개념 한 쪽
밀링 절삭가공은 커터와 공작기계의 구조를 이해하고, 가공 형상에 맞는 공구와 고정구를 선택하며, 절삭 조건을 계산하여 수행하는 공정이라고 정의한다.
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출제기준 단원 「밀링 절삭가공」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 드릴 회전수 계산 | 1 | 절삭속도와 직경으로 드릴 rpm을 계산하는 법 |
| 수평 밀링 커터 장착 판단 | 1 | 수평형에서 커터가 끼워지는 부품을 구분하는 문제 |
| 다수 가공물 동시 고정 지그 | 1 | 여러 얇은 공작물을 한 번에 고정하는 맨드릴 종류를 묻는 문제 |
밀링 공정에서 커터의 종류는 가공하려는 표면 형태에 따라 선택한다고 본다. 넓은 평면을 가공하려면 외주 날로 절삭하는 정면 밀링 커터가 적합하다고 본다. 자유 곡면 가공에는 끝단이 반구형인 볼 엔드밀이 적합하다고 본다. 각 커터는 특정 형상 가공에 맞추어 설계되므로 가공 형상과 커터 단면을 매칭하여 선택해야 한다.
수평 밀링머신 구조에서는 커터를 직접 주축에 끼우기보다는 아버(arbor)에 끼워 사용한다고 본다. 아버는 오버암으로 지지되어 커터의 흔들림을 방지한다고 본다. 이 구조적 차이를 이해하면 수평형과 수직형의 커터 장착 방식을 구분할 수 있다고 본다.
지그·고정구에서는 가공물의 형태와 수량에 맞는 맨드릴을 선택해야 한다. 두께가 얇은 가공물을 여러 개 동시에 고정하여 가공할 때는 다수의 공작물을 한 줄로 나란히 고정할 수 있는 갱 맨드릴(Gang mandrel)이 효율적이라고 본다. 팽창 맨드릴, 페이퍼 맨드릴, 조립식 맨드릴 등은 각기 다른 목적에 특화되어 있으므로 용도별 구분이 중요하다고 본다.
절삭계산에서는 표준 공식을 사용하여 회전수나 이송량, 선회각 등을 구한다고 본다. 드릴 회전수 N은 N = 1000V/(πD) 공식을 사용하여 절삭속도 V와 공구 직경 D로 계산한다고 본다. 헬리컬 홈 가공 시 테이블 선회각 α의 탄젠트 값은 tanα = πD/L 공식을 사용하여 가공물 지름 D와 리드 L로 계산한다고 본다. 계산 시에는 공식을 정확히 적용하고 필요한 보정값(예: 드릴 원추 높이)을 포함해야 한다고 본다.
- 드릴 회전수 계산 대표 예시: 절삭속도 V=32 m/min, 드릴 직경 D=6 mm일 때 회전수는 N = 1000×32/(π×6) ≈ 1698 rpm으로 계산된다고 본다. 공식을 이용해 분자와 분모를 정확히 대입하면 회전수를 구할 수 있다고 본다.
- 헬리컬 홈 선회각 계산 대표 예시: 가공물 지름 D=100 mm, 리드 L=600 mm일 때 tanα = π×D/L = π×100/600 ≈ 0.523으로 계산된다고 본다. tanα 값을 비교하여 보기 중 가장 근접한 값을 선택하면 된다고 본다.
알루미늄 소재를 머시닝센터에서 ø6의 HSS드릴로 드릴링하고자 할때, 절삭조건표에 의하면 드릴 절삭속도는 V=32m/min이다. CNC 프로그램에서 드릴 회전수 N(rpm)는?
정답 ① · 문제는 주어진 절삭속도와 드릴 직경으로 회전수 N을 구하는 계산 문제이다. 회전수 공식은 N = 1000V/(πD) (rpm)이므로 V=32(m/min), D=6(mm)를 대입하면 N = 1000×32/(π×6) ≈ 1698 rpm이 된다.
드릴 회전수 N은 절삭속도 V와 직경 D를 이용해 N=1000V/(πD) 공식으로 계산하여 구할 수 있다.
수평 밀링머신에서 커터는 다음 중 어느 것에 끼워지는가?
정답 ② · 수평 밀링 머신에서는 주축이 수평 방향으로 배치되어 있으며, 이 주축에 커터를 직접 장착하지 않고 커터의 내경에 끼워 회전을 전달하는 막대 모양의 부품인 아버(arbor)에 커터를 끼워 가공을 진행합니다. 아버는 오버암에 지지됩니다.
수평 밀링머신에서 커터는 주축에 직접 끼우지 않고 아버(arbor)에 끼워 오버암으로 지지하며 가공한다.
두께가 얇은 가공물 여러 개를 한번에 너트로 고정하여 가공할 때, 사용하기에 편리한 맨드릴은?
정답 ② · 갱 맨드릴(Gang mandrel)은 여러 개의 가공물을 관통시킨 후 너트로 죄어 고정하여 한 번에 다수의 가공물을 가공할 때 매우 편리하게 사용되는 지그입니다. 주로 밀링 작업이나 선반 작업에서 얇은 원판류 등을 다수 가공할 때 작업 효율을 극대화할 수 있습니다.
갱 맨드릴(Gang mandrel)은 다수의 얇은 가공물을 한 번에 고정하여 가공할 때 효율적인 지그이다.
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