드릴링 머신 이해: 목재 및 금속에서의 작동 원리

드릴링 머신의 작동 원리는 목재, 금속, 암석 등 다양한 재료와 분야에 적용됩니다. 이는 다양한 건설 회사가 드릴링 머신을 사용한다는 사실을 보여줍니다. 특정 작업에 적합한 다양한 유형으로 제작됩니다.

오늘은 금속과 목재에서 드릴링 머신의 작동 원리를 살펴보겠습니다.

금속 드릴링 작업

이 금속 작업에서 스와프(swarf)는 드릴 비트 플루팅(fluting)에 의해 드릴 비트 팁에서 제거됩니다. 절삭 팁은 더 많은 칩을 생성하여 구멍에서 바깥쪽으로 칩의 이동을 지속시킵니다. 절삭유 또는 냉각제는 팁과 칩 흐름을 냉각 및 윤활하여 공구 수명을 연장하기 위해 때때로 적용됩니다.

건 드릴(gun drill) 사용 시 냉각제가 드릴 생크(shank)와 함께 도입될 수 있으며, 주로 알루미늄 드릴링에 사용됩니다. 절삭유는 매끄럽고 정확한 절단을 보장하고 드릴링 중 금속이 드릴 비트를 잡는 것을 방지합니다.

브라스와 같은 부드러운 금속을 절단할 때 드릴 비트를 잡게 하고 채터(chatter)를 유발할 수 있습니다. 절삭 날에 1-2mm를 연마하여 91-93도의 둔각을 만들 수 있습니다. 이는 채터를 방지하고 대신 금속을 절단합니다. 절삭 공구 날은 금속을 잡는 대신 밀어내어 높은 마찰과 뜨거운 스와프를 생성합니다.

중량 이송과 비교적 깊은 구멍에서는 오일 홀 드릴(oil-hole drills)이 드릴 비트에 사용됩니다. 비트의 작은 구멍을 통해 드릴 헤드로 윤활유를 펌핑하고 플루팅을 따라 밖으로 흐르도록 설계되었습니다. 관례적인 드릴 프레스 배열을 오일 홀 드릴링에 사용할 수 있습니다. 그러나 공작물이 회전하고 드릴 비트가 회전하지 않기 때문에 자동 드릴링 기계에서 더 일반적입니다.

CNC(컴퓨터 수치 제어) 머신 툴에서는 펙 드릴링(peck drilling) 또는 인터럽티드 컷 드릴링(interrupted cut drilling)이라고도 합니다. 깊은 구멍에서 스와프가 해롭게 축적되는 것을 방지하기 위해 사용됩니다.

이 펙 드릴링은 드릴을 재료에 부분적으로(드릴 직경의 5배 이상) 꽂았다가 표면으로 후퇴시키는 것을 반복하여 절삭이 완료될 때까지 수행합니다.

고급 방식은 고속 펙 드릴링(high-speed peck drilling) 또는 칩 브레이킹(chip breaking)이라고 하며, 드릴을 약간만 후퇴시킵니다. 공정이 더 빠르지만 적당히 긴 구멍에서만 사용되며, 그렇지 않으면 드릴 비트가 과열됩니다. 끈적한 재료 드릴링 시 칩을 부수는 데에도 사용됩니다.

CNC 머신의 또 다른 좋은 대안은 마그네틱 베이스 드릴링 머신(Magnetic Base Drilling Machine)입니다. 이 유형에서는 베이스가 수평 위치와 천장에서도 드릴링을 허용합니다. 이 기계에서는 커터를 사용해야 하는데, 더 낮은 속도에서 더 빠르게 드릴링하기 때문입니다. 커터 크기는 12mm-200mm 직경, 30mm-200mm 절삭 깊이로 다양합니다. 베이스 드릴링 머신은 건설, 제작, 해양, 석유 및 가스 산업에서 널리 사용됩니다.

연구에 따르면 석유 및 가스 산업에서는 스파크를 피하기 위해 공압 마그네틱 드릴링 머신을 사용하며, 다양한 크기의 파이프에 고정하거나 내부에서도 사용할 수 있는 특수 튜브 마그네틱 드릴링 머신도 사용합니다.

목재 드릴링

목재는 대부분의 금속보다 부드러운 재료이므로 금속 드릴링보다 훨씬 쉽고 빠릅니다. 목재 드릴링에는 절삭유가 필요하지 않지만, 깨끗한 진입 및 출구 구멍을 보장하고 탄화를 방지하는 것이 문제입니다.

그러나 목재 드릴링 시 탄화는 정밀 목공 응용을 망치는 원치 않는 현상입니다. 날카로운 비트와 적절한 절삭 속도로 피할 수 있습니다. 금속 가공에 사용되는 트위스트 드릴 비트도 목재에서 완벽하게 작동하는데, 구멍의 진입과 출구에서 목재를 칩아웃(chip out)시키는 경향이 있습니다.

목재에 깨끗한 구멍을 뚫기 위한 특수 드릴 비트 유형이 많이 있습니다. 브래드 포인트 비트(brad-point bits), 포스트너 비트(forstner bits), 홀 쏘(hole saws) 등이 포함됩니다.