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제 5장 밀링 (Milling)

많은 날을 가진 절삭공구에 회전을 주고 공작물에 이송을 주어 평면이나 곡면형상을 깎는 공작기계이다.

1. 밀링머신(Milling M/C)의 종류

(1) 니이형 밀링머신(Knee type milling M/C)

컬럼의 앞면에 미끄럼면이 있으며 컬럼을 따라 상하로 니이(knee)가 이동하며, 니이를 새들과 테이블이 서로 직각방향으로 이동할 수 있는 구조로 수평형, 수직형, 만능형 밀링머신이 있다.

① 수평 밀링 머신(Horizontal Milling Machine)

주축이 수평으로 되어 있으며 이곳에 이아버를 끼우고 이아버에 커터를 장치하여 평면 가공, 흠 가공 등을 편리한 것이다.

② 수직 밀링 머신(Vertical Milling Machine)

주축이 수직으로 되어 있으며 정면 밀링 커터나 앤드밀을 사용하여 평면, 홈, 단면, 측면 등을 가공하기에 편리한 것이다.

③ 만능 밀링 머신(Universal Milling Machine)

수평 밀링 머신과 거의 비슷하나 테이블이 상하, 좌우로 움직일 수 있으며 테이블을 45° 정도 회전 시킬수 있다. 일반적인 작업 외에 부속장치를 사용하여 분할 작업, 나사 흠 절삭, 평기어 절삭, 베벨기어, 드릴의 비틀림 흠 등의 작업을 할 수 있다.

(2) 플레이너형 밀링 머신

플레노 밀러(Plano-miller)라고도 하며 외관은 플레이너와 같고 다만 공구대 대신에 밀링해드가 장치된 것이다. 이 외에 생산 밀링 머신, 특수 밀링 머신 등이 있다.

2. 밀링 머신의 구조 및 가공분야

(1) 구조

① 컬럼(Column)

기계 번체로 베드와 일체로 되어 있고 내부에 주전동기 및 주축 속도변환 장치가 들어 있다.

② 니이(Knee)

세들(Saddle): 나이위에 있으며 전후로 움직임

테이블(Table): 새들위에 있으며 좌우로 움직임

③ 오버 아암(Over arm)

아아버의 굽힘을 적게하기 위해 컬럼상부에 설치된 아암

④ 아아버(Arbor)

스핀들 앞에 있는 것으로 절삭공구를 고정한다.

⑤ 스핀들(주축: Spindle)

주동력이 전달되는 축으로, 여러 가지 절삭공구나 아아버를 끼워서 사용하며, 중공축(속이 빈축)으로 앞쪽은 내셔널 테이퍼(7/24)로 되어 있다.

(2) 가공 분야 및 공구

위의 그림 외에도 공작기계 테이블 안내면의 T홈을 절삭하는 T홈 커터가 있다.

3. 밀링 머신의 크기 표시

(1) 수평 밀링 머신

① 수평 밀링 머신의 크기를 간단히 테이블의 전후 이동거리로 나타내며, 전후이동 거리가 200(mm)인 것을 No.1 이라 하고, 50(mm)씩 증가함에 따라 변한다.

② 주축의 중심선에서 테이블면까지의 최대거리

③ 테이블의 최대 이동(좌우x전후x상하)거리

④ 테이블면의 크기

[표5-1] 밀링 머신의 번호와 테이블의 이동량

번호

테이블의

이동

좌 전 상

우 후 하

좌 전 상

우 후 하

좌 전 상

우 후 하

좌 전 상

우 후 하

좌 전 상

우 후 하

이동량

450 150 300

550 200 400

700 250 400

850 300 450

1,050 350 450

4. 밀링 가공

(1) 절삭 방향

플레인 밀링 커터로 공작물을 절삭할 때 다음 두 가지 절삭방향이 있다.

상향절삭(올려깎기)

하향절삭(내려깎기)

① 칩이 잘 빠져 나와 절삭을 방해하지 않는다.

② 백래시가 자연히 제거된다.

③ 공작물이 날에 의하여 끌려 올라오므로 확실히 고정해야 한다.

④ 커터의 수명이 짧다.

⑤ 동력 소비가 크다.

⑥ 가공면이 거칠다.

① 절삭된 칩이 절삭을 방해한다.

② 백래시 제거장치가 필요하다.

③ 커터가 공작물을 누르므로 공작물 고정에 신경 쓸 필요가 있다.

④ 커터의 마모가 적고 수명이 길다.

⑤ 동력 소비가 적다.

⑥ 가공면이 깨끗하다.

① 상향 절삭

공작물의 이송방향과 공구의 회전방향이 반대인 절삭. (그림 6-2 (가))

② 하향 절삭

공작물의 이송방향과 공구의 회전 방향이 같은 절삭. (백래시 제거장치가 필요하다.)

(2) 밀링 커터의 고정

① 아아버(Arbor)

커터를 고정할 때 사용.

밀링 커터의 위치는 칼라로 고정

② 어뎁터(Adapter)와 콜릿(Collet)

자루가 있는 커터를 고정할 때 사용

(3) 절삭조건

① 절삭속도

절삭속도는 밀링 커터 날끝의 원주속도를 나타낸다.

v : 절삭속도(m/min) n : 회전수(rpm) d : 밀링커터의 지름(mm)

② 이송

절삭운동을 연속적으로 밀링 커터에 일으키기 위해 공작물을 이동시키는 속도를 이송이라 한다.

f : 1분간의 이송량(mm)

fz : 1날 당의 이송량(mm)

z : 밀링 커터의 날 수

n : 밀링 커터의 회전수(rpm)

5. 분할법

(1) 분할대의 구조

분할대(index head)는 일감의 원주나 직선을 같은 간격으로 등분하는 장치로 테이블에 고정되고, 스핀들과 심압대에 일감이 고정된다.

분할대의 주축엔 잇수 40개의 워엄 휠이 고정되고 워엄 축에는 1줄의 워엄이 있어 인덱스 크랭크를 1회전 시키면 스핀들은 1/40회전 된다.

(2) 분할 방법

① 직접 분할법

직접 분할대를 써서 분할하는 방법으로 분할판에는 24구멍이 있어, 24의 인자인 2,3,4,6,8,12,24,의 7종 분할만 가능하다.

② 단식 분할법

직접 분할로 분할할 수 없는 수를 분할한다.

n = 40/N n: 분할 크랭크의 회전수

N: 분할수

브라운 샤프형 21 구멍판을 인덱스 크랭크를 5회전과 15구멍을 가면 원주를 7등분할수 있다.

각도 분할에서는 분할 크랭크가 1회전하면 스핀들 360° /40 = 9°회전한다. 분할각을 도로 표시할 때는 다음과 같다.

③ 차동 분할법

단식 분할법으로 분할되지 않는 수를 모두 분할할 수 있는 방법이다. 만능 분할대에 부속되는 변환기어는 모두 12개이며, 1,008등분까지 분할이 가능하다.

6. 헬리컬 가공

헬리컬 밀링커터, 드릴 홈, 리이머의 헬리컬 홈, 헬리컬 기어와 치형 등을 절삭할 때 만능 밀링 머신의 테이블을 비틀림각 θ만큼 돌려놓고 공구와 공작물에 회전과 이송을 주면 비틀림홈을 절삭할 수 있다.