밀링(Milling) 의 기타 종류 – 일반 설계 규칙(6)

” 그거 플레이닝으로 작업하라고 가공집에 전화해
” 정확하게 그렇게만 말하고 끊어도 될까요? “

▶ 밀링(Milling)의 기타 종류 개요

1. 셰이핑(Shaping) by Shaper

셰이핑(Shaping)은 필자가 설계를 함에 있어서 인식을 하던 개념이 아니어서 이 부분은 밀링의 종류 중 하나라고 이해를 하도록 하자.

아래는 셰이핑에 대한 개념을 요약한 것으로 오늘 이 포스팅에서는 “이런 느낌의 가공” 으로 이해하도록 하자.

셰이핑(Shaping)은 금속 가공에 사용되는 방법 중 하나로, 주로 평면이나 홈을 가공하는 데 사용됩니다. 셰이핑는 절삭 도구가 고정된 램(ram)이 전후로 움직이면서 금속 블록 같은 고정된 워크피스를 절삭합니다. 이 작업은 주로 직선 절삭 작업에 적합하며, 간단한 형태의 부품을 생산하는 데 유용합니다.

셰이퍼의 주요 구성 요소는 베이스, 칼날을 고정하는 클램프, 워크피스를 고정하는 테이블, 그리고 램으로, 이 램이 움직이면서 칼날이 워크피스를 절삭합니다. 램의 움직임은 일반적으로 수동 또는 기계적으로 제어됩니다.

셰이퍼는 복잡한 형태나 큰 부품의 가공보다는 간단하고 작은 부품의 가공에 더 적합하며, 특히 독특한 모양이나 특수한 요구 사항이 있는 부품을 제작할 때 유용합니다. 현대에는 CNC 기술이 발달하면서 셰이퍼의 사용은 감소하고 있지만, 여전히 특정 작업에서는 중요한 역할을 합니다.

2. 플레이닝(Planing) by Planer

플레이닝(Planing)은 필자가 설계를 함에 있어서 인식을 하던 개념이 아니어서 이 부분은 밀링의 종류 중 하나라고 이해를 하도록 하자.

아래는 플레이닝에 대한 개념을 요약한 것으로 오늘 이 포스팅에서는 “이런 느낌의 가공” 으로 이해하도록 하자.

플레이너는 큰 금속 블록이나 플레이트를 평평하게 가공하는 데 사용되는 대형 금속 가공 기계입니다. 
셰이퍼와 유사한 기능을 하지만, 플레이너는 워크피스가 이동하고 절삭 도구가 고정된 상태에서 가공을 수행합니다. 
큰 테이블 위에 워크피스를 고정시키고, 이 테이블이 앞뒤로 움직이면서 고정된 절삭 도구에 의해 워크피스의 상단면이 절삭됩니다. 
주로 대형 부품의 평면 가공에 사용됩니다.

3. 슬로팅(Slotting) by Slotter

슬로팅(Slotting)은 필자가 설계를 함에 있어서 인식을 하던 개념이 아니어서 이 부분은 밀링의 종류 중 하나라고 이해를 하도록 하자.

아래는 슬로팅에 대한 개념을 요약한 것으로 오늘 이 포스팅에서는 “이런 느낌의 가공” 으로 이해하도록 하자.

슬로터는 수직 방향으로 움직이는 절삭 도구를 사용하여 내부 홈이나 키웨이를 가공하는 기계입니다. 
슬로터의 램은 수직으로 상하 움직임을 하며, 이를 통해 내부 슬롯이나 키 홈 같은 가공을 수행합니다. 
주로 기계 부품 내의 내부 홈이나 키웨이 가공에 사용되며, 특히 작은 부품이나 복잡한 내부 형상을 가공하는 데 적합합니다.

이제 우리가 알아야 할 개념은 아래와 같다.

1. 밀링의 종류 중 3가지
2. 셰이핑은 주로 평면이나 홈을 가공하는 데 사용
3. 플레이닝은 큰 금속 블록이나 플레이트를 평평하게 가공하는 데 사용
4. 슬로팅은 수직 방향으로 움직이는 절삭 도구를 사용하여 내부 홈이나 키웨이를 가공

▶ 설계 시 주의해야 할 일반 설계 규칙

○ 다음은 작업의 경제성이나 치수 제어를 위해 준수해야 할 규칙입니다.

