무결점 드릴링: 경화 합금의 고정밀 초경 드릴로 효율성 극대화

솔리드 초경 드릴링의 고정밀 정의

현대 가공 영역에서 "고정밀"이라는 용어는 단순한 마케팅 라벨이 아니라 정량화 가능한 기술 표준입니다. 홀 공차가 느슨한(예: /-0.1mm) 일반 홀 가공에는 표준 초경 드릴로 충분할 때가 많습니다. 그러나 진정한 고정밀 초경 드릴은 솔리드에서 직접 H7 이상의 공차를 달성하도록 설계되어 종종 후속 리밍 또는 보링 작업이 필요하지 않습니다. 이러한 공구는 일반적으로 초미립자 텅스텐 카바이드와 같은 특정 모재 구성이 특징이며, 극한의 절삭 부하에서도 모서리 무결성을 유지하는 데 필요한 경도와 가로 파열 강도를 제공합니다.

이러한 드릴의 특징은 총 표시 런아웃(T.I.R.)과 생크 공차입니다. 고정밀 드릴은 일반적으로 h6의 생크 공차를 특징으로 하여 유압 척 또는 열박음 척에 거의 완벽하게 맞도록 보장합니다. 이러한 강성은 가장 중요합니다. 인코넬, 티타늄 또는 경화 공구강(45-65 HRC)과 같은 재료를 드릴링할 때 런아웃이 10미크론이라도 공구 수명과 구멍 품질이 크게 저하될 수 있습니다.

칩 배출 및 안정성을 위한 중요한 기하학적 특징

고정밀 드릴의 형상은 셀프 센터링 기능과 칩 배출 효율성 간의 복잡한 균형을 이루고 있습니다. 표준 조버 드릴과 달리 고정밀 변형은 다면 포인트 그라인드 또는 특수한 "S-커브" 치즐 에지를 활용하는 경우가 많습니다. 이 설계는 스러스트력을 줄이고 드릴이 작업물과 접촉하는 즉시 자체 중심을 잡을 수 있도록 하여 스폿 드릴 없이 위치 정확도를 유지하는 데 중요합니다.

플루트 디자인 및 나선 각도

칩 관리는 심공 드릴링에서 가장 일반적인 실패 지점입니다. 고정밀 드릴은 가변 나선 각도 또는 연마된 플루트를 사용하여 칩 흐름을 가속화합니다. 스테인리스강이나 알루미늄을 드릴링할 때 더 가파른 나선(30° 이상)은 칩을 구멍에서 빠르게 들어 올리는 데 도움이 됩니다. 반대로, 더 단단한 재료의 경우 나선형 각도가 낮을수록 코어가 더 두꺼워지고 비틀림에 저항하는 단면 강도가 더 커집니다.

이중 마진 아키텍처

프리미엄 초경 드릴의 특징은 "이중 마진" 디자인입니다. 표준 드릴에는 도구를 안내하기 위해 랜드당 하나의 마진이 있는 반면, 고정밀 모델에는 두 번째 마진이 포함되는 경우가 많습니다. 이는 보조 가이드 베어링 역할을 하여 드릴 작업을 원활하게 하고 광택 도구처럼 작동합니다. 그 결과 리밍에 필적하는 표면 마감 처리된 드릴 구멍이 탄생하며 종종 1.6미크론 미만의 Ra 값을 달성합니다.

성능 최적화: 코팅 및 절삭유 전략

고속 가공 시 절삭날에서 발생하는 열 충격을 모재만으로는 견딜 수 없습니다. 고급 물리 기상 증착(PVD) 코팅은 필수적입니다. AlTiN(알루미늄 티타늄 질화물) 및 TiSiN(티타늄 실리콘 질화물)은 고정밀 응용 분야의 업계 표준입니다. 이러한 나노 복합 코팅은 열 장벽을 생성하여 열이 도구 기판으로 전달되는 대신 칩을 통해 배출될 수 있도록 합니다.

• AlTiN(알루미늄 티타늄 질화물): 최대 50HRC 강철의 건식 가공 또는 최소량 윤활(MQL)에 이상적입니다.
• TiSiN(티타늄 실리콘 질화물): 경화강 및 초합금에 적합한 극도의 경도와 내산화성을 제공합니다.
• 다이아몬드 유사 탄소(DLC): 특히 구성인선(BUE)을 방지하기 위해 알루미늄, 구리 등의 비철 재료에 사용됩니다.

또한 내부 절삭유 용량은 고정밀 환경에서 깊은 드릴링(직경의 3배 이상의 깊이)을 위한 타협할 수 없는 요구 사항입니다. 내부 절삭유 드릴은 절삭 영역에 고압 유체를 직접 전달하여 칩을 플러시하고 절삭날을 즉시 냉각시킵니다. 이는 불량한 표면 조도와 치명적인 공구 파손의 주요 원인인 칩 재절삭을 방지합니다.

경화강 적용을 위한 권장 매개변수

고정밀 초경 드릴을 실행하려면 엄격한 매개변수를 준수해야 합니다. 피드와 속도를 "추측"하면 필연적으로 조기 마모가 발생합니다. 아래는 코팅된 고정밀 초경 드릴을 사용하여 공구강(H13, D2)을 48-52HRC로 천공하는 참고표입니다. 설정의 강성은 최적이라고 가정됩니다.

일반적인 마모 패턴 문제 해결

프리미엄 툴링을 사용하더라도 문제가 발생할 수 있습니다. 중고 드릴의 마모 패턴을 식별하는 것은 공정 오류를 진단하는 가장 효과적인 방법입니다. 작업자는 정기적으로 확대하여 절단 가장자리와 마진을 검사해야 합니다.

• 외부 코너 치핑: 일반적으로 재료 경도에 비해 과도한 런아웃 또는 절단 속도가 너무 높다는 것을 나타냅니다. 공구 홀더 T.I.R을 확인하세요. 그리고 RPM을 줄여보세요.
• 끌 가장자리 마모: 이송 속도가 너무 낮아 공구가 절단되지 않고 마찰을 일으키거나 기계의 중심 높이가 잘못 정렬되었음을 나타냅니다. 이송 속도를 약간 높이십시오.
• 내장형 엣지(BUE): 부드러운 소재에서 흔히 볼 수 있습니다. 이는 냉각수 농도가 너무 낮거나 코팅이 재료에 적합하지 않음을 나타냅니다(예: AlTiN이 알루미늄에 달라붙는 경우).
• 마진 마모: 마진의 과도한 마모는 일반적으로 홀 수축(드릴에서 재료가 막히는 현상) 또는 절삭유 윤활 부족을 나타냅니다.

투자 고정밀 초경 드릴 사이클 시간을 줄이고 2차 마무리 공정을 제거하여 상당한 투자 수익을 제공합니다. 그러나 성능은 견고한 시스템, 올바른 매개변수 및 사전 예방적인 공구 수명 관리에 따라 달라집니다.