드릴링
Drilling |
시추작업은 드릴비트를 이용해 고형 소재에 원형 단면 구멍을 내는 절삭 공정이다. 드릴 비트는 보통 회전식 절삭공구로, 종종 멀티포인트다. 비트는 공작물에 눌려 분당 수백~수천 회전 속도로 회전한다. 이는 절삭 가장자리를 공작물에 대고 힘을 주어 구멍을 뚫을 때 구멍에서 칩(파편)을 잘라낸다.
암석 굴착에서 구멍은 보통 원형의 절단 운동을 통해 만들어지지는 않지만, 보통 비트는 회전한다. 대신 구멍은 대개 드릴 비트를 빠르게 반복되는 짧은 동작으로 구멍에 박아 만든다. 해머링 동작은 구멍 외부(상단 해머 드릴) 또는 구멍 내부(하단 해머 드릴, DTH)에서 수행할 수 있다. 수평 드릴링에 사용되는 드릴을 드리프터 드릴이라고 한다.
드문 경우지만 특별한 모양의 비트를 사용하여 비원형 단면의 구멍을 자르는데, 사각 단면이 가능하다.[1]
과정
드릴로 뚫린 구멍은 입구 쪽에 날카로운 모서리가 있고 출구 쪽에 버러가 있는 것이 특징이다(제거하지 않은 경우). 또한 구멍 안쪽에는 보통 나선형 사료 자국이 있다.[2]
드릴링은 구멍 개구부 주변에 낮은 잔류 응력과 새로 형성된 표면에 매우 얇은 고응력 및 교란 재료 층을 생성함으로써 공작물의 기계적 특성에 영향을 미칠 수 있다. 이로 인해 공작물이 응력 표면의 부식 및 균열 전파에 더 취약해진다. 이러한 유해한 조건을 방지하기 위해 마감 작업을 수행할 수 있다.
분쇄 드릴 비트의 경우 모든 칩은 플룻을 통해 제거된다. 칩은 재료 및 공정 매개변수에 따라 긴 나선형 또는 작은 편평형을 형성할 수 있다.[2] 형성된 칩의 종류는 재료의 가공성을 나타내는 지표일 수 있으며, 긴 칩은 좋은 재료 가공성을 나타낸다.
가능한 경우 드릴로 뚫은 구멍이 공작물 표면에 수직으로 위치해야 한다. 이는 드릴 비트가 의도된 보어 중심선으로부터 꺾여 구멍이 잘못 배치되는, 즉 "걸어가는" 경향을 최소화한다. 드릴 비트의 길이 대 지름 비율이 높을수록 걷는 경향도 크다. 걷는 경향은 다음과 같은 여러 가지 다른 방법으로도 선점된다.
드릴링에 의해 생성된 표면 마감은 32 ~ 500 마이크로인치의 범위일 수 있다. 피니시 컷(finish cut)은 32마이크로인치 가까이 표면이 생성되며, 러핑은 500마이크로인치 가까이 된다.
절삭유는 드릴 비트를 냉각시키고, 공구 수명을 증가시키며, 속도와 피드를 증가시키고, 표면 마감을 증가시키며, 칩을 배출하는 데 도움을 주기 위해 일반적으로 사용된다. 이러한 유체의 적용은 일반적으로 공작물에 냉각제와 윤활유를 범람시키거나 스프레이 미스트를 가함으로써 이루어진다.[2]
어떤 드릴을 사용할지 결정함에 있어 당면한 과제를 고려하고 어떤 드릴이 작업을 가장 잘 수행할지 평가하는 것이 중요하다. 각각 다른 목적을 위한 다양한 드릴 스타일이 있다. 아랜드 훈련은 지름이 하나 이상 뚫을 수 있다. 스페이드 드릴은 더 큰 크기의 구멍을 뚫는 데 사용된다. 인덱스 가능한 드릴은 칩 관리에 유용하다.[2]
스폿 드릴링
스폿 시추의 목적은 마지막 구멍을 뚫는 데 가이드 역할을 할 구멍을 뚫는 것이다. 이 구멍은 다음 시추 과정의 시작을 안내하는 용도로만 사용되기 때문에 공작물에 부분적으로만 뚫려 있다.
