UG NX 평면 밀링이란? 밀링 옵션 종류 및 기능
평면 밀링은 평면 레이어에서 재료의 볼륨을 제거하는 공구 경로를 생성하는 가공 방식으로, 효율적이고 정밀한 재료 제거를 목표로 합니다. 특히 정삭 오퍼레이션을 준비하기 위해 재료를 황삭하는 데 가장 널리 사용됩니다.
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UG NX 평면 밀링 종류 및 기능
평면 밀링은 다양한 절삭 패턴과 경계를 설정하여 복잡한 형상도 가공 가능하며, 가공 재료의 종류에 따라 유연하게 적용됩니다. 아래에서 평면 밀링의 주요 기능과 활용 사례를 상세히 살펴보겠습니다.
1. 평면 밀링의 정의 및 기본 원리
평면 밀링은 가공 재료에서 필요한 부위를 제거하여 원하는 형상을 만드는 공정입니다. 이때 절삭 볼륨은 제거 대상 재료를 의미하며, 스톡 조각, 단조물, 주사물 등 다양한 가공 재료를 지정할 수 있습니다. 평면 밀링에서 경계를 설정하거나 캐비티 밀링에서 면, 곡선, 바디를 선택해 가공 지오메트리를 정의할 수 있습니다.
주요 절삭 단계
- 황삭(Roughing): 대량의 재료를 빠르게 제거하여 기본 형태를 만듭니다.
- 정삭(Finishing): 표면 품질과 치수를 정확하게 다듬는 과정입니다.
평면 밀링 오퍼레이션은 평면 레이어에서 재료의 볼륨을 제거하는 공구 경로를 생성합니다. 이 종류의 오퍼레이션은 정삭 오퍼레이션을 준비하기 위해 재료를 황삭하는 데 가장 일반적으로 사용됩니다.
절삭 볼륨은 제거할 재료입니다. 제거할 재료를 아래 그림과 같이 파트 재료를 뺀 가공 재료(스톡 조각, 단조물, 주사물 등)로 지정할 수 있습니다.
평면 밀링에서 경계를 사용하거나 캐비티 밀링에서 면, 곡선 또는 바디를 선택하여 가공 재료 및 파트 지오메트리를 정의할 수 있습니다.
위 그림에서 파트 경계는 특히 가공 재료 볼륨을 정의하기 위한 주 제한 경계로 사용됩니다. 주 제한 경계 안의 여러 파트 경계는 파트 볼륨을 정의합니다. 절삭 볼륨(제거할 재료)은 가공 재료 볼륨과 파트 볼륨의 차이로 정의됩니다.
경계는 곡선이나 모서리, 영구 경계 또는 면을 선택하여 정의할 수 있습니다. 파트와 가공 재료 볼륨을 올바르게 식별하려면 경계를 재료의 위쪽에 배치해야 합니다.
가공 재료 경계를 Tanto로 지정할 수 있지만 공구는 실제로 가공 재료 경계에 접선으로 절삭하지 않습니다. 이와 같이 절삭하는 경우 공구는 첫 번째 패스에서 빈 공간을 통과하며 절삭하고 첫 번째 스텝오버에 도달할 때까지 어떠한 재료도 제거되지 않습니다.
대신, 첫 번째 절삭 패스가 다음 그림과 같이 스텝오버 하나의 거리만큼 가공 재료 쪽으로 옵셋됩니다.
위 그림은 가공 재료 경계에서 외주 따르기 절삭 패턴의 첫 번째 Tanto 패스를 보여 줍니다.
- 외주 따르기 패턴을 사용하는 경우 일부 좁은 영역이 절삭되지 않을 수 있고 다음 절삭 단계로 지나치게 많은 재료가 남을 수 있습니다. 따라서 절삭 매개변수에서 벽 클린업과 아일랜드 클린업을 모두 사용하도록 설정해야 합니다. 이렇게 하면 커터가 각 파트와 아일랜드 벽을 따라 이동하게 되고 지나치게 많은 재료를 남기지 않습니다.
2. 평면 밀링 옵션과 절삭 매개변수
2.1 경계 설정
경계는 가공 재료의 볼륨을 정의하는 데 중요한 역할을 합니다. 경계는 곡선, 모서리, 면 등 다양한 요소로 설정할 수 있으며, 주 경계와 세부 경계를 조합해 정밀한 가공이 가능합니다.
예시:
- 주 제한 경계: 가공 재료의 전체 볼륨을 정의.
- 파트 경계: 가공되지 않는 영역을 설정.
2.2 절삭 패턴
평면 밀링에서는 절삭 패턴이 작업의 효율성을 결정합니다. 일반적으로 사용되는 패턴은 다음과 같습니다.
- 지그재그(Zigzag): 빠르고 균일한 절삭을 제공.
- 외주 따르기(Contour Following): 복잡한 외곽을 정밀하게 가공.
- 트로코이드(Trochoidal): 고속 가공에 적합한 방식.
절삭 패턴 예시:
- 지그재그 패턴 사용: 간단한 평면에서 균일한 결과를 제공합니다.
- 트로코이드 패턴 사용: 열 축적을 방지하고 공구 마모를 줄이는 데 유리합니다.
2.3 스텝오버 설정
스텝오버는 연속적인 절삭 경로 사이의 간격을 정의합니다.
스캘럽: 표면의 높이 차이를 기준으로 절삭 간격을 조정.
고정 간격: 동일한 거리로 균일하게 절삭.
가공물 개체에서 지오메트리를 지정 (오퍼레이션 탐색기 – 지오메트리 뷰)하여 지오메트리가 가공물 계층의 모든 오퍼레이션에서 상속되도록 합니다. 그렇지 않으면 각 오퍼레이션에서 지오메트리 선택을 반복해야 합니다.
