엔드밀 가공을 하다보면 "공차"라는 것이 발생한다. 공차란.. "어떤 수량을 다룰 때에 실제로 채용되는 근삿값에 대한 오차의 한계나 범위. ‘허용 오차’로 순화"를 의미한다.
따라서 엔드밀 가공 시 공차란.. 실제 엔드밀 규격의 가공 두께/길이 수치 보다.. 가공 후 수치에 미세하게 + 혹은 - 의 오차가 발생하는 것을 말한다. 영어로는 diameter(D) allowance 또는 tolerance(직경 공차 mm)라고 한다.
사실 목공에서는 +-0.01~0.02mm의 오차까지 잡아내야 할 경우가 별로 없고, 있다고 하더라도 샌딩작업이나 정삭가공을 통해 어느정도 수정이 가능하여 목공 가공 시 발생하는 공차는 큰 의미는 없다. 따라서 엔드밀 목공 가공 시 발생하는 "공차"에 대한 본 포스팅은 참조로 읽어주기 바란다. (1/1000까지 잡아내야 하는 금속가공에서 공차는 중요한 주제다.)
엔드밀의 가공 시 공차의 발생은 날의 종류, 날 수, 직경 사이즈, 콜렛, 이물질, CNC 장비의 안착성/수평성 등등에 따라 다양한 원인으로 공차가 발생한다. 어느 한 두 가지 이유로만 공차가 발생하지 않는다는 것이다. 공차는 + 공차와 - 공차가 있을 수 있는데.. 엔드밀 규격 사이즈보다 크게 가공이 되면 플러스 공차, 작게 가공되면 마이너스 공차라고 이해하면 된다. 예를들어 2날 엔드밀의 경우에는 -0.02(마이너스 공차)가 발생한다거나.. 4날 엔드밀은 +0.02(플러스공차)가 발생한다거나 하는 식이다.
공차 발생 원인에는 다음과 같은 것이 있을 수 있다.
*공구의 떨림이 있으면 공차(플러스 공차)가 생길 수 있다.
*공구 길이가 너무 길면 발생할 수 있다. 공구길이가 가공해야할 수치보다 너무 길면 원심력이 더 크게 발생한다. 대게 +2~5mm 정도면 무난하다. 따라서 가공 두께/길이보다 과도하게 큰 엔드밀 사용보다는 최대한 가공해야할 부재의 두께/길이에 근접한 사이즈의 엔드밀을 사용하는 것이 좋다.
*고속도강/하이스강은 초경보다 강도가 약해 공차를 더 많이 발생시킨다. 하이스강 4날의 경우 +0.04mm 정도 나온다고 한다면, 초경은 공차가 하이스강 보다 작게 나온다.
*엔드밀이 휘어져서(=밀림현상)으로 공차가 생길 수 있다. 엔드밀이 좌우로 움직임을 담당하는 피드(Feed)는 엔드밀에 영향(ex: 휘어짐/밀림현상)을 주는데..이 피드로 인해 공차가 발생할 수 있다. 엔드밀 직경이 작으면 밀림현상이 더 쉽게, 잘 휘어질 수 있어서 공차가 더 많이 발생한다. 공구직경이 너무 작아 공차가 심하게 발생한다면 공구의 직경을 좀 더 큰 것으로 바꾸는 것이 좋다.
*엔드밀의 가공속도 역시 공차를 발생시킬 수 있다. 따라서 적정 가공 속도를 찾아야 한다. 공차가 많이 발생한다면 대체로 가공속도를 줄이는 것이 도움이 된다.
*초정밀 가공을 하는 것이 아니라면.. 목공 작업에서 0.01~0.02mm의 공차를 잡으려고 하는 것 자체가 좀 무리일 수 있다.
*CNC장비 자체에서 발생하는 진동이나 클램프 변형 등등.. 미세하게 장비나 공구 등이 짱구/찌그러짐/휨등이 발생하기 마련인데.. 그로인해 발생하는 공차를 잡는 것은 사실 무리가 있다.
*콜렛/이물질 찌그러짐 때문에 공차가 발생할 수도 있다.
*툴 밸런스가 맞지 않아도 공차가 발생할 수 있다. 툴발란스란 공구가 얼마나 정확하게 가공되었는지를 말한다. 유투브 동영상을 참조하기 바란다. https://youtu.be/Z02usdD2BaM
*공차는 같은 소재를 가공해도 날수/재질에 따라 공차가 다르게 발생할 수 있다. 4날을 + 공차(약간 크게)가 나오고, 2-3날의 경우에는 - 공차(약간 작게)가 나오는 경향이 있다. 대게 4날일 경우 1대1 가공을 하고 2날 엔드밀은 -0.02공차로 가공한다.
*공차는 공구 교체 시에도 발생할 수 있고, 다른 메이커의 제품 사용 시에도 발생할 수 있다. 업체마다 어떤 원재료를 사용하느냐에 따라, 또 공구를 만드는 기술력 차이에 따라 공구가 다를 수 있기 때문이다. 대부분의 제품의 D 공차는 -0.01~0.02mm 내외다.
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