중앙 시추
중앙 드릴은 60° 카운터링크가 있는 트위스트 드릴로 구성된 2단 공구로, 회전 또는 연삭을 위한 센터 사이에 장착할 공작물에 카운터링크 중앙 구멍을 드릴로 뚫는 데 사용된다.
딥홀 시추
딥홀 드릴링은 구멍 지름의 10배가 넘는 깊이의 구멍을 뚫는 것으로 정의된다.[3] 이러한 유형의 구멍은 직선성과 공차를 유지하기 위한 특수 장비가 필요하다. 다른 고려사항은 둥글고 표면 마감이다.
딥 홀 드릴링은 보통 몇 가지 툴링 방법(대개 총 드릴링 또는 BTA 드릴링)으로 달성할 수 있다. 냉각재 유입방식(내부 또는 외부)과 칩 제거방식(내부 또는 외부)으로 구분된다. 회전 공구와 역회전 공작물과 같은 방법을 사용하는 것은 필요한 직선 공차를 달성하기 위한 일반적인 기술이다.[4] 2차 툴링 방법으로는 트레패닝, 스키와 버니싱, 당기는 재미, 병 따분함이 있다. 마지막으로, 진동 드릴링이라는 새로운 종류의 드릴링 기술이 이 문제에 직면할 수 있다. 이 기술은 드릴의 축방향 진동에 의해 칩을 분해한다. 작은 칩은 드릴의 플룻에 의해 쉽게 제거된다.
첨단 감시 시스템은 힘, 토크, 진동 및 음향 방출을 제어하기 위해 사용된다. 진동은 종종 드릴이 깨질 수 있는 깊은 구멍 뚫기의 주요 결함으로 간주된다. 특수 냉각수는 보통 이러한 유형의 시추에 도움이 되도록 사용된다.
건 드릴링
총 드릴링은 원래 총통을 드릴로 뚫기 위해 개발되었으며, 더 작은 직경의 깊은 구멍을 뚫는 데 흔히 사용된다. 깊이 대 지름 비율은 심지어 300:1보다 클 수 있다. 총 시추의 주요 특징은 비트가 자기 중심적이라는 것이다; 이것이 그렇게 깊은 정확한 구멍을 가능하게 하는 것이다. 비트는 트위스트 드릴과 유사한 회전 운동을 사용하지만, 비트는 드릴 비트를 중심에 두고 구멍 표면을 따라 미끄러지는 베어링 패드로 설계된다. 총 드릴링은 보통 고속과 낮은 공급 속도로 이루어진다.
트레패닝
트레패닝은 일반적으로 표준 드릴 비트가 타당하지 않거나 경제적이지 않은 경우 직경이 큰 구멍(최대 915mm(36.0인치))을 만드는 데 사용된다. 트레패닝은 제도 나침반의 작업과 유사한 솔리드 디스크를 잘라내 원하는 직경을 제거한다. Trepanning은 판금, 화강암, 판 또는 I-Beam과 같은 구조 부재와 같은 평평한 제품에서 수행된다. Trepanning은 O-링과 같은 밀봉을 삽입하기 위한 홈을 만드는 데도 유용할 수 있다.
마이크로드릴링
마이크로드릴링은 0.5mm(0.020인치) 미만의 구멍을 뚫는 것을 말한다. 이 작은 직경의 구멍을 뚫는 것은 냉각수 공급 드릴을 사용할 수 없고 높은 스핀들 속도가 필요하기 때문에 더 큰 문제를 야기한다. 10,000 RPM을 초과하는 높은 스핀들 속도도 균형잡힌 툴 홀더를 사용해야 한다.
