸이로 한다. a=32, b=48기어

예제 원주를 239등분 하시오 ① 가정수 N'=240 n= 40/N'= 40/240 = 1/6 = 3/18 18구멍 열에서 3구멍씩 전진 ② 기어 열 기어 열은 4단 걸이로 한다. a= 48, b=24, c= 72, d=24 N'-N>0 이므로 같은방향으로 돌도록 1개의 중간기어 사용

각도 분할법 분할 크랭크를 1회전하면 스핀들은 회전한다. 따라서 분할각을 표시 하면 D° =분할각(도) D' = 분할각(분) D'' = 분할각(초) 예 제 °를 분할하시오. 에서 즉 분할판 18구멍 열에서 11구멍씩 전진시킨다

2. 공구 고정방법 정면밀링커터 Stub arbor 소형 커터에 사용       (직경 50~160㎜)      ∴Arbor = NT No50 CenteringPlag 대형커터에 사용한다.  (직경 160㎜이상)

정면밀링커터 주축에 볼트로 직접 고정

아버에 의한 고정법 원통형 밀링커터, 측면 밀링커터, 총형 밀링커터, 메탈소우 등의 커터를  아버에 끼워 수평밀링머신에 장치하여 사용. 조립시 주의 사항       ㅇ칼라는 깨끗하고 정밀한 것을 주로 사용한다.       ㅇ아버가 휘어지지 않도록 주의한다.       ㅇ밀링커터는 되도록 베어링에 가깝게 장치한다.       ㅇ아버서포트를 고정하고 밀링커터를 체결한다.

3. 공작물 고정법 테이블에 직접 고정 바이스에 의한 고정

3. 공작물 고정법 부속장치에 의한 고정

4. 밀링작업 실예 밀링작업의 종류

② T홈 커터로 밑에서 C의 양만큼 여유를 남기고 가공한다. (C= 0.5 ~ 1㎜) (밑 부분이 닿으면 떨림이 발생한다.) ① 엔드 밀로 홈 가공 한다. ② T홈 커터로 밑에서 C의 양만큼 여유를 남기고 가공한다. (C= 0.5 ~ 1㎜) (밑 부분이 닿으면 떨림이 발생한다.) ③ 칩의 배출은 절삭유 및 공기를 강제적으로 분사시켜 배출한다 <더브테일 커터> T홈 가공법

더브테일 각 절삭 더브테일 각은 공작기계의 슬라이딩 부분 가공에 사용된다. 기입된 치수는 a, A 또는 B, H의 3가지 이므로 마이크로 미터로 측정한다

더브테일 각 절삭 a. 내측 더브테일 b. 외측 더브테일 A+2L A+2M-2L+2D B-2M+2L B-2L+2D ※ ※ C=B-2L

평기어 가공 커터 번호와 치수 ※ 기어의 치형크기 표시법 ① 모듀율(moudule) ② 지름피치(diametral pitch) ③ 원주피치(circular pitch)

기어 가공순서 커터를 선택한다 커터를 아버에 고정한다 기어 소재를 분비한다 분할대 준비와 치수계산을 한다 커터와 공작물 중앙을 접속하여 맞춘다

비틀림 홈 절삭 드릴이나 스파이럴 기어 등을 가공할 때 사용한다 - 테이블의 선회 각도 L : 공작물의 리드(mm) D : 공자물의 지름(mm) - 기어 비 Zf : 이송 나사측의 기어 잇 수 Zw : 분할대 측의 기어 잇 수 S : 이송 나사의 리드(mm)

밀링작업 예제 지름피치 P=12, 잇수 Z=18, 트위스트 앵글 18˚의 공작물을 가공할 때 분할 및 변환기어를 계산하시오 - 분할에 대한 계산 18 구멍열 분할판을 이용하여 2회전과 4구멍씩 이동하면서 가공 - 변환기어의 계산 에서 A = 32, B = 40, C = 24, D = 28 - 커터번호 따라서 5번 커터 사용

☞ 회전체에 주의할 것 제 4절 밀링머신의 작업안전 공작물 설치 중 시동레버 작동으로 감겨 든 밀링 칩 ☞ 회전체에 주의할 것 공작물 설치 중 시동레버 작동으로    감겨 든 밀링 칩        = 가장 날카롭고 예리하다. - 칩의 비산     밀링커터 잡는법 : 날끝이 날카롭기     때문에 깨끗한 걸레로 감싸 잡는다.

제 4절 밀링머신의 작업안전 1. 밀링작업 전의 안전사항 ㅇ기계 기구를 점검하고 시운전하여 본다. ㅇ공작물은 테이블 또는 바이스에 안전하게 고정한다. ㅇ공구와 기계 주변을 정리정돈 한다. ㅇ밀링 테이블 위에 측정기나 공구 등을 올려 놓지 않는다. ㅇ칩의 비산을 대비하여 안전커버를 설치한다.

2. 밀링작업 중의 안전사항 ㅇ 회전하는 커터에 손을 대지 않는다. ㅇ 주측 회전수 변경 시 반드시 정지 후 시행한다. ㅇ 가공 중에 얼굴을 기계에 접근 시키지 않는다. ㅇ 칩 제거 시에는 반드시 기계 정지 후 솔로 청소한다. ㅇ 가공 중에 손을 가공 면을 만지지 않는다. ㅇ 황동, 주강 등은 칩이 날리기 쉬우므로 보안경을 착용  한다. ㅇ 기계 작동 중에 측정을 하지 않는다. ㅇ 밀링작업 중 기계 주위를 깨끗이 한다.

3. 밀링작업 후의 안전사항 ㅇ 각종 스위치를 정 위치에 고정한다. ㅇ 커터는 기계에서 분리하여 보관함에 넣는다. ㅇ 청소 후 각 부분을 점검하고 주위를 정리 정돈한다. ㅇ 테이블 위, 칼럼 등과 습동 부분에 절삭유 제거 후 녹이 슬지 않도록 기름을 바른다. ㅇ 사용한 공구 등을 깨끗이 청소하여 보관한다.