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[2] drilling(교과서 p.689)
공구의 회전운동과 축방향의 이송운동으로 구멍을 뚫는 것을 drilling이라 하며, 이에 사용되는 공작기계를
drilling machine이라 한다.
☞ drilling machine에서의 기본작업은
4편 절삭가공에서 이미 공부했다.
(1) 절삭속도 및 이송:
drill의 절삭속도는 절삭인의 위치에 따라 다르나, 특별한 지정이 없으면 외주상(外周上)의 절삭속도를
의미하며, 절삭속도 V(m/min), drill 지름 d(mm) 및 회전수 n(rpm)의 관계는 다음과 같다.
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(2) 절삭률:
다음 그림에서 절삭두께(uncut chip 두께) t 는
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절삭폭 b 는
이고, dm은 가공구멍의 지름, dw는 이미 뚫어진 구멍의 지름, Vf는 이송속도,
n은 drill의 회전수(rpm) 이다.
(3) 절삭저항 및 동력:
그림에서 Fp(kg)는 절인 1개에 작용하는 절삭저항, f (mm/rev)를 이송이라 하면
절삭인당 이송은 f/2 가 되고, 비절삭저항을 ks라 할 때 다음과 같이 쓸 수 있다.
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d/2 를 사이에 두고 작용하는 절삭저항 Fp에 대한 moment M(kg-mm)은 다음과 같다.
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 (a)
f가 커지면 치수효과에 의하여 ks는 감소하고, 큰 drill 에서는 chisel edge의
영향이 적어진다.
drii에 작용하는 절삭저항 및 추력
윗 그림(b)와 같이 추력(推力; thrust) T 의 일부는 절삭저항의 분력인 Fq ,
다른 일부는 chisel point 에 작용하는 추력 T₂에 기인한다. 경사각을 알면
절삭에 의하여 발생하는 추력 T₁은 쉽게 구할 수 있다. 실제에 있어서
유효경사각은 drill 의 외경 가까이에서 양(陽)의 값으로부터 chisel edge 근처에서는 음(陰)의 값으로 변한다.
보통 Fq/Fp = 0.5 ~ 1.0 정도이므로
윗 식에서 하한은 경사각이 크고 마찰이 적은 경우에 적용되고, 상한은 하한의 경우와 반대일 때 적용된다.
chisel 부의 추력 T2 의 계산은 실제 금속과 접촉하고 있는 chisel edge 부분을
쉽게 파악할 수 없기 때문에 어렵다. 이 부분은 이송과 절삭속도의 비가 변하면 변할 것이다.
chisel edge 의 접촉 면적은 개략적으로 그림 (c) 의 빗금 부분과 같이 web에 내접시킨 원의 10 ~ 20% 에
달한다. web 의 두께 d' 는 drill 의 지름과 함께 변하며, 지름 1/8in보다 작은 것에는 0.2d, 지름 1in보다
큰 것에는 0.1d 정도이다. chisel point의 압입작용은 경도시험에서와 유사하다. 따라서
T₂는
그림(a)와 그림(b)는 추력 및 절삭저항의 분포를 보여 준다.
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