드릴링(Drilling)
드릴링은 금속가공에서 가장 일반적인 프로세스인 구멍을 뚫는 작업입니다. 드릴을 회전시키면서 회전축 방향으로 이송하는 것이 드릴링의 기본 작업입니다. 드릴링은 얕은 홀, 깊은 홀, 전체 홀 가공 등으로 나뉩니다.
드릴링 머신은 드릴, 리머 등의 선단 공구를 고정해서 홀을 가공하는 기계입니다. 선단 공구를 교체하면 다양한 직경, 깊이의 홀 가공이 가능합니다.
드릴링 머신 사용방법
| 순서 | 작업 과정 | 설명 |
|---|---|---|
| 1 | 가공물 확인 및 드릴 회전수 조정 | 가공할 물체를 확인하고, 드릴링에 적합한 회전수를 설정합니다. |
| 2 | 가공물을 작업대에 고정 | 가공물이 움직이지 않도록 작업대에 안정적으로 고정합니다. |
| 3 | 구멍 뚫을 위치 확인 | 드릴을 사용하여 구멍을 뚫을 정확한 위치를 결정합니다. |
| 4 | 드릴 켜고 원하는 깊이만큼 구멍 뚫기 | 드릴을 가동시키고, 핸들을 조작해 원하는 깊이까지 구멍을 뚫습니다. |
드릴링 특징
드릴 비트는 회전식 절삭 공구로, 팁이 여럿인 멀티 비트들이 자주 사용됩니다. 드릴링 머신은 주축에 드릴을 고정하여 회전시키면서 동시에 이송을 주어 일감에 구멍을 뚫는 기계입니다.
| 드릴링의 특징 | 설명 |
|---|---|
| 회전 속도 | 드릴 비트를 공작물에 누른 후 분당 수백 또는 수천 회에 달하는 속도로 회전 |
| 날끝각(Point Angle) | 90도 드릴은 길고 얇은 칩 생성, 135도 드릴은 짧고 두꺼운 칩 생성 |
| 추력 발생 | 드릴 작업 시 추력의 약 65%가 CHISEL 부위에서 발생, 관통 시 BURR 발생 |
| 스텝 드릴 | 곡면이나 구면에 안정적으로 타공 가능 |
| 센터 드릴 | 홈 길이가 짧아 강성이 있음, 위치 결정을 위해 사용될 수 있음 |
드릴링의 장단점
장점
| 장점 | 설명 |
|---|---|
| 높은 정확도 | 드릴링은 높은 정확도를 제공합니다. |
| 다양한 크기와 모양의 구멍 공정 | 다양한 크기와 모양의 구멍을 정확히 공정할 수 있습니다. |
| 여러 작업 동시 완료 가능 | 여러 드릴링 작업을 동시에 완료할 수 있습니다. |
| 레이저 드릴링 가능성 | 레이저 드릴링은 다양한 재료에 대해 수행할 수 있으며, 다수의 고밀도 그룹 홀 가공에 적합합니다. |
단점
| 단점 | 설명 |
|---|---|
| 열과 진동으로 인한 손상 가능성 | 큰 구멍을 뚫거나 재료가 단단한 경우 열과 진동으로 인해 공정 과정에서 손상이 발생할 가능성이 있습니다. |
| 과도한 크기의 구멍 어려움 | 과도한 사이즈의 구멍이 필요할 때에는 드릴링만으로는 어려울 수 있습니다. |
| 열처리된 재료 가공 어려움 | 열처리가 완료된 재료의 경우 가공이 힘들 수 있습니다. |
보링(Boring)
보링(boring)은 드릴로 뚫은 구멍을 크게 하는 과정을 의미합니다. 보링 가공은 기존 홀을 확대하거나 기존 홀의 품질을 개선하는 가공 공정입니다.
보링 가공은 머시닝 센터와 수평 보링 기계에서 작업됩니다. 회전 공구가 홀을 통해 축 방향으로 이송됩니다. 대부분의 홀은 하우징이나 케이싱 같은 각기둥 모양 가공물의 관통 홀입니다.
보링에는 수세식보링, 충격식보링, 회전식보링이 있습니다. 구멍을 뚫는 기계는 천공기로 부릅니다.
보링의 종류
보링의 종류에는 다음이 있습니다.
| 보링의 종류 | 설명 |
|---|---|
| 1. 오거 보링 | 나선형 송곳을 인력으로 지중에 틀어박는 방법. 가장 간단하며, 깊이 10m 이내의 점토층에 사용 |
| 2. 수세식 보링 | 비교적 연약한 토사에 수압을 이용. 선단에 충격을 주어 이중관을 박고 물을 뿜어내어 파진 흙과 물을 배출. 깊이 30m 정도의 연결층에 사용 |
보링 머신 사용 시 고려사항
보링 머신을 사용할 때는 다음과 같은 점을 고려해야 합니다.