부모 그룹에서 지오메트리를 상속하는 경우 “지오메트리 지정” 버튼을 선택할 수 없습니다.
- 오퍼레이션에서 사용되는 각 지오메트리 종류(파트, 가공 재료 또는 체크)에 대해 경계 및 솔리드 지오메트리를 혼합하면 안 됩니다.
- 예를 들어, 파트 지오메트리로 바디를 선택한 경우에는 파트 경계를 추가하지 마십시오. 그러나 체크 경계를 선택할 수는 있습니다.
3. 공구 그룹과 설정
3.1 공구 축 그룹
가공 공구의 축을 고정하거나 가변적으로 설정해 다양한 가공 상황에 대응합니다.
- 고정 공구 축: 정밀한 절삭에 적합.
- 가변 공구 축: 복잡한 형상 가공에 유리.
3.2 공구 매개변수
공구의 직경, 코너 반경, 회전 속도 등은 절삭 효율성과 품질을 좌우합니다. 아래는 공구 설정의 예입니다.
공구 매개변수 예시:
- 직경: 10mm
- 코너 반경: 2mm
- 스텝오버: 직경의 50%
4. 평면 밀링의 실제 활용 사례
4.1 자동차 부품 가공
자동차 엔진 부품의 평면 가공에서는 고정밀 정삭과 대량 황삭이 결합됩니다. 트로코이드 패턴으로 가공 시간을 줄이고 열 축적을 방지합니다.
4.2 금형 제작
금형 표면을 정삭하기 위해 외주 따르기 패턴을 사용하여 매끄러운 표면 품질을 확보합니다.
4.3 항공 부품 제작
알루미늄 부품의 무게를 줄이기 위해 스캘럽 옵션을 적용해 얇은 구조물을 가공합니다.
공구 그룹
| 공구 축 그룹 | |
| 공구 축지정 | 고정 공구 축을 정의하려면 벡터를 지정합니다. 이러한 옵션은 고정 및 가변 윤곽선에서 사용되는 옵션과 유사합니다. |
| 절삭패턴 | 절삭 영역을 가공하는 데 사용할 공구 경로 패턴을 선택합니다. 오퍼레이션에 따라 다음과 같은 절삭 종류를 사용할 수 있습니다. 지그 지그재그 윤곽이 그려지는 지그외곽 따르기 프로파일 표준 드라이브 파트 따르기 트로코이드 |
| 스텝 오버 | 연속적인 절삭 패스 사이의 거리를 제어합니다. 선택한 절삭패턴에 따라 사용 가능한 스텝오버 옵션이 결정됩니다. 상수를 선택하면 절삭 패스 간 거리가 고정됩니다. 스캘럽은 절삭 패스 사이의 재료 높이를 지정합니다. 공구직경은 절삭 패스 간 고정 거리를 유효 공구 직경의 백분율로 지정합니다(공구의 평평한 바닥 부분). 예를 들면 다음과 같습니다. 공구 직경 = 10 mm 공구 코너 반경 = 2 mm 백분율 = 50 스텝오버 = 3 mm 예외: 볼 끝 밀에는 전체 직경이 사용됩니다. |
| 절삭 각도 | WCS의 XC축을 기준으로 공구 경로를 회전합니다. |
| 절삭깊이 | 다중 깊이 오퍼레이션에 사용할 절삭 깊이를 정의하는 방법을 지정합니다. 선택한 방법에 따라 올바른 입력 필드가 결정됩니다.모든 방법에 있어 절삭 단계는 바닥에서 생성됩니다. |
| 절삭 매개변수 | M오퍼레이션의 절삭 매개변수를 수정합니다. 사용할 수 있는 매개변수는 오퍼레이션 종류, 하위 종류 및 절삭 패턴에 따라 결정됩니다. |
| 비절삭 이동 | 절삭 이동 전, 후 및 사이에 공구 위치를 설정하는 이동을 지정합니다. 공구보정을 포함합니다.비절삭이동 거리 옵션은 공구의 전체 직경을 사용하며, 공구 직경의 백분율로 지정됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.공구 직경 = 10 mm공구 코너 반경 = 2 mm(무시% 공구 = 50최소 간격 = 5 mm |
| 코너 제어 | 오목 또는 볼록 코너에서 경로를 제어하는 옵션을 제공합니다. 예: 외부 모서리를 압연하거나 내부 코너의 반경을 유지합니다.오목 코너의 경우 커터 반경보다 약간 큰 코너 지오메트리(필렛)를 자동으로 생성하여 커터가 내부 파트 벽 사이를 매끄럽게 이동하도록 할 수 있습니다.볼록 코너의 경우 인접한 세그먼트를 연장하거나 코너 둘레를 롤링하여 공구가 파트 벽을 이동할 수 있습니다. |
| 이송 및 속도 | 스핀들 속도 및 이송률을 지정합니다 |
5. 가공 효율을 높이는 팁
- 벽 클린업과 아일랜드 클린업 활성화: 좁은 영역을 깨끗이 가공하여 잔여 재료를 최소화합니다.
- 최적의 스텝오버 비율 설정: 공구 마모를 줄이고 작업 시간을 단축합니다.
- 비절삭 이동 최소화: 공구 경로를 최적화해 작업 효율을 높입니다.
참고 : UG NX 가공 밀링 기능 종류 – Milling Manufacturing
UG NX 평면 밀링은 다양한 옵션과 설정을 통해 정밀하고 효율적인 가공을 제공합니다. 경계 설정, 절삭 패턴 선택, 공구 그룹 활용 등을 적절히 조합하면 복잡한 형상도 효과적으로 가공할 수 있습니다.