진동 천공
진동 시추에 대한 최초의 연구는 1950년대에 시작되었다(모스크바 바우만 대학교 V.N. 포두라예프 박사). 주된 원리는 칩이 분해되어 절단 구역에서 쉽게 제거되도록 드릴의 이송 운동 외에 축 진동이나 진동을 발생시키는 것이다.
진동 천공에는 자체 유지 진동 시스템과 강제 진동 시스템의 두 가지 주요 기술이 있다. 대부분의 진동 드릴링 기술은 아직 연구 단계에 있다. 자가 유지 진동 드릴링의 경우 절삭 중 자연적으로 진동하도록 공구의 고유주파수를 사용하며, 공구 홀더에 포함된 매스 스프링 시스템에 의해 진동이 자가 유지된다.[5] 다른 작품들은 압전 시스템을 사용하여 진동을 발생시키고 조절한다. 이러한 시스템은 작은 크기(약 몇 마이크로미터)에 대해 높은 진동 주파수(최대 2kHz)를 허용하며, 특히 작은 구멍을 뚫는 데 적합하다. 마지막으로 진동은 기계 시스템에 의해 발생할 수 있다:[6] 주파수는 회전 속도와 회전당 진동 수(회전당 몇 개의 진동)의 조합에 의해 주어지며, 크기는 약 0.1 mm이다.
이 마지막 기술은 완전히 산업화된 기술이다(예: MITIS의 SineHoling® 기술). 진동 드릴링은 심층 구멍 뚫기, 복합 재료 스택 드릴링(에로노믹스), 드라이 드릴링(윤활유 미포함)과 같은 상황에서 선호되는 솔루션이다. 일반적으로 신뢰성이 향상되고 시추작업에 대한 제어력이 향상된다.
원 보간법
궤도 시추라고도 불리는 원 보간술은 기계 절단기를 이용해 구멍을 만드는 과정이다.
궤도 드릴링은 절삭 공구를 자신의 축을 중심으로 회전하는 것과 동시에 절삭 공구의 축으로부터 오프셋되는 중심 축을 중심으로 회전하는 것에 기초한다. 그런 다음 절삭 공구를 축방향으로 동시에 이동하여 구멍을 뚫거나 기계화할 수 있으며, 또는 개구부 또는 공동체를 기계화하기 위해 임의의 측면 방향 움직임과 결합할 수 있다.
오프셋을 조정하면 그림과 같이 특정 직경의 절단 공구를 사용하여 직경이 다른 구멍을 뚫을 수 있다. 이는 절삭공구 재고가 실질적으로 감소될 수 있음을 의미한다.
궤도 시추라는 용어는 절삭 공구가 구멍 중앙을 "궤도"하는 데서 유래한다. 궤도 시추에서 기계적으로 강제적이고 역동적인 오프셋은 구멍 정밀도를 획기적으로 높이는 기존 시추에 비해 몇 가지 장점이 있다. 추력력이 낮아지면 금속을 천공할 때 부르르 없는 구멍이 생긴다. 복합 재료를 드릴로 천공할 때 담수화 문제가 제거된다.[7]
재료
금속 천공
정상적인 사용 조건에서 파편은 드릴 비트의 플러싱에 의해 드릴 비트의 끝에서 위로 운반되고 제거된다. 절삭 가장자리는 더 많은 칩을 생산하여 구멍으로부터 칩의 바깥쪽으로 계속 이동시킨다. 이는 정상적인 구멍보다 깊거나 후진력이 부족하기 때문에 칩이 너무 촘촘하게 포장될 때까지 성공한다(시추하는 동안 구멍에서 드릴을 약간 또는 완전히 제거). 절삭유는 때때로 팁과 칩의 흐름을 냉각 및 윤활하여 이러한 문제를 완화하고 공구의 수명을 연장하는데 사용된다. 냉각수는 총 드릴을 사용할 때 흔히 발생하는 드릴 션크를 통해 구멍을 통해 유입될 수 있다. 특히 알루미늄을 절단할 때 절삭유는 구멍을 뚫는 과정에서 금속이 드릴 비트를 잡지 않도록 하면서 부드럽고 정확한 구멍을 보장하는 데 도움이 된다. 드릴 비트를 잡아 '채터'를 일으킬 수 있는 황동, 기타 연금속을 자를 때, 약 1-2mm의 얼굴을 절삭 가장자리에 갈아 91~93도의 둔각도를 만들 수 있다. 이를 통해 드릴이 금속을 자르기보다 눈물을 흘리는 '채터'를 방지한다. 하지만, 그러한 비트 커팅 가장자리로, 드릴은 금속을 잡기는커녕, 금속을 밀어내고 있다. 이것은 높은 마찰과 매우 뜨거운 파편을 만들어낸다.
