밀링 머신

(밀링머신에서 넘어옴)

1 개요

밀링 머신(Milling Machine) 이란 원판 또는 원통체의 외주면이나, 단면에 다수의 절삭날로 평면, 곡면등을 절삭하는 기계를 말한다. 기계공학과에서는 선반과 같이 거의 필수적으로 배워야 하는 항목이다. 선반과는 달리 크고 아름다운 커터날 즉 엔드밀 등이 회전하고, 공작물이 바이스 등에 고정되어 있다.[1] 여러가지 형태가 있으며, 니(Knee)형 밀링머신을 주로 사용한다. 선반은 축이 X,Z라 2차원 가공을 하는 가공 기계인 반면에 밀링은 축이 X,Y,Z 이므로 3차원 가공을 할수 있다.

보통 일반 밀링 기계의 경우에는 1400RPM정도 지만, 10000RPM이 넘는 밀링 머신도 있다. 일반 승용차의 최대 RPM이 7~8000RPM임을 생각하면 엄청난 속도. 회전수를 보면 알겠지만 자칫하다간 큰일난다. 5000RPM정도의 회전에선 장갑이 말려들어가면서 손가락이 끝장나는 수가 있다. 10000RPM 이상의 고속가공기에선 말려들어가기 보단 닿자마자 튕겨져 나오니 그런 문제는 적지만 기존에 쓰는 쿨링수단인 절삭유가 안먹혀 분무기처럼 뿌리는 오일 미스트를 사용한다.

관련 자격증으로는 컴퓨터응용밀링기능사, 컴퓨터응용가공 산업기사, CNC절삭가공사 등이 있다.

2 범용 밀링

파일:Attachment/밀링 머신/201210241430360825.jpg

범용 밀링의 생김새는 선반을 세운 것과 비슷하다.
밀링 작업은 선반과는 달리, 센터를 맞출 필요가 없다.[2] 그렇다고 대충 세팅해도 된다는 건 아니고, 테이블의 수평+테이블과 회전축의 수직을 맞춰야 한다. 권장수치는 1m당 0.02mm이하. 하지만 얇은 공작물의 경우 평행자에 물려서 가공을 한다. 센터를 맞출 필요가 없는 대신 직육면체의 직각이 굉장히 중요한데, 처음 밀링머신을 하는 경우에는 직각 맞추다가 시간도 다가고 직각도 못 맞추는 경우가 많다. 앞에서 테이블의 수평과 회전축을 맞추는 이유가 바로 이것. 기계가 세팅이 잘되어있으면 나머지는 작업자의 숙련도 문제.

밀링 작업을 할 때 선반 작업과 같이 장갑을 끼어선 안된다. 선반과 달리 브레이크가 없기에 높은 RPM에 장갑이 걸리게 된다면 심한 부상을 당할 수도 있다! [3]사실 학교 등 교육기관의 정석적인 교육은 장갑류의 사용을 금하지만, 실무현장에서는 손에 꽉 맞는 가죽제 장갑이나 목장갑을 사용하기도 한다.
이는 작업 환경의 차이다. 교육기관의 실습은 여러 공구를 교체, 확인 등 작업 외의 행동이 많아 공구 근처로 손의 동선이 지나갈 일이 많지만, 실무현장은 일정하고 반복적인 작업을 함으로 공구 근처로 손의 동선이 지나갈 일이 없으며 그렇게 하지도 않는다.
오히려 손에 묻는 기름과 핸들, 레버, 스위치 등 반복적인 기계사용으로 손에 피로가 가해져 작업의 능률저하를 발생시키므로 장갑을 착용하는 것이다.

또한, 범용 밀링은 칩이 많이 날라오기 때문에, Y축[4]을 잘 조정해서 가공해야 한다.[5]

밀링에서의 공구는 평면을 치는 페이스 커터와, 홈을 가공하는 엔드밀 등이 있다.

밀링 엔드밀 작업을 할때 상향 절삭과 하향 절삭을 주의 해야 하는데 엔드밀을 가공할때 하향절삭으로 가공하게 되면 엔드밀 날이 쉽게 부러진다. 하지만 작업방법은 하향절삭을 권장한다.어쩌라고!! 사실 엔드밀 작업시 중요한 것은 상향/하향인가 하는 것보다 절삭량이다. 엔드밀날 전체가 2mm절삭하는 것과 엔드밀 끝만 5mm 절삭하는건 후자가 엔드밀 부하가 훨씬 적다. 엔드밀 날이 수만원에서 수십만원 정도니 가공할때 주의 해야한다. 하지만 재연마한 HSS 엔드밀의 가치는 보통 몇천원밖에 안하니 그나마 괜찮다 하지만 새삥 초경엔드밀이면?

