November 12, 2025
캐비티 밀링은 솔리드 블록에서 재료를 제거하여 밀폐되거나 부분적으로 밀폐된 포켓을 만드는 과정으로 CNC 가공에서 기본이면서도 어려운 작업입니다. 이는 다양한 산업, 특히 부품에 깊고 복잡한 내부 기능이 필요한 금형 제작, 항공우주 및 일반 정밀 엔지니어링에 필수적입니다. 캐비티 밀링에서 효율성, 정확성 및 고품질 표면 마감을 달성하는 것은 전략에 대한 미묘한 이해, 적절한 도구 선택, 컴퓨터 지원 제조(CAM) 전술의 지능적인 사용에 달려 있습니다.
성공적인 캐비티 밀링의 가장 중요한 원칙은 특히 깊은 포켓에서 절삭력과 칩 배출을 관리하는 것입니다. 단계별 다중 도구 접근 방식은 긴 단일 도구를 사용하여 작업을 시도하는 것보다 우수한 경우가 많습니다.
1. 황삭 전략: 소재 제거 극대화
황삭 단계의 주요 목표는 재료의 대부분을 가능한 한 빠르고 안전하게 제거하여 마무리 공정을 위한 균일한 재료 층을 남기는 것입니다.
적응형 및 트로코이드 밀링:최신 CAM 시스템은 적응형 클리어링(Adaptive Clearing) 또는 트로코이드 밀링(Trochoidal Milling)과 같은 공구 경로를 통해 황삭에 혁명을 일으켰습니다. 이러한 전략은일정한 도구 부하반경 방향 절입 깊이를 변경하여($text{a}_text{e}$) 전체 길이 축 방향 절입 깊이를 허용하면서($text{a}_text{p}$). 이를 통해 특히 길이가 긴 공구의 경우 안정적인 가공, 낮은 발열, 진동 감소 및 공구 수명 대폭 연장이 보장됩니다.
사전 드릴링 또는 플런지 밀링:닫힌 캐비티에서 황삭 경로를 시작하기 전에 드릴을 사용하여 파일럿 홀을 생성하거나 플런지 밀링을 사용하는 것이 좋습니다. 이는 엔드밀에 명확하고 낮은 힘의 진입점을 제공하여 고체 재료에 대한 경사 또는 나선형 진입과 관련된 큰 충격 응력을 방지합니다.
단계별 도구 길이:깊은 공동의 경우 길이를 늘리는 도구를 사용하는 점진적인 황삭 전략을 사용해야 합니다. 상단 부분에서 재료를 제거할 수 있는 가장 짧고 가장 견고한 도구로 시작하십시오. 이는 도구가 가장 안정적인 곳에서 재료 제거율을 극대화합니다. 캐비티가 깊어지면 더 길고 진동 방지 기능이 있는 홀더와 도구로 전환하여 절단 매개변수($text{a}_text{e}$및 이송 속도) 감소된 강성을 보상합니다.
2. 준마무리 및 코너피킹
1차 황삭 후에는 황삭 공구의 반경으로 인해 특히 모서리에 상당량의 소재가 남을 수 있습니다.
코너 레스트 가공:이 전략은 더 작은 직경의 엔드밀을 사용하여 이전의 더 큰 도구에서 남겨진 재료를 제거합니다. 이는 최종 마무리 작업을 위한 캐비티를 준비하고 마무리 도구에 가해지는 부하를 줄이는 데 중요합니다.
Z 수준 전략(윤곽 가공 패스):수직 또는 수직에 가까운 벽이 있는 기능의 경우 일반적으로 도구가 다양한 Z 깊이에서 벽을 중심으로 측면으로 이동하는 Z 수준 또는 윤곽선 전략이 사용됩니다. 작은 스텝다운은 표면 마감과 스텝오버 높이를 관리하는 데 사용됩니다.
3. 마무리 전략: 정확성과 표면 품질 달성
마감 패스에는 최소한의 재료 제거, 높은 정밀도 및 표면 무결성에 대한 초점이 필요합니다.
벽 마감:스프링 패스 또는 동일한 깊이와 이송을 사용하지만 재료를 제거하지 않은 최종 절단(편향 보상으로 인해)을 사용하여 측벽을 청소하는 경우가 있습니다. 고품질 표면의 경우 공구는 가능하면 한 번에 전체 벽 높이를 덮을 수 있을 만큼 충분한 플루트 길이와 강성을 갖거나 매우 미세한 스텝다운을 사용해야 합니다.
바닥 마감:여기에는 스텝오버(반경 방향 맞물림)가 매우 작고 이송 속도가 높은 평면 바닥 엔드밀이 사용되는 경우가 많습니다.
