이빨의 수
엔드밀에는 또 다른 중요한 매개변수가 있는데, 이는 주로 단면의 모습, 즉 엔드밀의 이빨 수에 반영된다고 할 수 있습니다.
그림 3-14에서 왼쪽에서 오른쪽으로 표시된 것처럼 엔드밀의 중심을 교차하는 이빨 수와 총 이빨 수의 조합은 여러 가지가 있습니다.단일 이빨 밀, 2개 이빨 밀 - 2개 이빨 중심 아래, 2개 이빨 밀 - 1개 이빨 중심 아래, 3개 이빨 밀 - 1개 이빨 중심 아래, 4개 이빨 밀 - 2개 이빨 중심 위, 다중 이빨 밀 - 0개 이빨 중심 아래입니다. 밀링 커터의 커터 이빨 수는 밀링 효율과 관련이 있으며, 밀링 커터의 강성은 밀링 커터 코어의 직경과 관련이 있습니다. 그림 3-15은 밀링 커터의 코깅 이빨 수와 밀링 커터의 강성 및 칩 용량 간의 관계를 단순화한 다이어그램입니다.
2-치형(슬롯) 밀링커터는 칩 제거 공간이 크고 강성이 부족한 특징을 가지고 있어 긴 칩 소재에 적합합니다.
3-치아(슬롯) 밀링 커터는 칩 공간이 크고 강성이 좋으며 절삭 효율성이 높고 다재다능한 것이 특징입니다.
4-치형(슬롯) 밀링커터는 칩 제거 공간이 약간 부족한 특징이 있으나, 밀링커터의 강성이 좋아 효율적인 정삭 및 공작물 표면 품질이 양호합니다.
6-치아(슬롯) 밀링 커터는 칩 제거 공간이 매우 작은 것이 특징이지만 밀링 커터의 강성이 뛰어나 정삭, 고효율 가공, 고경도 가공에 매우 적합하며 가공 표면 품질이 매우 좋습니다.
물론, 같은 수의 이빨로 칩 공간을 늘릴 수는 있지만, 그렇게 하면 강성이 감소하게 됩니다. 이러한 형상(그림 3-16 참조)은 알루미늄, 구리와 같이 강도가 낮은 비철 소재를 가공하는 데 적합합니다. 한편으로는 이런 종류의 금속의 강도가 낮기 때문에 공구의 절삭력이 작고 공구에 필요한 힘도 작으며, 강도가 낮아도 이런 밀링 작업에 적합합니다. 다른 한편으로는 이런 종류의 소재는 절삭력이 낮아 절삭 열이 낮습니다.
그러나 이런 종류의 소재는 절삭력과 절삭열이 낮고, 칩 보유 용량을 늘린 후 절삭량을 늘릴 수 있지만, 절삭량을 늘리면 절삭력이 커져 공구의 강성을 개선해야 하므로 그림 3-17과 같이 더블 코어 직경의 엔드밀을 사용해야 합니다. 여기에 표시된 밀링 커터는 컬러로 표시된 Seco Tools의 Jabro-Solid이고, 회색으로 표시된 Walter Tools의 Proto·max TM tG입니다. 더블 코어 직경의 설계는 칩 보유 용량과 공구 강성 간에 어느 정도 균형을 제공합니다.
그림 3-18은 특수 개조된 밀링 커터의 홈 바닥의 개략도입니다. 이 경우 개조된 밀링 커터의 강성은 일반적인 기본 홈 바닥보다 훨씬 높고 배출 중 칩의 변형이 심화되고 칩이 더 단단합니다.
같은 수의 이빨에 대해 다른 구조가 있는데, 즉, 이빨이 다르다. 그림 3-19은 두 가지 유형의 불평등 밀링 커터의 개략도이다. 불평등 커터 이빨은 절삭 중에 교대로 절삭 주파수를 생성할 수 있는데, 이는 기계 공구와 공진하기 쉽지 않으며 밀링 중에 공구 진동을 억제한다.
밀링 커터의 칩 처리 용량은 이빨의 개수뿐 아니라 원주 이빨의 기하학적 매개변수와도 관련이 있으며, 밀링 커터의 원주 이빨에 대해서는 아래에서 설명합니다.
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원주 이빨
엔드밀의 바깥쪽 원에 있는 커터 이를 원주 이빨이라고 합니다. 원주 이빨은 사이드월 밀링에 사용되는 엔드밀의 주요 부분입니다.
◆ 나선각도
논의될 원주 이빨의 첫 번째 매개변수는 나선 각도입니다. 나선 각도는 밀링 커터의 나선형 절삭 모서리의 접선과 밀링 커터의 축 사이의 각도입니다(그림 3-20 참조).
