CNC 부품 가공의 스레드 밀링
스레드 밀링은 CNC 머시닝 센터에서 내부 및 외부 스레드를 생산하기 위한 매우 다양하고 정밀한 방법입니다. 기존 태핑과 달리 스레드 밀링은 특정 스레드 프로파일을 갖춘 회전 절삭 공구를 사용하여 스레드 형태를 나선형으로 보간합니다. 이 방법은 특히 까다로운 재료와 중요한 응용 분야에 탁월한 제어, 유연성 및 신뢰성을 제공합니다.
기본 원칙
스레드 밀링은 도구 중심이 X-Y 평면의 나선형 경로를 따르고 Z-축이 스레드 리드와 동기화된 속도로 전진하는 동안 도구가 자체 축을 중심으로 회전하는 헬리컬 보간 - 동시 3{1}}축 조정 동작 원리에 따라 작동합니다. 이렇게 하면 공구가 공작물 재료를 나선형으로 통과할 때 공구 절단 모서리의 엔벨로프를 통해 나사산 프로파일이 생성됩니다.
스레드 밀링 도구의 유형
솔리드 초경 스레드 밀높은 정밀도가 요구되는 중소형 스레드에 사용되는 전체-프로필 또는 부분{1}}프로필 솔리드 도구입니다.인덱서블 스레드 밀교체 가능한 인서트가 포함된 카트리지{0}}스타일 설계가 특징이므로 비용 효율성이 중요한 대형 나사산 및 황삭 작업에 이상적입니다.다중-형 스레드 밀단일 도구로 여러 스레드 피치를 생성할 수 있으므로 도구 재고를 줄이려는 작업장에 유연성을 제공합니다.단일-나사밀하나의 절삭날을 가지며 여러 패스가 필요하므로 큰 직경, 맞춤형 피치 및 무거운 황삭 작업에 적합합니다.
스레드 밀링 방법
원호 보간 방법은 클라임 밀링이 선호되는 표준 접근 방식입니다. 도구는 사전에 드릴링된 구멍에-방사형으로 들어간 후 나선형 경로를 따라 이동합니다. 진입하는 동안 공구는 나사산 시작 깊이까지 급락하고 절삭 직경까지 반경 방향으로 이송됩니다. 나선형 절단 단계에는 나사 피치와 동일한 회전당 Z-피드를 사용하여 360-도 원형 동작이 포함됩니다. 마지막으로 공구는 Z 후퇴 전에 반경 방향으로 중심으로 후퇴하여 종료됩니다.
공구 경로 계산의 경우 내부 나사산의 공구 직경은 공칭 직경에서 나사산 깊이를 뺀 값에 2를 곱한 값과 같습니다. 나선형 보간 반경은 공칭 직경에서 공구 직경을 뺀 값을 2로 나눈 값과 같습니다.
전체-프로파일 나사 밀링은 60도 통합 또는 55도 Whitworth 프로파일과 같은 정확한 나사 형태와 일치하는 도구를 사용합니다. 이 접근 방식은 단일 패스로 스레드를 완료하지만 각 피치에 대해 특정 도구가 필요합니다. 부분 프로파일 스레드 밀링에서는 스레드 크레스트와 루트만 절삭하는 도구를 사용하므로 여러 방사형 패스가 필요하지만 하나의 도구로 다양한 피치를 처리할 수 있습니다.
외부 스레드 밀링에는 네 번째 축을 사용하여 회전 테이블에서 공작물을 회전시키거나 공구가 고정된 공작물 주위를 나선형으로 보간하도록 하는 작업이 포함됩니다. 이 방법은 대형 샤프트, 리드 스크류 및 웜 기어에 일반적으로 사용되며 공구 접근을 위해 가공물 주위에 충분한 여유 공간이 필요합니다.
태핑에 비해 장점
스레드 밀링은 절삭 하중이 몇 개의 모서리에 집중되지 않고 여러 플루트와 패스에 분산되기 때문에 공구 수명이 길어집니다. 칩 컨트롤이 우수하여 탭에 패킹될 위험이 있는 긴 칩이 아닌 관리 가능한 짧은 칩이 생성됩니다. 재료의 다양성은 최대 HRC 65의 경화강을 포함한 모든 재료로 확장되는 반면 태핑은 인성 합금에 한계가 있습니다.
하나의 공구로 동일한 피치에 대해 다양한 직경을 처리할 수 있어 태핑이 일치할 수 없는 나사산 크기 유연성을 제공합니다. 막힌 구멍에서 나사 밀링은 탭에 필요한 불완전한 나사 영역 없이 바닥까지 바로 나사를 생성할 수 있습니다. 결과적인 스레드 품질은 뛰어난 표면 조도와 정밀한 핏을 제공합니다.