1. 부품을 작업대에 쉽게 클램핑 할 수 있고, 가공 중 휨을 견딜 수 있을 만큼 충분히 강성을 가지게 설계하세요..

→ 이 부분은 고체역학을 조금 공부하면 더욱 이해하기 쉬운 개념이다.

→ 아래 이미지에서 볼 수 있듯이 작업물이 가공될 때 안정적인 상태를 유지하고 있어야 한다.

→ 물론 감으로 설계를 한다는 단계는 여러분들의 실무 데이터베이스가 충분히 쌓인 다음 의지를 하는 것을 추천한다.

→ 그 데이터베이스는 이 블로그를 통해서 개념을 잡는 선행 학습이거나 복습의 개념으로 쌓아 올리는 데에 도움을 받을 수 있다.

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2. 가공된 표면을 가능한 같은 평면에 두는 것이 좋으며, 이렇게 하면 작업 수를 줄일 수 있습니다.

3. 추가적인 설정이 필요한, 도구 왕복 방향과 평행 하지 않은 여러 표면은 피하세요.

4. 트레이서 부착물이 가능한 경우를 제외하고는 윤곽이 있는 표면은 피하며, 가능한 부드러운 윤곽과 넓은 반경을 지정하세요.

5. 셰이퍼와 슬로터를 사용하면 장애물이나 맹목적인 구멍 끝까지 6mm 이내로 절단할 수 있습니다. 가능하다면 가공된 표면 끝에 완화된 부분을 허용하세요.

→ 잘 이해가 가지 않는다면 먼저 아래의 이미지를 참고하면서 보도록 하자.

→ 가공된 표면의 끝 부분에 완화된 부분을 만들어 두면, 가공된 부분과 미 가공된 부분 사이의 전환을 더 부드럽게 만들 수 있다.

→ 이렇게 하면 가공된 부품의 마감 처리가 더욱 개선되며, 부품의 전체적인 품질을 높일 수 있다.

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6. 표면 가공이 필요한 얇고 평평한 작업물의 경우, 거친 가공과 마무리 가공 사이에 응력 완화 작업을 위한 충분한 재료를 남겨두거나, 가능하다면 양쪽 면에서 동일한 양을 거친 가공 하여 양쪽 면에 대한 마무리 가공을 위해 0.4mm를 허용하세요.

7. 슬로터나 셰이퍼로 가공할 수 있는 키 슬롯 구멍의 최소 크기는 약 25.54mm(1inch)입니다.

→ 1inch보다 작은 크기의 키 슬롯을 가공하고 싶다면 다른 방법 (다중 파트 조립형 등)을 추천한다.

8. 긴 절삭 공구 확장의 강성 부족으로 인해, 구멍 지름의 네 배를 초과하는 길이의 슬롯을 가공하는 것은 시현 가능하지 않습니다.

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▶ 치수 제어

치수 변동은 인간 요인, 부품 자체의 설계 및 상태, 그리고 클램핑 방법에서 발생합니다.

클램핑 표면의 직각도와 평면도는 가공 후 스프링 백에 의해 영향을 받습니다. 또한 치수 변동은 다음 요인들에 의해 영향을 받습니다.

• 절삭력에 의한 부품의 휨

• 가공 중 재료 내부 스트레스의 해소로 인한 작업물의 변형

• 도구의 강성, 특히 슬롯 가공이나 내부 표면의 형성.

일반적으로 느린 절삭 속도, 가벼운 절삭량과 미세한 공급량, 그리고 윤활제 사용은 제품의 정확도를 향상합니다.

마찬가지로 날카로운 도구, 올바르게 갈린 도구, 그리고 미세한 공급량은 부드러운 표면 마무리를 촉진합니다.

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▶ 마치며

오늘은 설계할 때 밀링의 종류 중 Shaping(셰이핑), Planing(플레이닝), Slotting(슬로팅)으로 가공 시 주의 해야 하는 방법 중 몇 가지를 설명하였다.

밀링이 정확이 뭔지 알고 싶은 분들은 기계공작 카테고리 내의 밀링 포스트를 참조하면 좋다.

밀링 설계 규칙의 1편과 2편의 내용은 밀링(1), 밀링(2)를 참조하자.

읽어주셔서 감사합니다.