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예전에 포스팅했던 엔드밀 부러짐에 대한 글도 참조하시라.
▶ 엔드밀의 '목 부분' 부러짐…
엔드밀 사용 중 '목 부분'의 부러짐 역시... 흔히 발생할 수 있는 부러짐으로... 크게 보면 다음과 같은 이유가 있을 수 있다.
※ 엔드밀 비트의 '목 부분'...이란?
'샹크'와 '날장'이 만나는 부분으로 샹크 지름이 확 줄어들며 날장과 만나는 부분을 말한다.
엔드밀이 가진 '강성' 보다 1) 과도하게 힘을 받는 경우, 2) (가공 부재보다 필요 이상 긴 엔드밀 사용으로 인해) 과도하게 편향이 발생하는 경우, 3) 또는 진동 등의 이유로 주로 발생한다.
▶ 엔드밀 목 부분 부러짐의 일반적 원인
1) 과도한 오버행: 가공할 부재/깊이 보다 너무 긴 비트를 사용할 때 '오버행'이 주로 발생하는데... 오버행은 비트에 미세한 진동을 주어 비트 부러짐의 원인이 된다.
2) 과도한 설정값: 절삭깊이를 너무 과도하게 줄 때, 또는 급격한 '스텝 오버'가 비트의 목 부분에 부하를 주며, 그로 인해 비트 목부분에 부러짐을 야기한다.
3) 진동과 '체터(=일종의 미세한 진동)': 부적절한 피드값과 RPM은 미세진동과 체터를 발생 가능성을 높이고, 진동과 '체터'는 특히 공구의 목 부분에 부러짐을 유발한다.
※ '체터(chatter)'란? 절삭 공구와 공작물/부재 사이의 불안정한 상호작용으로 발생하는 고주파 진동(진동성 불안정)을 말한다. 체터는 가공 후 표면 조도(마치 물결 모양의 어떤 '패턴'을 만듦)를 떨어뜨린다.
4) 칩 막힘/칩 배출 안 됨: 특히 좁은 홈이나 포켓 가공 시에 칩 배출이 잘 안되면... 가공 중에 '칩'과 '비트'가 서로 끼이 게 되는데... 그때 순간적으로 비트에 부하가 걸리게 되고... 결국 (특히) 목 부분이 부러지게 된다. 따라서 '에어(air)/미스트/절삭유' 등을 쏴 주어 칩의 원활한 배출을 돕는 것이 좋다.
5) '런 아웃': 스핀들 혹은 콜렛 홀더 등이 런 아웃이 높으면, 절삭공구에 삐꺽 거림을 유발하고 결국 부러지게 된다. '런 아웃'은 공구 및 CNC 장비의 '정밀도(?)'라고 한다면... 아주 정밀함을 요구하는 금속가공이 아닌 목공의 경우 절삭공구의 '런 아웃'에 의해 목 부분의 부러지는 일은 흔치 않다. 요즘은 제아무리 허접한 엔드밀이라도 웬만큼 '런 아웃'을 잡기 때문이다. 물론 금속가공은 더 높은 정밀도의 엔드밀을 사용하겠지만 말이다.
※ 아마도 대게의 경우... 위 2)와 4)의 이유로 목 부분이 부러지는 것이 거의 대부분이라 여겨진다.
▶해결/개선을 위한 팁...
※ '오버행'을 최소화하는 것이 좋다. 이 말은... "가능하면" 가공할 부재의 깊이, 두께에 딱 맞는 엔드밀 사이즈 사용을 권장한다는 말이다.
※ '딱 맞는 사이즈'란... 예를 들어... 가공할 두께가 18mm라면... 날장 및 전장 길이를 그에 준하여 딱 맞는 사이즈로 선택하라는 것이다.
※ '스텝 오버'로 인한 부하를 줄일 것: '스텝 오버'는 통상 직경 사이즈의 50%다. 하지만 40% 이하, 또는 심지어 10%로 잡는 것이 좋다. 물론 그리하면 가공 시간 및 비트의 마모 도는 늘어난다.
※ RPM과 피드를 최적화 하라: 특히 엔드밀 '목 부분'의 부러짐은 부적절한 '설정값'에 의해 주로 발생한다. 따라서 목 부분이 부러진다면... 먼저 설정값을 조정하는 것이 좋다. 혹자는 동일한 부재를 가공하더라도 매번 다른 가공형태(다른 모양, 다른 깊이)로 가공함으로 그에 따라 조금씩 설정값을 조정해야 한다. 만약 '체터'가 발생한다면 RPM을 줄이고, 피드를 약간 높여 절삭공구의 안정성을 높이는 것이 좋다.
※ 만약 깊고, 빠르게 가공을 해야 한다면... 칩 배출이 좋은 1날 혹은 그에 맞는 헬리컬 각의 날을 가진 비트를 사용하는 것이 좋다. 만약 특히 엔드밀의 목 부분이 부러진다면... 보통 공구가 헐거워졌거나, 날이 무뎌졌기 때문일 수도 있음으로 재연마를 하거나, 새 날을 구입/사용하는 것도 좋다.
※ 칩 배출을 원활히 하라. 특히 좁은 홈을 가진 ‘원(circle)/원형의 커브’ 등을 파야 할 때 더욱 그러하다. 칩 배출이 좋은 비트(’날수‘가 적으면 칩배출이 좋지만 조도는 다소 떨어진다.) 또는 그에 맞는 가공법(에어 혹은 알코올, 미스트, 절삭유 등 사용)을 사용하기 바란다. 위에서 언급한 것과 같이... 칩 배출이 잘 안되면 칩이 비트와 피삭재 사이게 낄 수 있고, 그 땨 순간적인 부하가 걸려 목부분 부러짐의 원인이 된다.
※ 정밀도 체크/향상: CNC 장비의 정밀도는 틈틈이 체크하는 것이 좋다. 제아무리 좋은 CNC 장비라도 노후로 인해 정밀도는 떨어지게 된다. 특히 '스핀들'이나 '홀더'는 시간이 지나면 정밀도가 떨어질 수 있음으로 틈틈이 체크하기 바란다.
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