나사밀이 파손된 경우 공구가 나사 직경보다 작기 때문에 복구가 쉽습니다. 깨진 탭은 제거하기 어렵고 영구적으로 붙어 있을 수 있습니다. 스레드 밀링에는 더 낮은 토크가 필요하므로 출력이 제한된 기계의 큰 스레드에 더 적합합니다. 동일한 도구는 단순히 스핀들 방향을 반대로 하여 왼쪽-나사와 오른쪽-나사를 모두 생산할 수 있는 반면, 탭핑에는 별도의 왼쪽-탭이 필요합니다.
중요한 공정 매개변수
절단 속도는 일반적으로 강철의 경우 분당 80~150미터, 알루미늄의 경우 분당 150~300미터이며 경화 재료의 경우 속도가 감소합니다. 날당 이송은 일반적으로 재료와 나사 피치에 따라 0.05~0.15mm 사이입니다. Z-축 피드는 정확성을 유지하기 위해 회전당 나사산 피치와 정확하게 일치해야 합니다.
전체{0}}프로필 도구의 경우 방사형 맞물림은 한 번의 패스로 스레드 깊이의 100%를 포함합니다. 부분-프로파일 도구는 패스당 0.05~0.10mm의 방사형 스텝오버를 사용합니다.
사전 가공 요구사항에는 공칭 직경에서 피치를 뺀 것과 거의 같은 직경의 구멍을 드릴링하는 작업이 포함되지만 이는 스레드 표준에 따라 다릅니다. 구멍은 직선이어야 하고 정확한 위치에 있어야 하며{2}}나사산에 적절한 깊이와 여유 공간이 있어야 합니다. 구멍 입구의 45도 모따기 또는 카운터싱크는 공구 진입을 돕고 버 형성을 방지합니다.
CNC 프로그래밍 필수사항
일반적인 Fanuc-스타일 G- 코드 프로그램은 구멍 중심에 위치를 지정하고 공구 길이 보정 및 절삭유를 활성화한 다음 여유면으로 빠르게 이동하는 것으로 시작됩니다. 공구는 나사 시작 깊이로 이송되고 반경 방향 접근 중에 커터 보정이 활성화되며 적절한 원호 동작 명령을 사용하여 헬리컬 보간이 실행됩니다. 여러 나선형 루프가 필요한 스레드 길이에 대해 반복된 후 보정이 취소되고 공구가 후퇴합니다.
주요 프로그래밍 고려 사항에는 스레드 핸드와 일치하도록 올바른 시계 방향 또는 시계 반대 방향{0}}나선형 보간 방향을 선택하는 것이 포함됩니다. 헬리컬 모션 중에는 커터 보정이 활성 상태로 유지되어야 합니다. 피치 정확도는 스핀들 속도와 Z-축 피드 간의 정확한 동기화에 따라 달라집니다. 스레드 밀 입구는 공구 손상을 방지하기 위해 직선 플런지보다는 나선형 또는 램프 입구를 사용해야 합니다.
일반적인 과제와 솔루션
나사산의 크기가 너무 크거나 작다면 일반적으로 공구 마모, 잘못된 공구 직경 보정 또는 피치 오류로 인해 발생합니다. 이 솔루션에는 공구 직경 입력 확인, 마모 오프셋 확인, 기계 교정이 포함됩니다. 열악한 표면 조도는 강성이 부족하거나 공구가 마모되거나 속도 및 이송이 부적절하기 때문에 발생하는 경우가 많습니다. 이 문제를 해결하려면 공구 오버행을 줄이고 강성을 높이며 절삭 매개변수를 최적화해야 합니다.
채터링과 진동은 일반적으로 긴 공구 오버행, 얇은 벽 또는 조화 공진을 나타냅니다. 솔루션에는 가능한 가장 짧은 공구 사용, 절삭 깊이 감소, 공진 주파수 방지를 위한 스핀들 속도 조정이 포함됩니다. 진입 시 공구 파손은 일반적으로 직선형 방사형 플런지나 잘못된 진입 각도로 인해 발생합니다. 나선형 램프 진입을 사용하고 진입 이송 속도를 줄이면 이러한 실패를 방지할 수 있습니다. 테이퍼형 나사산은 기계 형상 오류, 공구 편향 또는 열 증가를 나타낼 수 있습니다. 기계 직각도 확인, 황삭 및 정삭 패스 구현, 절삭유 사용을 통해 이러한 문제를 지속적으로 해결합니다.
응용 분야 및 산업
항공우주 산업에서는 나사 밀링을 통해 공차가 매우 높은 티타늄 및 인코넬 패스너를 생산합니다. 석유 및 가스 부문에서는 직경이 큰-API 파이프 스레드와 드릴 스트링 연결에 이 방법을 사용합니다. 자동차 응용 분야에는 엔진 블록 스레드 및 변속기 구성 요소가 포함됩니다. 의료 제조에서는 티타늄 또는 PEEK 재료의 뼈 나사 및 임플란트 나사에 대한 나사 밀링에 의존합니다. 금형 산업에서는 이젝터 핀용 최대 HRC 65의 경화 공구강 나사산을 생산합니다. 일반 기계 응용 분야에는 유연성이 필수적인 맞춤형 스레드, 수리 작업 및 프로토타입 개발이 포함됩니다.