무거운 피드 및 비교적 깊은 구멍의 경우 드릴 비트에 오일 홀 드릴을 사용하며, 비트의 작은 구멍을 통해 드릴 헤드로 윤활유가 펌프되어 플링크를 따라 흘러나온다. 기존의 드릴 프레스 배치는 오일홀 시추에 사용할 수 있지만 드릴 비트보다 회전하는 공작물인 자동 드릴링 기계에서 더 흔히 볼 수 있다.
컴퓨터 수치 제어에서 과정 .mw-parser-output .vanchor>.:target~.vanchor-text{background-color:#b1d2ff}peck 시추 가능한 혹은 방해되지 않는 상처 시추 가능할 때 깊은 구멍(대략 때 구멍의 깊이 세번 훈련 직경보다 큰 구멍을 해롭게 생기는 절삭하기 위해 사용된다(CNC)기계 도구이다.eter cm이다. 펙 드릴링은 드릴 직경의 5배를 넘지 않는 드릴 부분을 공작물을 통해 떨어뜨린 후, 그것을 표면으로 후퇴시키는 것을 포함한다. 이것은 구멍이 끝날 때까지 반복된다. 고속 펙 드릴링 또는 칩 파손이라고 불리는 이 공정의 변형된 형태는 드릴을 약간 후퇴시킬 뿐이다. 이 과정은 더 빠르지만 적당히 긴 구멍에만 사용되며 그렇지 않으면 드릴 비트가 과열된다. 그것은 또한 칩을 깨기 위해 끈적거리는 물질을 드릴로 뚫을 때도 사용된다.[8][9][self-published source?][10]
자재를 nN с 기계에 반입할 수 없을 때에는 자기 베이스 드릴링 머신을 사용할 수 있다. 그 기지는 수평 위치, 심지어 천장에까지 구멍을 뚫을 수 있다. 보통 이런 기계의 경우 커터가 더 적은 속도로 훨씬 빠르게 드릴링할 수 있기 때문에 커터를 사용하는 것이 좋다. 커터 크기는 12mm~200mm 직경 및 30mm~200mm DOC(절단 깊이)까지 다양하다. 이 기계들은 건설, 제조, 해양, 석유 가스 산업에서 널리 사용된다. 석유·가스 산업에서는 공압 자기 드릴링 머신이 스파크를 피하기 위해 사용되며, 내부에서도 크기가 다른 파이프에 고정할 수 있는 특수 튜브 자기 드릴링 머신이 사용된다. 강판 시추기는 강재 건설, 교량 건설, 조선소 및 건설 분야의 다양한 분야에서 고품질 솔루션을 제공한다.
목재 천공
나무는 대부분의 금속보다 부드러우며, 나무에서 구멍을 뚫는 것은 금속에서 구멍을 뚫는 것보다 훨씬 쉽고 빠르다. 절삭유체는 사용되거나 필요하지 않다. 목재 시추의 주요 쟁점은 출입구를 깨끗하게 하고 화재를 방지하는 것이다. 타는 것을 피하는 것은 날카로운 비트와 적절한 절단 속도를 사용하는 것이다. 드릴 비트는 구멍의 상단과 하단에 있는 나무 조각들을 찢을 수 있으며, 이것은 미세한 목공 용도로는 바람직하지 않다.
