CNC 밀링 가공

CNC 밀링은 스핀들에 물린 절삭 공구가 고속으로 회전하면서, 테이블에 고정된 소재 위를 프로그램된 경로로 움직이며 깎아내는 가공입니다. 공구가 움직이고 소재는 그대로 고정됩니다. 그래서 원통이 아닌 형상, 즉 평면과 단차, 포켓, 홀, 3D 곡면을 자유롭게 만들 수 있습니다.

현장에서 흔히 듣는 MCT(Machining Center)와 머시닝센터는 공구를 자동으로 바꿔 끼우는 장치(ATC)를 갖춘 밀링 장비를 부르는 호칭입니다. 여러 공구가 필요한 부품도 한 번의 고정으로 이어서 가공할 수 있어, 오늘날 밀링 가공의 표준 설비로 쓰입니다.

밀링이 만드는 형상은 공법 단위로 이해하면 견적과 가공 시간을 예측하기 쉽습니다. 같은 부품이라도 어떤 공법이 얼마나 들어가는지에 따라 가공 시간이 달라지기 때문입니다.

• 평면·단차: 페이스 밀링과 숄더 밀링으로 넓은 면과 수직 벽을 다듬습니다. 가장 빠르고 저렴한 축에 속합니다.
• 포켓·캐비티: 사방이 막힌 홈을 파내는 가공입니다. 깊이와 내부 코너 반경이 시간에 가장 큰 영향을 줍니다.
• 홀 가공: 드릴로 뚫고, 정밀 홀은 보링이나 리밍으로 다듬습니다. 지름 정밀도와 위치 정밀도를 어느 수준까지 요구하는지에 따라 공정이 달라집니다.
• 나사(탭): 탭 공구로 나사산을 냅니다. 도면에 나사 규격(예: M4×0.7)을 명시해야 정확히 반영됩니다.
• 3D 곡면: 볼 엔드밀로 곡면을 등고선처럼 훑어 가공합니다. 임펠러·금형류가 대표이고 시간이 가장 오래 걸리는 축입니다.

축 수는 장비 등급이 아니라 셋업(고정) 횟수의 문제로 보면 됩니다. 3축은 공구가 위에서 접근할 수 있는 형상만 가공하므로, 여러 면에 형상이 있는 부품은 소재를 풀었다 다시 고정하는 재셋업이 반복됩니다. 재셋업이 늘수록 기준면이 바뀌며 미세한 정렬 오차가 누적됩니다.

4축·5축은 소재를 회전시켜 한 번의 고정으로 여러 면을 가공합니다. 면 사이의 위치 관계가 중요하거나, 깎아야 할 면이 3면 이상이거나, 언더컷에 가까운 접근 각이 필요한 곡면 부품이라면 5축이 정밀도와 비용 양쪽에서 유리한 경우가 많습니다. 축 수별 상세 비교표는 CNC 패밀리 페이지에 있습니다.

표준 공차는 약 ±0.05mm이고, 조건을 맞추면 ±0.01mm까지 좁힐 수 있으나 달성 범위는 형상·소재에 따라 오차가 있을 수 있어 도면 검토로 확정됩니다. 도면에 지시가 없는 치수는 KS B ISO 2768-1 일반공차로 처리됩니다. 등급표와 달성 범위는 CNC 패밀리 페이지의 공차 절에서 확인하세요.

표면은 가공 그대로 기준 보통 Ra 0.8~3.2μm 범위이나, 소재·절삭 조건에 따라 달라질 수 있습니다. 밀링 특유의 공구 자국(커터 마크)이 남으므로, 외관 부품은 비드 블라스트나 아노다이징 같은 후처리를 함께 지정하는 것이 일반적입니다.

치수만큼 자주 문제가 되는 것이 형상·위치 관계입니다. 평면도, 직각도, 홀 사이 위치 정확도가 중요한 부품은 해당 부위에 기하공차를 지시하고, 기준이 되는 면(데이텀)을 도면에 명시해야 제작과 검사가 같은 기준으로 진행됩니다.

밀링 견적을 올리는 요인은 대부분 공구가 닿기 어려운 형상입니다. 아래 규칙은 패밀리 페이지의 공통 DFM 기준 가운데 밀링에서 특히 자주 걸리는 항목입니다.

• 내부 코너 반경(R): 포켓 깊이의 1/3 이상을 권장합니다. 내부 코너를 완전한 직각으로 그리면 회전 공구로는 가공이 불가능합니다.
• 포켓 깊이: 얕을수록 저렴합니다. 깊이가 폭 대비 4배를 넘으면 공구 강성이 떨어져 시간이 크게 늘어나는 경향이 있습니다.
• 벽 두께: 금속 0.8mm, 플라스틱 1.5mm 이상을 권장합니다. 얇은 벽은 가공 중 진동과 변형을 유발합니다.
• 홀: 깊이는 지름의 4배 이내가 경제적인 편이고, 지름은 표준 드릴 치수에 맞추면 비용이 내려갑니다.
• 나사: 탭 길이는 홀 지름의 3배 이내로 두세요. 그 이상은 강도에 거의 기여하지 못하고 공구 파손 위험만 커집니다.
• 외곽 모서리: 기능이 없다면 날카로운 모서리 대신 모따기(챔퍼)를 허용하면 후처리 부담이 줄어듭니다.

기본 판단은 부품의 뼈대 형상입니다. 각지고 면이 많은 형상은 밀링, 원통이 뼈대인 형상은 선반, 원통 뼈대에 밀링 형상(플랫·측면 홀·키홈)이 섞여 있으면 복합(밀링+선반)이 후보입니다.

• CNC 밀링: 브래킷·하우징·플레이트·지그 등 각진 부품 전반입니다.
• CNC 선반(선삭): 샤프트·부싱·핀 등 돌려 깎는 회전체 부품입니다.
• 복합(밀링+선반): 회전체에 밀링 형상이 더해진 부품을 한 번의 셋업으로 처리합니다.

• 3D 도면(STEP·STP 권장): 형상 분석의 정확도가 가장 높습니다.
• 소재와 등급: 예를 들어 AL6061-T6, SUS304처럼 등급까지 적어 주세요.
• 수량: 1개 시제품인지 반복 양산인지에 따라 단가 구조가 달라집니다.
• 공차·기하공차: 기능 부위에만 지시하고 나머지는 일반공차로 두면 비용이 절약됩니다.
• 나사 규격: 탭 홀은 M 규격과 깊이를 도면에 명시해 주세요.
• 표면처리: 아노다이징·도장 등 필요 여부와 색상을 함께 적어 주세요.