1.드릴의 종류와 분류
|
|
|
|
|
|
날 부위와 자루가 동일재료로 만들어진 드릴 |
|
|
|
어느길이까지 초경합금등의 팁을 드릴선단에 용접한 형태의 드릴 |
|
|
|
날끝 절삭부위에 초경합금등의 팁을 용접한 드릴 |
|
|
|
몸체에 throw away팁을 기계적으로 붙인 드릴 |
|
|
|
2개 이상의 부품을 기계적으로 조립한 드릴 |
| |
|
|
|
|
- 원통형 자루 드릴(straight shank)
|
|
자루가 원통으로 되어 있는 드릴(탱붙이 및 나사붙이 샹크 드릴도 있다.) 일반적으로 시중에는 직경 13mm까지 유통되고 있다. |
|
- 테이퍼 자루 드릴(morse taper shank)
|
|
자루가 Morse taper 로 되어 있는 드릴 (나사붙이 Morse taper 샹크 드릴도 있다). 주로 13mm이상의 제품이 Morse taper로 제작되고 있다, |
|
|
|
밀링척(또는 스프링 콜릿)을 이용한 작업이 가능하도록 자루의 형상 및 공차를 갖추고 있다. |
| | |
2.드릴의 기본요소
|
|
|
|
|
|
|
날부분 앞끝 바깥지름의 치수 |
|
|
|
KS 에서는 축에 평행하게 측정한 보통 앞끝 절삭날의 바깥들레 모서리로부터 자루 뒤끝까지의 길이로 한다. 그러나 일반적으로 날끝에서 자루 끝까지로 하는 경우가 많다. |
|
|
|
축에 평행하게 측정한 홈의 길이 |
|
|
|
드릴의 홈은 2개~4개의 비틀림홈으로 되어 있으며 일정한 선단각일 때에 절삭날이 직선으로 되게끔 홈의 형상이 정해져 있다. 비틀림 홈은 절삭날로부터 Chip을 유도하고 구멍 밖으로 배출하는 통로로 됨과 동시에 비틀림각이 경사각을 형성한다. |
|
|
|
일반적으로 선단각은 118˚이며, 드릴의 축에 평행한 면에 절삭날을 평행하게 하여 투상했을 때의 각 |
|
|
|
드릴에는 축방향과 반경방향의 경사각이 있다. 축방향의 경사각은 절삭날의 각 위치에서 변하는 드릴 홈의 비틀림각(Helix angle)이 경사각이 된다. 반경방향의 경사각은 축 직각 단면에 있어서 절삭날부분의 경사각을 말한다. |
|
|
|
리딩에지와 그 위의 한점을 지나는 드릴측에 평행한 직선이 이루는 각 |
|
|
|
|
드릴은 구멍가공중에 구멍 내벽과 드릴 외주가 마찰이 일어나지 않게끔 드릴 샹크 쪽으로 갈수록 외경을 점차 가늘게 하고 있다. 백테이퍼는 날길이 100mm에 대해 0.04∼0.1mm (JIS) 정도 외경을 가늘게 연삭 한다. |
|
|
|
드릴의 이송운동에 지장을 주지 않게끔 여유각이 주어지며, 드릴의 재연삭은 이 여유면에서 행하여진다.일반적으로 드릴중심의 여유각은 외주부의 여유각보다 크게 되고 드릴의 기능상 합리적이다. |
|
|
|
샹크의 뒤끝에 마련된 편평한 부분, 스트레이트 샹크인 경우는 테넌(tenon)이라 부를 때도 있다. |
|
|
|
|
치수 유지성을 높이기 위한 목적으로 드릴 외주부에는 마진을 구비하고 있다. 마진은 구멍 내벽과 접촉하여 회전하며 여유각은 없다. |
|
|
|
드릴의 2개 바닥면의 교선 |
| | |
3.비틀림 드릴(Twist drill)의 제조공법
고속도강(HSS) Twist drill의 제조방법은 다음과 같이 4가지로 구분한다 |
- 밀링커터(milling cutter)에 의한 가공
|
|
성형 커터를 이용하여 플루트(flutes)의 홈을 절삭한다 |
|
|
|
성형된 연삭숫돌을 사용하여 플루트(flutes)와 외경을 가공한다. |
|
|
|
성형된 다이(Die)에 드릴의 원소재를 밀어 넣어 외경과 플루트를 가공한다. |
|
|
|
원소재를 가열시켜 롤러에 의해 성형시켜 가공한다. |
| |
|
|
|
<밀링커터에 의한 가공> |
<연삭숫돌에 의한 가공> |
|
|
<냉간압출에 의한 성형> |
<롤러에 의한 성형> |
|
자료 출처 『최신절삭 공구와 가공기술』저자: 강구봉 황영동 공저 |
4.드릴의 절삭에 영향을 미치는 요소
|
|
일반적으로 선단각은 118˚이며, 피삭재의 재질이나 공구재질에 따라 작게하거나 크게 한다. 선단각을 작게하면 작용하는 절삭 토크가 커지고, 선단각을 크게하면 절삭 토크는 작아지고 추력(thrust)은 크게 할 수 있다. 따라서 경도가 낮은 경금속, 구리나 목재, 수지 등은 선단각이 작은 것을 쓰고 칠드주철이나 합금강은 선단각을 크게 쓴다(표 참조) |
|
- 경사각(Rake angle), 나선각(Helix angle)
|
|
드릴의 경사각은 절삭날의 각 위치에서 변하는 드릴 홈의 비틀림각(Helix angle)이 경사각이 된다. Helix angle은 드릴 외주부의 경사각과 동일한 것으로 이 각도가 크게 되면 절삭성은 좋게되고, 저항력은 감소 하지만 Chip 배출은 나빠지고 드릴의 강성은 저하되어 떨림 발생의 원인이 된다. 따라서 절삭저항이 적고 절삭성에 중점을 두는 알미늄 가공이나, 절삭온도에 의해 가공경화를 동반하는 스텐레스강이나 내열강 등에는 Helix angle을 크게 하는 것이 좋다.
