알루미늄용 초경 엔드밀을 설계할 때는 재료 선택, 공구 형상, 코팅 기술 및 가공 매개변수를 종합적으로 고려하는 것이 필수적입니다. 이러한 요소들은 알루미늄 합금의 효율적이고 안정적인 가공을 보장하는 동시에 공구 수명을 연장합니다.
1.1 초경 기판: 알루미늄 합금과의 낮은 화학적 친화성으로 인해 빌트업 에지(BUE) 형성을 줄이는 데 도움이 되는 YG 타입 초경(예: YG6, YG8)이 선호됩니다.
1.2 고실리콘 알루미늄 합금(8%~12% Si): 실리콘으로 인한 공구 부식을 방지하기 위해 다이아몬드 코팅 공구 또는 코팅되지 않은 초미립자 초경을 권장합니다.
1.3 고광택 가공: 거울과 같은 표면 마감을 얻기 위해 정밀 엣지 연마가 된 고강성 텅스텐 카바이드 엔드밀을 제안합니다.
2.1 플루트 수: 절삭 효율과 칩 배출의 균형을 맞추기 위해 일반적으로 3플루트 디자인을 사용합니다. 항공우주 알루미늄 합금의 황삭 가공의 경우, 이송 속도를 높이기 위해 5플루트 엔드밀(예: Kennametal KOR5)을 선택할 수 있습니다.
2.2 나선각: 절삭의 부드러움을 개선하고 진동을 줄이기 위해 20°~45°의 큰 나선각을 권장합니다. 과도하게 큰 각도(>35°)는 치아 강도를 약화시킬 수 있으므로 날카로움과 강성 사이의 균형이 필요합니다.
2.3 경사각 및 여유각: 더 큰 경사각(10°~20°)은 절삭 저항을 낮추고 알루미늄 부착을 방지합니다. 여유각은 일반적으로 10°~15°이며, 마모 저항과 절삭 성능의 균형을 맞추기 위해 절삭 조건에 따라 조정할 수 있습니다.
2.4 칩 걸렛 디자인: 넓고 연속적인 나선형 플루트는 빠른 칩 배출을 보장하고 달라붙는 현상을 최소화합니다.
2.5 엣지 준비: 절삭 날은 절삭력을 줄이고 부착을 방지하기 위해 날카롭게 유지되어야 합니다. 적절한 챔퍼링은 강도를 향상시키고 엣지 치핑을 방지합니다.
3.1 무코팅: 많은 경우 알루미늄 엔드밀은 무코팅입니다. 코팅에 알루미늄이 포함된 경우, 공작물과 반응하여 코팅 박리 또는 부착을 일으켜 비정상적인 공구 마모를 유발할 수 있습니다. 무코팅 엔드밀은 비용 효율적이고 매우 날카로우며 재연삭이 용이하여 단기 생산, 프로토타입 제작 또는 중간 정도의 표면 조도 요구 사항(Ra > 1.6 μm)이 있는 응용 분야에 적합합니다.
3.2 다이아몬드 유사 탄소(DLC): DLC는 탄소 기반으로 무지개와 같은 외관을 가지며, 우수한 내마모성과 부착 방지 특성을 제공하여 알루미늄 가공에 이상적입니다.
3.3 TiAlN 코팅: TiAlN은 우수한 산화 및 내마모성(강철, 스테인리스강, 티타늄 및 니켈 합금에서 TiN보다 3~4배 긴 수명)을 제공하지만, 코팅의 알루미늄이 공작물과 반응할 수 있으므로 일반적으로 알루미늄에는 권장되지 않습니다.
3.4 AlCrN 코팅: 화학적으로 안정하고, 달라붙지 않으며, 티타늄, 구리, 알루미늄 및 기타 연성 재료에 적합합니다.
3.5 TiAlCrN 코팅: 높은 인성, 경도 및 낮은 마찰을 가진 기울기 구조 코팅입니다. 절삭 성능에서 TiN보다 뛰어나며 알루미늄 밀링에 적합합니다.
요약: 알루미늄 가공 시 알루미늄을 포함하는 코팅(예: TiAlN)은 공구 마모를 가속화하므로 피하십시오.
4.1 칩 배출: 알루미늄 칩은 달라붙는 경향이 있으므로 부드러운 배출을 위해 최적화된 플루트 디자인(예: 물결 모양 엣지, 큰 경사각)이 필요합니다.
4.2 냉각 방법:
4.2.1 절삭 온도를 낮추고 칩을 씻어내기 위해 내부 냉각(예: Kennametal KOR5)을 선호합니다.
4.2.2 마찰과 열을 줄여 공구와 공작물을 모두 보호하기 위해 절삭유(에멀젼 또는 오일 기반 냉각수)를 사용합니다.
4.2.3 절삭 영역을 덮을 수 있도록 충분한 냉각수 흐름을 보장합니다.
4.3 가공 매개변수:
4.3.1 고속 절삭: 1000~3000m/min의 절삭 속도는 효율성을 향상시키는 동시에 절삭력과 열을 줄입니다.
4.3.2 이송 속도: 이송 속도 증가(0.1~0.3mm/치)는 생산성을 높이지만 과도한 힘은 피해야 합니다.
4.3.3 절삭 깊이: 일반적으로 0.5~2mm이며 요구 사항에 따라 조정됩니다.
4.3.4 방진 설계: 가변 나선, 불균등 플루트 간격 또는 테이퍼 코어 구조는 채터링을 억제할 수 있습니다(예: KOR5).
알루미늄용 초경 엔드밀의 핵심 설계 원칙은 낮은 마찰, 높은 칩 배출 효율 및 부착 방지 성능입니다. 권장 재료에는 YG 타입 초경 또는 무코팅 초미립자 초경이 포함됩니다. 형상은 날카로움과 강성의 균형을 이루어야 하며, 코팅은 알루미늄 함유 화합물을 피해야 합니다. 고광택 마감 또는 고실리콘 알루미늄 합금의 경우, 최적화된 엣지 및 플루트 디자인이 필수적입니다. 실제로, 적절한 가공 매개변수(예: 고속, 클라임 밀링)를 효과적인 냉각 전략(예: 내부 냉각수)과 결합하여 성능을 극대화할 수 있습니다.