금속작업에 사용되는 유비쿼터스 트위스트 드릴 비트는 목재에서도 잘 작동하지만, 구멍의 출입구에서 나무를 쪼아내는 경향이 있다. 거친 목공용 구멍에서처럼 구멍의 질이 중요하지 않은 경우도 있고, 나무의 빠른 절삭을 위한 많은 비트가 존재하는데 스페이드 비트, 자가식용 오거 비트 등이 있다. 브래드 포인트 비트, 포스트너 비트, 홀 톱을 포함한 많은 종류의 나무의 지루한 클린 홀을 위한 전문 드릴 비트가 개발되었다. 출구의 치핑은 작업물 뒤쪽으로 나무 조각을 사용함으로써 최소화할 수 있으며, 같은 기법을 사용하여 구멍 입구를 깔끔하게 유지하기도 한다.
구멍은 드릴 비트를 나무 안으로 밀어 넣고 보조개를 만들어 정확하게 배치할 수 있어 나무에서 시작하기가 쉽다. 따라서 그 비트들은 방황하는 경향이 거의 없을 것이다.
다른이들
플라스틱뿐만 아니라 다른 비금속과 같은 일부 물질과 일부 금속은 원하는 것보다 더 작은 구멍을 만들 정도로 충분히 가열하는 경향이 있다.
관련 프로세스
다음은 종종 시추에 수반되는 몇 가지 관련 프로세스들이다.
- 카운터보링
- 이 과정은 더 큰 직경이 작은 직경을 따라 부분적으로 구멍 안으로 들어가는 계단식 구멍을 만든다.
- 카운터링킹
- 이 과정은 반대 방향과 비슷하지만 구멍의 단계는 원뿔모양이다.
- 지루하다
- 보링은 1점 커터를 이용해 이미 존재하는 구멍을 정밀하게 넓힌다.
- 마찰 드릴링
- 피사체를 절단하는 대신 (열과 압력 하에서) 플라스틱 변형을 사용하여 구멍을 뚫는 것.
- 레밍
- 레밍은 구멍의 크기를 확대하여 부드러운 면을 남기기 위한 것이다.
- 스폿 면
- 이는 밀링과 유사하며, 국부적인 면적의 공작물에 평평한 기계 표면을 제공하기 위해 사용된다.
참고 항목
참조
- ^ Wolfram(수학 소프트웨어) 웹 사이트: 사각형 구멍 뚫기
- ^ Jump up to: a b c d Todd, Robert H.; Allen, Dell K.; Alting, Leo (1994), Manufacturing Processes Reference Guide, Industrial Press Inc., pp. 43–48, ISBN 978-0-8311-3049-7.
- ^ Bralla, James G. (1999). Design for manufacturability handbook. New York: McGraw-Hill. p. 4‐56. ISBN 978-0-07-007139-1.
- ^ "What Is Deep Hole Drilling? An Overview".
- ^ Paris, Henri (2005). "Modelling the Vibratory Drilling Process to Foresee Cutting Parameters". Cirp Annals. 54: 367–370. doi:10.1016/S0007-8506(07)60124-3.
- ^ Peigné, Grégoire (2009). Axial machining device. WO/2011/061678 (patent).
- ^ 드림라이너, 항공우주 엔지니어링 및 제조, SAE 국제 출판물, 2009년 3월, 페이지 32에 이르는 궤도 드릴링
- ^ Smid, Peter (2003), CNC programming handbook (2nd ed.), Industrial Press, p. 199, ISBN 978-0-8311-3158-6.
- ^ Hurst, Bryan (2006), The Journeyman's Guide to CNC Machines, Lulu.com, p. 82, ISBN 978-1-4116-9921-2.[자체 분석 소스]
- ^ Mattson, Mike (2009), CNC Programming: Principles and Applications (2nd ed.), Cengage Learning, p. 233, ISBN 978-1-4180-6099-2.
외부 링크
 | 무료 사전인 Wiktionary에서 드릴링을 찾아 보십시오. |