절삭유
절삭유는 공구와 가공물 소재 사이의 칩 배출, 냉각 및 윤활을 담당합니다. 5–8% 수용성 오일 혼합물을 사용하며, 압력과 유량이 높을수록 칩 배출이 개선됩니다. 알루미늄에서는 오일 미스트 절삭유나 최소 윤활을 사용할 수 있습니다. 짧은 칩 소재의 경우 가급적이면 수평 또는 관통 홀 가공에서 건식 보링 가공을 수행할 수 있습니다.
보링 바
보링 바는 bite를 고정하고 주축의 구멍에 끼워 회전시키거나 holder에 고정하여 사용하는 봉입니다. 가공부의 지름이 커서 보링 바에 bite를 고정하는 것만으로는 곤란할 경우에는 가공지름을 크게 확장할 수 있는 보링 헤드를 사용합니다.
작업물의 크기
작업물의 크기보링 머신은 공작물이 크고 테이블에서 가공하기 어려운 공작물을 가공하는 데 사용됩니다. 스핀들의 지름이 100mm 이상일 때 사용합니다.
작업물의 정밀도
작업물의 정밀도지그 보링머신은 주로 공구나 지그가공을 목적으로 하고, 높은 정밀도를 요구하는 가공물, 정밀기계의 구멍 가공 등에 사용됩니다. 외부환경 변화에 따른 영향을 받지 않도록 항온, 항습실에 설치합니다.
보링의 장단점
장점
| 장점 | 설명 |
|---|---|
| 높은 정확성 | 보링은 높은 정확성을 제공합니다. |
| 요구 치수 정확히 충족 가능 | 요구되는 치수를 정확히 충족할 수 있습니다. |
| 다양한 깊이 처리 가능 | 리밍에 비해 더 다양한 깊이를 처리할 수 있습니다. |
단점
| 단점 | 설명 |
|---|---|
| 가공 속도 느림 | 가공 속도가 느리다는 단점이 있습니다. |
| 높은 장치 가격 | 사용되는 장치의 가격이 높습니다. |
| 상대적으로 높은 가공 비용 | 가공 비용이 상대적으로 높을 수 있습니다. |
| 비용이 많이 듦 | 전반적으로 비용이 많이 들 수 있습니다. |
드릴링과 보링의 관계
결국, 드릴링은 드릴을 회전시키면서 회전축 방향으로 이송하는 작업입니다. 보링은 이미 뚫린 구멍을 더욱 크게 정밀하게 뚫는 작업입니다. 보링은 드릴링에 비해 좀 더 정확한 가공 과정입니다.
마무리
드릴링과 보링은 기계 가공 분야에서 널리 사용되는 두 가지 중요한 공정입니다. 이 두 공정은 각각의 독특한 특징과 장단점을 가지고 있으며, 적절히 활용될 때 높은 효율성과 정밀성을 발휘할 수 있습니다.
드릴링은 주로 구멍을 시작하는 데 사용되는 공정으로, 다양한 재료에 대해 빠르고 효율적으로 적용할 수 있다는 장점이 있습니다. 간단한 구조의 도구를 사용하기 때문에 비용 효율적이며, 초보자도 쉽게 접근할 수 있습니다. 그러나, 드릴링은 공구의 중심 이탈이나 구멍의 정밀도와 마감 품질을 완벽하게 제어하기 어렵다는 단점도 있습니다.
반면, 보링은 이미 존재하는 구멍의 지름을 확장하거나 정밀도를 높이는 데 사용됩니다. 이 공정은 매우 높은 정밀도와 우수한 표면 마감을 달성할 수 있으며, 복잡한 형상의 구멍 가공에도 적합합니다. 그러나 보링은 드릴링에 비해 공정 속도가 느리며, 고가의 장비와 고도의 기술이 요구된다는 단점이 있습니다.
결론적으로, 드릴링과 보링은 각각의 고유한 장단점을 가지고 있으며, 가공하고자 하는 제품의 요구 사항과 목표에 맞춰 적절한 공정을 선택하는 것이 중요합니다. 드릴링은 빠르고 비용 효율적인 초기 구멍 가공에 적합한 반면, 보링은 높은 정밀도와 우수한 마감 품질이 요구되는 경우에 이상적입니다.