3 머시닝 센터

파일:Attachment/밀링 머신/info.jpg

머시닝 센터는 CNC선반과는 달리 CNC 밀링과 머시닝 센터 두개로 나뉜다.. [6]
머시닝 센터에는 준비기능의 G코드와 보조 기능의 M코드가 있다. 주축(스핀들)이 X,Y방향으로 이동하는가의 여부에 따라 컬럼이동형/테이블이송형 등으로 나뉘기도 한다. 어떤 방식이 더 좋은가가 아니라 가공작업의 특성에 맞는 방식이 좋다. 가벼운 공작물이라면 어떤 방식이든 별 상관 없지만 가공품이 수톤이상의 중량이라면 컬럼이동형이 나은 식으로...
머시닝 센터의 프로그래밍은 CNC 선반과는 달리 복잡하여, Mastercam, NX, 등과 같은 프로그램을 이용하여 프로그래밍 한다.[7] [8]

머시닝 센터를 사용할때에는 주의 하도록 하자, 일단 CNC선반 과는 달리 가격부터 차이난다. CNC선반이 수천만원 정도 하는 반면 머시닝 센터는 3축짜리 실습용 조차도 수 천만원에 달하고, 현장에서 제대로 사용하는 것이라면 크고 아름다운억단위다. H사의 가공범위4000x520x570인 머시닝센터의 정가는 1억5천만원이다. 현금결재(...)시 1억4000만원. 그리고 독일 소재의 e모사의 경우는 제일 소형만 해도 3억이나 한다. 여기서 5축 옵션까지 붙으면 천정부지로 치솟는다. 물론 티기기는 12000RPM에서 노는동안 이건 조건만 잘 맞추면 25000에서 30000RPM에서 노는 놈이니...[9] 당연히 기계만 있어서는 작업을 할수 없으니 각종공구류 구입은 따로 해야한다.

기계가 고가이긴하나 사람이 다치는 것 보다는 기계가 고장나는게 백배 낫다. 기계는 고치면 되지만 사람은 그게 아니다!! 현장에서도 기계와 공작물의 충돌이 발생했을때 기계이상 발생했다고 그 비용을 물어내는 경우는 없다고 보면된다. [10] 그러니 사고쳐서 겁먹고 애써 취직한 회사 그만두는 일은 없도록 하자.

3.1 간단한 가공 노하우들

  • 모르면 선임에게 물어보라. 어찌보면 당연한데 후임입장에선 물어보기가 좀 거시기하기도 하다. 물어보면 알려주거나 선임자가 직접작업하기도 하니(...) 괜히 안 물어보고 작업하다 사고쳐서 자재, 시간을 와장창 날려버리는것 보다는 한번 잠깐 갈굼먹고 배우는게 100배 낫다.
  • 고정하는 힘이 가해지는 부분의 연장선은 지지부분과 맞닿아 있어야한다. 가장 기본이 되는 사항중 한가지. 변형과 기울어짐등을 방지하여 가공에 대한 신뢰성을 확보할수 있다. 의외로 자재를 고정 안해서 엔드밀이라던지 공구가 작살나는 경우도 꽤 많다.
  • 지지면과 공작물이 접촉하는 면은 청결한 상태를 유지해야 한다. 이물질이 유입되면 불량의 원인이 되기도 한다. 청결하게 닦아내는데 사용하는 건 다름아닌 맨손(...) 의외라고 생각할지 모르지만 맨손으로 닦으면 미크론단위이하(...)의 미세한 가루를 제외하면 전부 제거가 가능하다. 보통 압축공기로 이물질 불어내기==>걸레나 장갑==>맨손의 순서. 여담으로 해당 분야에 취업했을때 익숙해질때까지 가장 욕을 많이 먹게될 부분이다(...)
  • 처음 하는 작업을 하게되면 세팅후 선임자에게 확인 받을 것. 이게 무슨 가공 노하우냐!! 라고 생각할지 모르지만 확인절차 생략해서 생기는 불상사는 당사자 책임+선임자 내리갈굼이기 때문에 완전히 숙달되기전에는 지켜야 한다. 다른 업계도 마찬가지지만 이쪽 업계는 특히나 시간과 자재가 많이 들어가서 더 하다. 심지어 프로그래밍 하다가 절삭조건 기입시 오타가 나는 순간 공구나 자재만 박살나면 천만 다행으로 알아야 한다. 심하면 스핀들이 나가기도 하는데 비싼 기계는 수리비만 천만단위로 널뛰기때문에 당연히 시말서감이다.
  • 녹이 스는 재질이면 가공후 방청작업 필수. 보통 용제희석용 방청유라고 적혀있는 통에있는 방청유를 표면에 발라 방청(=녹방지)하면 된다. 이걸 소홀히하면 표면에 녹 발생==> 녹제거 트리를 타기때문에 몇배는 더 힘들어진다.
  • 단면가공 할떄 절대 절삭유를 뿌리지 마라.페이스커터 가공이 부하가 많이 걸려서 이를 냉각하기위해 뿌리는 실습생이 있는데

화재 위험이 크다!