3D 표면 마무리:복잡하고 윤곽이 잡힌 바닥과 벽의 경우 일반적으로 볼 엔드밀과 함께 평행, 스캘럽 또는 나선형과 같은 3D 마감 경로가 사용됩니다. CAM 시스템은 상수를 기반으로 공구 경로를 계산합니다.가리비 높이(패스 사이에 남아 있는 절단되지 않은 재료의 높이) 균일한 표면 조도를 보장합니다.
올바른 툴링은 효율적인 캐비티 밀링의 중추입니다. 선택 시 가공물 재질, 필요한 마무리, 캐비티의 깊이 대 직경 비율(L/D)을 고려해야 합니다.
엔드밀:
고체 탄화물:강도와 수명을 위한 표준 선택입니다.
고성능 기하학:가변 나선과 동일하지 않은 간격의 플루트를 찾으십시오. 이러한 디자인은 고조파 진동을 분산시켜 특히 깊은 포켓에서 안정성과 표면 마감을 대폭 향상시킵니다.
코너 반경:날카로운 사각 엔드밀보다 코너 반경이 작은 공구가 선호됩니다. 반경은 절삭날을 강화하고 공구 수명을 연장하며 포켓 코너에서 약간 더 나은 정삭 반경을 제공합니다.
코팅:코팅은 열과 마찰을 관리하는 데 필수적입니다.
AlTiN/TiAlN:강, 스테인리스강, 티타늄 등의 고온 가공에 탁월합니다.
AlCrN:단단한 재료의 고이송 작업에 적합한 매우 견고한 코팅입니다.
코팅되지 않음/ZrN:재료 고착(구성인선)을 방지하기 위해 알루미늄 및 비철 재료에 선호됩니다.
도구 홀더:홀더의 품질은 강성에 직접적인 영향을 미치며 이는 깊은 공동에서 가장 중요합니다.
열박음 또는 유압 홀더:이는 최고의 파지력과 동심도를 제공하여 런아웃과 진동을 대폭 줄입니다.
진동 방지 홀더:내부 댐핑 메커니즘이 있는 특수 홀더는 L/D 비율이 높은 장거리 응용 분야에 매우 중요합니다.
CAM 시스템은 가공 전략이 기계 지침으로 변환되는 곳이며 매개변수 최적화가 성공의 열쇠입니다.
칩 배출 및 절삭유:깊은 캐비티에서는 재절삭을 방지하기 위해 칩을 즉시 배출해야 합니다. 이로 인해 과도한 열, 공구 마모 및 표면 조도 불량이 발생합니다.
고압 관통 스핀들 절삭유:접촉점에서 칩을 절삭영역 밖으로 직접 분사하므로 가장 효과적인 방법입니다.
공기 폭발:특히 절삭유로 인한 열충격이 우려되는 주철이나 알루미늄과 같은 소재를 가공할 때 탁월한 대안 또는 보완재입니다.
최적의 절단 매개변수:
황삭:큰 것에 집중하라$text{a}_text{p}$(축 방향 절입 깊이) 및 작은$text{a}_text{e}$(반경 방향 절입 깊이), 높은 이송률과 결합됩니다. 이는 칩이 얇아지는 효과가 있는 "고속 가공" 원리를 따르며, 힘이 공구 축 위로 향하게 하여 안정성을 극대화합니다.
마무리 손질:조명을 사용하세요$text{a}_text{e}$그리고$text{a}_text{p}$필요한 표면 마감을 달성하기 위한 미세한 스텝오버/스캘럽 높이. 동심도와 공구 런아웃을 우선시하십시오.
리드인 및 리드아웃:부드러운 접선 리드인 및 리드아웃 이동을 프로그래밍합니다. 절단 부위에 직접 뛰어들면 높은 충격 부하와 잠재적인 떨림이 발생할 수 있습니다. 나선형 경사로 또는 매끄러운 S자 곡선은 특히 측벽 통과에서 재료를 입력하는 데 선호되는 방법입니다.
피드 및 속도 조정:좁은 코너에서 이송 속도를 자동으로 조정하는 CAM 시스템의 기능을 활용하십시오. 공구가 코너에 진입하면 유효 칩 두께가 극적으로 증가하여 부하가 급증합니다. 이러한 영역에서 이송 속도를 늦추면 떨림, 도구 편향 및 조기 마모를 방지하여 벽이 직선과 크기를 유지하도록 보장합니다.
캐비티 밀링을 마스터하려면 전체적인 접근 방식이 필요합니다. 공격적인 일정 부하 황삭 전략과 고성능 툴링의 강성 및 지능형 CAM 전술의 정밀도를 결합함으로써 기계 기술자는 흔히 어려운 작업을 일상적이고 효율적인 프로세스로 전환할 수 있습니다. 핵심 내용은 동일하게 유지됩니다. 힘을 관리하고, 칩을 제거하고, 공구 강성을 항상 유지하는 것입니다.
