홀 가공에 있어서 가장 일반적인 절삭 공구인 드릴 비트는 기계 제조에 널리 사용되며, 특히 냉각 장치, 발전 장비의 튜브 시트 및 증기 발생기와 같은 부품의 홀 가공에 널리 사용됩니다. 그들의 적용은 특히 광범위하고 중요합니다.
I. 드릴링의 특성
드릴 비트에는 일반적으로 두 개의 주요 절단 모서리가 있습니다. 가공 중에 드릴 비트가 회전하면서 절단됩니다. 드릴 비트의 경사각은 중심 축에서 외부 가장자리로 증가합니다. 절삭 속도는 외부 원에 가까울수록 빨라지고 중심을 향해 감소하여 회전 중심에서 0에 도달합니다. 드릴 비트의 끌 가장자리는 중심 회전축 근처에 위치합니다. 2차 경사각이 크고, 칩 공간이 없으며, 절삭 속도가 낮기 때문에 상당한 축방향 저항이 발생합니다. 치즐 엣지를 DIN 1414에 따라 A 또는 C 유형으로 연삭하면 중심축 근처의 절삭 엣지가 포지티브 경사각을 갖게 되어 절삭 저항을 줄이고 절삭 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.
드릴 비트는 고속 강철 드릴 비트(트위스트 드릴, 다중-홀 드릴, 플랫 드릴), 솔리드 카바이드 드릴 비트, 인덱서블 얕은 홀 드릴, 깊은 홀 드릴, 네스팅 드릴, 교환 가능한 헤드 드릴 등 가공물의 모양, 재료, 구조 및 기능에 따라 다양한 유형으로 분류될 수 있습니다.
II. 칩 브레이킹 및 제거
드릴 절단은 구멍이라는 제한된 공간에서 이루어지며 드릴 비트의 절단 홈을 통해 칩을 제거해야 합니다. 따라서 칩 형태는 드릴 비트의 절삭 성능에 큰 영향을 미칩니다. 일반적인 칩 형태에는 플레이크 칩, 관형 칩, 바늘-형 칩, 원뿔형 나선형 칩, 리본-형 칩, 팬-형 칩 및 분말형 칩이 포함됩니다.
드릴링의 핵심 – 칩 컨트롤
칩 모양이 부적절하면 다음과 같은 문제가 발생합니다.
① 미세한 칩이 절삭 홈을 막아 드릴링 정확도에 영향을 미치고 드릴 수명을 단축시키며 심지어 드릴 파손을 유발합니다(예: 분말형 칩, 부채꼴 칩,-모양 칩 등).
② 긴 칩이 드릴 비트를 감싸 작업을 방해하여 드릴 파손을 일으키거나 절삭유가 홀 안으로 들어가는 것을 방해합니다(나선형 칩, 리본 칩 등).
부적절한 칩 모양 문제를 해결하는 방법:
① 이송 속도 증가, 간헐 이송, 치즐 엣지 재연마, 칩 브레이커 설치 등의 방법을 개별적으로 또는 복합적으로 사용하여 칩 브레이킹 및 제거 성능을 향상시켜 칩으로 인한 문제를 제거할 수 있습니다.
② 특수 칩-브레이킹 드릴을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 설계된 칩{2}}파괴 모서리를 드릴 홈에 추가하면 칩이 더 쉽게 제거되는 조각으로 부서집니다. 파편이 홈을 따라 원활하게 배출되어 막힘을 방지합니다. 따라서 새로운 칩-브레이킹 드릴은 기존 드릴보다 훨씬 더 부드러운 절삭 효과를 제공합니다.
동시에 짧고 조각난 금속 칩이 드릴 팁으로의 절삭유 흐름을 촉진하여 가공 중 열 방출 및 절삭 성능을 더욱 향상시킵니다. 또한 새로 추가된 칩-파괴 모서리가 드릴 비트의 전체 홈을 관통하기 때문에 여러 번의 재연마 주기 후에도 모양과 기능이 유지됩니다.- 앞서 언급한 기능적 개선 외에도 이 디자인은 드릴 본체의 강성을 강화하여 단일 재연마 주기에서 드릴링할 수 있는 구멍 수를 크게 늘린다는 점을 언급할 가치가 있습니다.-
III. 드릴링 정확도
구멍의 정확도는 주로 구멍 직경, 위치 정확도, 동축도, 진원도, 표면 거칠기 및 구멍 개구부의 버와 같은 요소에 의해 결정됩니다.
드릴링 중 가공된 구멍의 정확도에 영향을 미치는 요소:
① 공구 홀더, 절삭 속도, 이송 속도, 절삭유 등 드릴 비트 클램핑 정확도 및 절삭 조건;
② 드릴 비트 길이, 절삭 날 모양, 코어 모양 등 드릴 비트 크기 및 모양;
③ 구멍 측벽의 형상, 구멍의 개구부 형상, 두께, 클램핑 상태 등의 가공물 형상.
