알루미늄용 초경 엔드밀 설계 시에는 재료 선택, 공구 형상, 코팅 기술, 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 무코팅 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 조정 가능합니다.
2.4 칩 걸렛 설계: 넓고 연속적인 나선형 플루트는 빠른 칩 배출을 보장하고 달라붙는 현상을 최소화합니다.
2.5 엣지 준비: 절삭력 감소 및 부착 방지를 위해 절삭 날은 날카로움을 유지해야 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 재연마가 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 무지개와 같은 외관을 가진 탄소 기반으로, 알루미늄 가공에 이상적인 우수한 내마모성 및 부착 방지 특성을 제공합니다.
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 안정적이고 달라붙지 않으며 티타늄, 구리, 알루미늄 및 기타 연성 재료에 적합합니다.
3.5 TiAlCrN 코팅: 높은 인성, 경도 및 낮은 마찰을 가진 구배 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 설계(예: 물결 모양 엣지, 큰 경사각)가 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 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 설계가 필수적입니다. 실제로 적절한 가공 매개변수(예: 고속, 상향 절삭)와 효과적인 냉각 전략(예: 내부 냉각수)을 결합하여 성능을 극대화할 수 있습니다.