절삭 이론에서 나선 각도는 공구의 바깥쪽 원에서의 축 방향 레이크 각도이기도 합니다(축 방향 레이크 각도 및 관련 텍스트는 그림 1-33을 참조하십시오).
엔드밀의 다양한 나선 각도가 절삭 성능에 미치는 주요 효과는 그림 3-21에 나와 있습니다. 그림에서 볼 수 있듯이 오른쪽의 직선 플루트 엔드밀(나선 각도 8-0도)은 축 방향 레이크 각도가 0이기 때문에 축 방향 절삭력이 0이고 모든 절삭력이 가장 약한 강성을 가진 반경 방향에 있으므로 떨림이 발생하기 쉽습니다. 반면 왼쪽과 중간 나선 플루트 커터는 절삭력의 일부(축 방향은 밀링 커터의 강성이 가장 좋은 방향)로 인해 축 방향으로 나뉘고 반경 방향 하중이 감소하여 떨림이 발생하기 쉽지 않습니다.
반면, 직선 홈 밀링 커터의 칩 흐름은 횡방향이어서 공작물의 절삭 영역에 간섭을 받기 쉽고 2차 절삭을 형성하며 칩 제거 성능이 좋지 않습니다. 나선형 플루트 커터의 칩은 절삭 모서리에 수직인 절삭 구역에서 배출되어 칩 배출 성능이 크게 향상됩니다.
그림 3-22은 커터 이빨 수와 나선 각도가 전체 절단 길이의 축 방향 구성 요소에 미치는 영향을 보여줍니다. 절삭 폭(또는 "반경 방향 절삭 깊이"라고도 함)이 10mm이고 절삭 깊이(또는 "축 방향 절삭 깊이"라고도 함)가 15mm인 10mm 직경 밀링 커터의 절삭 작업의 경우, 슬롯이 2개이고 나선 각도가 30도인 밀링 커터의 전체 접촉 모서리 길이의 축 방향 돌출은 약 17mm입니다. 3-그루브 30도 나선 커터를 사용하는 경우 전체 접촉 모서리 길이의 축 방향 돌출은 약 25mm로 증가합니다. 4-그루브 30도 헬릭스 각도 밀링 커터를 사용하면 전체 접촉 모서리 길이의 축 방향 투영이 약 30mm로 증가하고, 마지막으로 6-그루브 60도 헬릭스 각도 밀링 커터를 사용하면 전체 접촉 모서리 길이의 축 방향 투영을 약 47mm로 증가시킬 수 있습니다. 이러한 데이터는 밀링 커터 이빨 수가 증가함에 따라 공작물과 접촉하는 절삭 모서리 수도 증가하고 전체 접촉 모서리 길이의 축 방향 투영이 증가하고 헬릭스 각도를 증가시키는 효과가 유사함을 보여줍니다. 전체 접촉 모서리 길이의 축 방향 투영이 증가함에 따라 단위 이빨 길이당 하중이 감소하고 이빨 하중이 동일하게 유지된다는 전제 하에 절삭 효율을 개선할 수 있습니다.
그림 3-23은 서로 다른 절삭 방향과 나선형 홈 회전 방향의 4가지 조합을 보여줍니다. 가장 흔한 것은 오른쪽 나선형 이빨 오른쪽 절삭 방향입니다. 일반적으로 밀링 커터의 절삭 방향은 주로 밀링 머신의 스핀들 회전 방향에 의해 결정되며 절삭 방향이 결정된 후 나선형이 축 절삭력의 방향을 결정합니다.
그림 3-24은 이중 나선 방향의 JS840 밀링 커터를 보여줍니다. 이 밀링 커터는 탄소 섬유 복합 패널의 측면 모서리를 가공하는 데 사용됩니다. 탄소 섬유 복합 패널은 여러 가지 다른 재료로 구성되어 있기 때문에 기존 밀링 커터로는 박리를 피하기 어렵습니다. JS840 밀링 커터의 장점은 다음과 같습니다. 반대 방향의 절삭력은 하향 압력과 중앙력으로 나뉩니다. 칩 공간이 크기 때문에 칩 제거에 도움이 됩니다. 절삭 접촉 영역이 작아 절삭 열과 절삭력이 적습니다. 섬유에는 전단력만 발생하고 중앙으로의 비틀림이 없습니다.
그림 3-25은 스미토모 전기의 GSXVL형 방진 엔드밀을 보여줍니다. 이 엔드밀은 그림 3-19에 표시된 것과 같은 이가 다를 뿐만 아니라 나선 각도가 다를 때 측면을 가공할 때 진동 보호 기능도 향상시킵니다.
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