  • 한번에 너무 많이 가공하지 마라. 가끔 작업빨리 하겠다고 엔드밀로10mm이상을 한번에 깎는속도광 사람이있는데 공구가 순식간에 박살날수있다! 4mm 쳐낼떄도 조건이 나쁘면 연기가 나는데 10mm 이상이면..... 해서 보통의 교육과정에선 한번에 2미리씩 쳐내라고 교육한다.
  • 페이스커터 가공후 공작물을 절대 맨손으로 만지지말것.페이스커터는 속도가 엔드밀의 배단위다 실제로 깎다보면 칩이 불꽃과함께 막튀는쥐불놀이 걸볼수있으며 가공직후 단면은 매우뜨겁다.장갑끼고 만지자.사실 장갑을껴도 너무 뜨거워서 몇겹씩 낀다
  • 더불어서 제발 페이스커터 가공할때 아웃도어복장 등 합성섬유재질의 옷은 입지 말자. 기본적으로 금속과 금속이 접촉해서 깎아내는거라 심하면 불꽃까지 비산될 수 있다. 헌데 가공중에는 칩이 이리저리 비산되는데 옷에 들러붙으면 나일론같은 합성섬유는 바로 녹아내려 구멍이 숭숭 뚫린다. 주로 이 실수는 교육중에 많이 발생되는데 괜히 실습전에 면으로 된 옷을 입으라 하는게 아니다.

4 기타

밀링 머신은 뉴스와 같은 미디어 매체에서도 주로 볼 수있다. 특히 자동차 관련이나 애플 아이폰5의 다이아몬드 컷팅 등에서 밀링 머신을 볼수 있다.
  1. ↑ 자석으로 고정시키는 경우도 있다.
  2. ↑ 선반은 공작물이 돌고 공구가 고정 상태에서 이송하여 절삭하는 방식인 반면, 밀링은 커터 날이 회전하며 공작물이 고정되어 있고, 테이블로 공작물을 이송시키는 방식이다. 한마디로 반대다.
  3. ↑ 손만이 아니라 팔, 어깨 심지어 전신에 부상입거나 사망에 이를수도 있다.
  4. ↑ 전후이송
  5. ↑ 선반처럼 칩이 뭉쳐 나오는 게 아니라 칩이 두껍고 작게 나와 안경을 끼더라도 칩이 눈에 들어갈 수 있으므로 보안경을 쓰는 게 좋다. 그리고 칩이 사방으로 흩어져서, 옷 안에 들어가는 경우도 허다하다. 게다가 묘하게 뜨거워서 목으로 들어가면 대참사.. 거기에 고가의 아웃도어 옷을 입었다면 바로 옷에 구멍이 뚫린다. 진짜 조심하자
  6. ↑ CNC 밀링과 머시닝 센터의 개념은 조금 다르다. CNC 밀링은 자동으로 공구가 교환 되지 않아 사용자가 직접 해야 하는 반면 머시닝 센터는 프로그래밍으로 자동 공구 교환을 할 수 있다. CNC밀링+자동공구교환장치(ATC)=머시닝센터라고 보면 된다.
  7. ↑ 몰론 직접 프로그래밍을 하도록 가르치는 학교도 많다. CNC밀링기능사/컴퓨터응용가공산업기사 실기 시험시험에서는 직접 프로그래밍해야 한다. 즉,관련자격증 딸려면 필수.
  8. ↑ 세상은 넓고 괴수들은 많기 때문에 아무리 봐도 직선으로 보이는 십만R 이상의 라운드를 그것도 다중, 복합적인 형상을 cam은 커녕 계산기도 없이 현장에서 즉석으로 프로그래밍 하여 작업하는 사람들도 많이 있다. 본인도 4축과 5축을 수기로 작성하는데 뭘...
  9. ↑ 당연한 말이지만 이런 고회전 영역에선 절삭조건응 잘못 맞출경우 가차없이 툴브레이킹 알람을 볼 수 있다.
  10. ↑ 법에도 작업중 발생한 사고에 대해 금전적 책임을 물을수 없게 되어있다. 단!! 고의적인 경우는 제외