확대
확대는 가공 중 드릴 비트의 진동으로 인해 발생합니다. 공구 홀더의 진동은 구멍 직경과 위치 결정 정확도에 큰 영향을 미칩니다. 따라서 공구 홀더가 심하게 마모된 경우 즉시 교체해야 합니다. 작은 구멍을 뚫을 때는 진동을 측정하고 조정하는 것이 어려우므로 절삭날과 생크 사이의 동축성이 좋은 큰-생크, 작은-직경의 드릴 비트를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 재연삭된 드릴 비트를 사용할 때 구멍 정확도의 감소는 종종 후면 모양의 비대칭으로 인해 발생합니다. 칼날 높이 차이를 제어하면 홀 리밍을 효과적으로 억제할 수 있습니다.
구멍 진원도
드릴 비트 진동으로 인해 드릴 구멍 모양이 쉽게 다각형이 되어 구멍 벽에 리벳 패턴이 생깁니다. 일반적인 다각형 구멍은 종종 삼각형 또는 오각형입니다. 삼각형 구멍이 있는 이유는 드릴 비트가 드릴링 중에 600도마다 한 번씩 진동하는 두 개의 회전 중심을 갖기 때문입니다. 이 진동의 주요 원인은 절삭 저항의 불균형입니다. 드릴 비트가 1회전한 후 구멍 진원도가 좋지 않아 두 번째 회전에서 절삭 저항이 불균형해 이전 진동이 반복되지만 약간의 위상 변화가 발생하여 구멍 벽에 리벳 패턴이 발생합니다. 드릴링 깊이가 일정 수준에 도달하면 드릴 비트의 절삭날과 구멍 벽 사이의 마찰이 증가하고 진동이 감소하며 강선이 사라지고 진원도가 향상됩니다. 이러한 유형의 구멍은 종단면에서 깔때기 모양-으로 나타납니다. 같은 이유로 절단 중에 오각형 및 칠각형 구멍이 나타날 수도 있습니다. 이러한 현상을 없애기 위해서는 척 진동, 절삭날 높이 차이, 플랭크 및 절삭날 형상의 비대칭 등의 요인을 제어하는 것 외에도 드릴 비트 강성 향상, 회전당 이송 증가, 여유각 감소, 치즐 엣지 재연삭 등의 조치를 취해야 합니다.{10}}
경사면 및 곡면 드릴링
드릴 비트의 절단면이나 관통면이 경사면, 곡면, 계단인 경우 드릴 비트가 방사형 단면 절단을 수행하므로 위치 정확도가-낮아 공구 수명이 단축됩니다.
위치 정확도를 향상시키기 위해 다음과 같은 조치를 취할 수 있습니다.
1. 먼저 중앙 구멍을 뚫습니다.
2. 엔드밀로 홀 시트를 밀링합니다.
3. 침투력과 강성이 좋은 드릴 비트를 선택하십시오.
4. 이송 속도를 줄이십시오.
버 제거
드릴링 중에 구멍 입구와 출구에 버가 자주 나타나는데, 특히 단단한 재료와 얇은 판을 가공할 때 더욱 그렇습니다. 이는 드릴 비트가 관통에 가까워짐에 따라 가공물이 소성 변형되기 때문입니다. 외부 모서리 근처의 절삭날에 의해 절단되어야 하는 삼각형 부분은 축방향 절삭력에 의해 바깥쪽으로 변형되고, 드릴 비트의 모따기 및 절삭날의 작용으로 더욱 말려 버 또는 롤링 모서리를 형성합니다.
[영상]
IV. 드릴링 가공 조건
대부분의 드릴 비트 카탈로그에는 가공되는 재료별로 정리된 "기본 절단 매개변수 참조 테이블"이 포함되어 있습니다. 사용자는 제공된 절단 매개변수를 참조하여 드릴링에 적합한 절단 조건을 선택할 수 있습니다. 선택된 절삭 조건의 적합성은 가공 정밀도, 가공 효율, 드릴 비트 수명 등의 요소를 고려하여 시험 절삭을 통해 판단해야 합니다.
1. 드릴 비트 수명 및 가공 효율성
가공물의 기술적 요구사항을 충족한다는 전제 하에, 드릴 비트 사용의 적절성은 드릴 비트 수명과 가공 효율성을 바탕으로 종합적으로 평가되어야 합니다. 절단 경로는 드릴 비트 수명에 대한 평가 지표로 사용될 수 있습니다. 이송 속도는 가공 효율성에 대한 평가 지표로 사용될 수 있습니다. 고속-강 드릴 비트의 경우 수명은 회전 속도에 따라 크게 영향을 받으며 회전당 이송에 따라 영향을 덜 받습니다. 따라서 회전당 이송을 늘리면 드릴 비트 수명을 연장하는 동시에 가공 효율성을 높일 수 있습니다. 그러나 회전당 이송이 너무 많으면 칩이 두꺼워져 칩 브레이킹이 어려워진다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 시험 절삭을 통해 성공적인 칩 브레이킹을 위해서는 최적의 회전당 이송 범위를 결정하는 것이 필수적입니다. 초경 드릴 비트의 경우 절삭날은 음의 경사각 방향을 따라 더 큰 모따기를 가지므로 고속 강철 드릴 비트에 비해 회전당 이송에 대해 선택할 수 있는 범위가 더 작습니다.- 가공 중에 이 범위를 초과하면 드릴 비트 수명이 단축됩니다. 초경 드릴 비트는 고속 강철 드릴 비트보다 내열성이 높기 때문에{10}}회전 속도는 드릴 비트 수명에 최소한의 영향을 미칩니다. 따라서 회전 속도를 높이면 드릴 비트 수명을 보장하면서 가공 효율을 높일 수 있습니다.