반면에 Chip의 배출에 중점을 두는 베크라이트 등의 가공에는 Helix Angle을 적게 하는 것이 좋다. 연한 피삭재의 경우 Helix Angle을 크게 하면 절삭 Chip의 변형폭이 적어지게 되어 상대적으로 열발생이 적어 드릴의 수명이 연장된다. 강한 피삭재의 경우 Helix Angle이 클 경우에는 진동과 Chipping이 발생하게 되어 드릴의 수명이 저하되므로 Helix Angle을 20°∼ 30°전후에서 조절하면 최대 수명을 얻을 수 있다.
Helix angle 은 Standard Helix (21∼37°, 강 및 주철의 가공에 적용)와 Slow Helix (15∼17°, 부스러지기 쉬운 피삭재, 황동, 마그네슘 합금 등)와 Quick Helix (30∼40°, 연질의 칩이 길게 나오며 날부에 접착하기 쉬운 재질, 알미늄, 알미늄 합금)로 구분되어 진다. |
|
|
|
드릴의 이송운동에 지장을 주지 않게끔 여유각이 주어지며, 드릴의 재연삭은 이 여유면에서 행하여진다. 일반적으로 드릴중심의 여유각은 외주부의 여유각보다 크게 되고 드릴의 기능상 합리적이다. 여유각이 너무 적으면 여유면이 닿게되어 열 발생이 많아지게 되며 Drilling이 잘 되지 않게 되어 드릴의 수명이 저하되며 반대로 여유각이 너무 많으면 인선강도의 부족으로 Chipping이 발생 우려가 높고 구멍뚫기 초기의 자리잡기 과정에서 진동이 발생하여 삼각형이나 오각형의 요철이 생기든지, 상하로 크게 진동을 일으켜 절삭효과가 없어지게 된다. |
|
| | |
피삭재질 |
경도 |
경사각 (POINT ANGLE) |
여유각 (LIP RELIEF ANGLE) |
나선각 (HELIX ANGLE) |
BRINNEL |
ROCKWELL |
STEEL(S45C-S50C) |
170-196 |
86-93 |
118 |
15-12 |
24-32 |
TOOL STEEL |
149-402 |
B80-C32 |
118-150 |
15-7 |
24-32 |
STAINLESS STEEL |
146-477 |
B78-C49 |
118-135 |
12-10 |
24-32 |
MANGANESE STEEL |
187-217 |
B90-96 |
150 |
12-10 |
24-32 |
NICKEL STEEL |
196-241 |
B93-100 |
90-120 |
15-12 |
24-32 |
CAST IRON |
126-302 |
B70-C33 |
60-118 |
15-10 |
24-32 |
CAST IRON,CHILLED |
402 |
C42-C43 |
150 |
7-5 |
24-32 |
MARIABLE CAST IRON |
112-126 |
B66-B70 |
118 |
15-12 |
24-32 |
CAST STEEL |
286-302 |
C30-33 |
118 |
15-12 |
24-32 |
ALUMINIUM |
99-101 |
B54-50 |
90-140 |
17-12 |
24-48 |
DURALUMIN |
90-104 |
B48-53 |
118 |
12 |
32-45 |
COPPER |
80-85 |
B40-46 |
100-118 |
15-12 |
24-32 |
COPPER ALLOYS |
- |
- |
100-118 |
20-12 |
10-40 |
BRASS |
192-202 |
B92-94 |
118 |
15-12 |
0-17 |
BRONZE |
149-202 |
B80-94 |
118 |
15-10 |
0-32 | |
자료출처:화인드아이(www.find-i.co.kr)
더 많은 자료 http://www.machineinfo.co.kr
|