밀링머신의 구조와 가공 방식

핵심 정리

밀링 머신은 주축에 고정한 커터를 회전시키고, 테이블에 고정한 공작물에 절삭 깊이를 주어 필요한 형상을 깎는 공작기계이다. 밀링은 회전하는 커터가 주 절삭 운동을 하는 가공이다. 선반은 공작물을 회전시켜 깎고, 밀링은 커터를 회전시키며 테이블에 고정한 공작물을 이송한다. 이 차이에 따라 밀링 머신 한 대로 평면, 홈, 단차, 복잡한 윤곽 등 여러 형상을 가공할 수 있다. 밀링 머신의 몸체인 칼럼은 하중을 충분히 견디고 진동이 적어야 한다. 커터가 공작물을 깎을 때 생기는 힘은 몸체로 전달되므로, 몸체가 흔들리면 공작물의 치수와 표면이 모두 나빠진다. 칼럼의 강성은 가공 품질을 좌우하는 요건이다. 칼럼 앞쪽에서 상하로 움직이는 니, 니 위에서 움직이는 새들, 새들 위의 테이블, 커터를 장착해 회전시키는 주축이 함께 움직이며 가공 위치를 정한다. 부품마다 맡은 운동이 다르므로 각 역할을 구분해 외워야 한다. 밀링 머신은 주축 방향에 따라 수직형과 수평형으로 나뉜다. 수직형은 주축이 테이블과 수직을 이루고, 수평형은 주축이 수평으로 놓인다. 두 형식은 커터를 장착하는 방식과 가능한 가공이 다르므로, 형식과 사용하는 공구를 짝지어 기억해야 한다. 공구 모양에 맞는 주축 방향을 골라야 하므로, 선지를 판단할 때 형식부터 확인한다. 가공 방식은 커터의 회전 방향과 공작물의 이송 방향이 어떤 관계인지에 따라 상향 절삭과 하향 절삭으로 나뉜다. 상향 절삭에서는 공작물을 들어 올리는 힘이 작용해 고정이 불안정해지기 쉽다. 이 특성 때문에 상향 절삭은 공작물을 확실하게 고정해야 하는 가공에서 불리하다. 두 방식은 마찰, 마모, 다듬질면, 충격에서 서로 다른 특성을 보이므로 방식별 특성을 짝으로 외운다. 시험에서는 선지가 어느 방식의 특성을 설명하는지 먼저 판단해야 한다. 밀링 가공은 복잡한 형상을 한 번 설정해 여러 면을 깎을 수 있다는 장점이 있다. 다만 공구와 가공 방식을 잘못 고르면 다듬질 품질과 공구 관리에 문제가 생길 수 있으므로, 가공 방식의 장단점을 함께 알아 두어야 한다. 부품, 공구, 가공 방식의 관계를 살펴보면 전체 구조를 파악할 수 있다.

자세히

엔드밀과 정면 커터의 용도

엔드밀은 수직 주축에 장착해 사용하는 대표적인 밀링 공구다. 엔드밀은 끝단과 측면에 절삭 날이 있어 측면, 홈, 단차 가공에 쓰인다. 엔드밀에 관한 선지는 가공하려는 형상이 측면인지, 홈인지, 단차인지를 먼저 살펴보면 판단하기 쉽다. 같은 공구라도 끝단과 측면 중 어느 날을 쓰는지에 따라 가공 형상이 달라지므로, 날의 위치와 가공 형상을 짝지어 기억하면 혼동을 줄일 수 있다. 수직형 밀링머신은 엔드밀을 절삭 공구로 사용할 수 있으며 홈가공도 가능하다. 수직형은 주축이 아래를 향하므로 엔드밀의 끝날을 그대로 쓸 수 있다. 홈가공에 관한 선지는 형식부터 확인해야 한다. 같은 홈을 가공하더라도 형식에 따라 사용하는 공구와 기계 구성이 다를 수 있다. 정면 밀링 커터는 수직 주축에 장착해 평면을 가공하는 절삭 공구다. 넓은 면을 평평하게 가공할 때는 정면 커터를 쓰고, 좁고 깊은 홈이나 단차처럼 폭이 좁은 형상은 엔드밀로 가공한다. 정면 커터와 엔드밀은 모두 수직 주축에 장착하지만, 용도는 각각 평면과 홈·단차로 구분된다.

주축과 니의 역할

주축은 밀링 커터를 고정해 회전시키는 부분이다. 주축은 커터를 물려 고정하는 자리이므로 커터 교체와 축 방향 선택이 여기서 이루어진다. 주축의 회전은 커터의 절삭 운동을 만들며, 이송이나 깊이를 조정하는 일과는 구분된다. 주축은 회전, 니는 깊이 니는 공작물을 상하로 이송해 절삭 깊이를 결정한다. 니를 올리거나 내리면 공작물이 커터에 들어가는 깊이가 달라진다. 깊이 조정과 회전 속도 조정을 구분하면 조작 이름을 헷갈리지 않는다. 선지에서 주축과 니의 역할을 바꾸어 제시할 수 있으므로 각 부품의 기능을 정확히 구분해야 한다.