2. 절삭유의 올바른 사용
드릴 절삭은 홀이라는 제한된 공간에서 이루어지기 때문에 절삭유의 종류와 도포 방법은 드릴 수명과 홀 가공 정밀도에 큰 영향을 미칩니다. 절삭유는 크게 수용성-수용성과 비-수용성-유형으로 분류할 수 있습니다. 비-수용성-절삭유는 더 나은 윤활성, 습윤성 및 접착 방지 특성을 제공하고 방청 기능도 제공합니다. 수용성 절삭유는 더 나은 냉각 특성을 제공하고,{10}}흡연 및 불연성입니다.- 환경 보호를 고려하여 최근 몇 년 동안 수용성 절삭유의 사용이 크게 증가했습니다. 그러나 희석비율이 부적절하거나 절삭유의 열화는 공구수명을 급격하게 단축시킬 수 있으므로 사용시 주의가 필요합니다. 절삭유가 수용성인지-비-수용성-인지에 관계없이 절삭유가 절삭 지점에 적절하게 도달하는지 확인하는 것이 중요합니다. 또한 유량, 압력, 노즐 수, 냉각 방식(내부 또는 외부 냉각)을 엄격하게 제어해야 합니다.
V.
드릴 비트 재연마
드릴 비트 재연마 기준
드릴 비트를 재연마해야 하는지 결정하는 기준은 다음과 같습니다.
1. 절단날, 끌날, 절단밴드면의 마모량
2. 가공된 구멍의 치수 정확도 및 표면 거칠기;
3. 칩의 색상 및 모양;
4. 절삭 저항(스핀들 전류, 소음, 진동 등의 간접적인 값)
5. 완료한 업무량 등
실제 사용에서는 구체적인 상황에 따라 위의 지표를 바탕으로 정확하고 편리한 기준을 결정해야 합니다. 마모량을 기준으로 사용할 때 최고의 경제성을 갖춘 최적의 재연삭 기간을 식별해야 합니다. 주요 샤프닝 영역은 헤드 뒤쪽과 치즐 엣지이므로 과도한 드릴 마모로 인해 샤프닝 시간이 길어지고 연삭량이 늘어나고 재연삭 주기(총 공구 수명= 재연삭 후 공구 수명 × 재연삭 주기 횟수)가 줄어들어 결과적으로 드릴의 전체 수명이 단축됩니다. 가공된 구멍의 치수 정확도를 기준으로 사용할 경우 게이지 또는 제한 게이지를 사용하여 구멍의 리밍 및 직진도를 확인해야 합니다. 이 값을 초과하면 드릴을 즉시 다시-연마해야 합니다. 절삭 저항을 기준으로 하는 경우, 설정된 한계값(예: 스핀들 전류)을 초과하면 자동으로 기계를 정지시키는 등의 방법을 사용할 수 있습니다. 가공 수량 제한을 관리할 때에는 위의 기준을 종합적으로 고려하여 적절한 기준을 설정해야 합니다.
드릴 비트 선명 방법
드릴 비트를 재연삭할 때는 전용 드릴 비트 샤프닝 머신이나 범용 공구 그라인더를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 이는 드릴 비트 수명과 가공 정확도를 보장하는 데 중요합니다. 원래 드릴 비트의 상태가 양호하면 원래 디자인에 따라 다시-연마할 수 있습니다. 원래 드릴 비트에 결함이 있는 경우 뒷면 모양을 적절하게 수정하고 끌 가장자리를 용도에 따라 다시-날카롭게 할 수 있습니다.
샤프닝 시 다음 사항에 유의해야 합니다.
1. 드릴 비트의 경도가 감소하지 않도록 과열을 방지하십시오.
2. 드릴 비트의 모든 손상(특히 절삭날 손상)을 제거합니다.
3. 드릴 비트 모양은 대칭이어야 합니다.
4. 날카롭게 하는 동안 칼날이 손상되지 않도록 주의하고, 날카롭게 한 후에는 버를 제거하십시오.
5. 카바이드 드릴 비트의 경우 샤프닝 모양이 드릴 비트 성능에 큰 영향을 미칩니다. 공장의 드릴 비트 형상은 과학적인 설계와 반복적인 테스트를 통해 얻은 최적의 형상입니다. 따라서 일반적으로 다시 연마할 때 원래의 절단 모서리 모양이 유지되어야 합니다.-
