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장쑤성 창저우시 신베이구 시샤슈 산업단지 양청후로 233-3번지（No.233-3 Yangchenghu Road,Xixiashu Industry Park, Xinbei District, Changzhou City, JiangsuProvince）
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4날 드릴 비트란 무엇입니까? 핵심 디자인 및 기능
표준 2플루트 트위스트 드릴에는 칩 배출을 위한 2개의 대칭 플루트가 있지만 4플루트 드릴 비트에는 절삭날이 2개 더 추가됩니다. 이 간단한 변화가 코어 두께, 강성, 칩 간격, 홀 직진도 등 모든 것을 변화시킵니다. 4개의 플루트는 더 큰 웹을 의미하며, 이는 동일한 직경의 2플루트 드릴에 비해 비틀림 강성을 30-50% 향상시킵니다.
트레이드 오프는 한 눈에 분명합니다. 코어 직경이 증가하면 플루트 부피가 줄어들어 칩이 들어갈 공간이 줄어듭니다. 알루미늄이나 연질 플라스틱의 경우 이러한 포장된 칩은 마찰, 열을 발생시키고 결국 도구를 압수합니다. 그렇기 때문에 4플루트 드릴은 드릴링 직후 사이드 밀링이나 챔퍼링이 필요한 작업이 아닌 이상 알루미늄에 대한 첫 번째 선택이 아닙니다.
그러나 추가 홈은 홀에 더 많은 접점을 제공합니다. 이렇게 하면 공구가 안정화되어 진입 시 흔들림이 줄어들고 주철이나 합금강과 같은 재료의 진원도가 향상됩니다. 적절한 포인트 각도 및 코팅과 함께 사용할 경우 4 플루트 드릴 비트는 4140 강철에서 Ra 1.6 µm 미만의 표면 마감 값을 유지할 수 있습니다. 이는 마모된 2 플루트 드릴이 안정적으로 전달할 수 없는 표시입니다.
| 플루트 | 코어 두께 | 상대 플루트 면적 | 토크 용량 | 일반적인 칩 크기 |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 직경의 ~20% | 100%(참고) | 낮은 | 크고 연속적인 |
| 3 | 직경의 ~25% | ~70% | 중간 | 중간 |
| 4 | 직경의 ~30~35% | ~45~55% | 더 높음 | 소규모, 세분화된 |
점 형상도 변경됩니다. 많은 4플루트 드릴은 추력을 감소시키는 135° 분할 지점 또는 자체 중심 치즐 에지 설계를 채택합니다. 구멍을 마무리하고 더 큰 직경을 보간하거나 모따기를 추가해야 할 때 추가 홈이 도구를 드릴-밀 하이브리드로 변환합니다. 이것이 바로 공정 통합을 원하는 기업이 드릴링과 경량 프로파일링 모두를 위해 설계된 솔리드 초경 4 플루트 드릴 비트에 투자하는 경우가 많은 이유입니다.
2날 vs 3날 vs 4날: 귀하의 소재에 적합한 것은 무엇입니까?
재료 호환성은 생산적인 4날 드릴과 스크랩 부품을 구분하는 가장 큰 단일 요소입니다. 경험 법칙은 간단하지만 기억할 가치가 있습니다. 칩이 길고 끈끈한 경우에는 포장을 피하기 위해 플루트 수를 적게 사용하십시오. 칩이 끊어지고 재료가 마모성인 경우 플루트가 많아지면 마모가 분산되고 공차가 더 엄격해집니다.
알루미늄 합금(6061, 7075)은 최대 플루트 볼륨을 요구하는 연속 칩을 생성합니다. 광택이 나는 플루트와 118° 포인트 각도를 갖춘 2플루트 드릴로 리본을 쉽게 비울 수 있습니다. 4플루트로 전환하면 구성인선, 열악한 칩 흐름, 불규칙한 홀 마감이 그대로 유지됩니다. 구리와 황동의 경우 3개의 플루트가 최적의 위치에 있습니다. 즉, 2개의 플루트보다 강성이 더 높지만 이러한 재료가 생성하는 분할 칩을 위한 충분한 칩 간격이 있습니다.
이제 316 스테인리스 또는 Ti-6Al-4V로 전환하십시오. 가공 경화와 열 축적이 진정한 적입니다. 140° 포인트와 알틴 코팅이 적용된 4날 초경 드릴은 절삭 압력을 4개의 모서리에 분산시켜 모서리당 하중과 발열을 낮춥니다. 그 결과 동일한 속도로 Inconel 718을 드릴링할 때 2플루트에 비해 공구당 구멍이 40% 증가하는 경우가 많습니다. 주철의 경우 4날 드릴에서 나오는 연마 가루 같은 칩이 실제로 열 방출을 돕고 랜드 접촉이 증가하면 홀 벽이 윤이 납니다.
| 소재 | 상태 | 추천 플룻 | 주요 이유 |
|---|---|---|---|
| 알루미늄, 마그네슘 | 단조, T6 | 2 | 최대 칩 클리어런스, BUE 방지 |
| 황동, 구리 | 단련 | 2 또는 3 | 좋은 칩 형태, 적당한 강성 필요 |
| 저탄소강(1018) | 단련 | 3 또는 4 | 짧은 칩; 4날로 홀 진직도 향상 |
| 합금강(4140, 4340) | 30~40HRC | 4 | 강성과 버니싱 효과 |
| 스테인레스강(304, 316) | 어닐링된 용액 | 4 | 가공경화성 향상, 공구수명 향상 |
| 공구강(D2, A2) | 단련 | 4 | 내마모성, 엄격한 H7 공차 |
| 티타늄, 인코넬 | 단련 | 4 | 낮은 per-flute cutting forces, heat distribution |
| 주철 | 회색, 연성 | 4 | 파우더 칩, 표면조도 우수 |
| 플라스틱, 복합재 | 아크릴, FR4 | 2 | 열에 민감한; 4플루트는 홀 벽을 녹입니다. |
마찬가지로 중요한 것은 구멍 깊이입니다. 깊이 대 직경 비율이 5:1을 초과하는 경우 추가된 웹 강도가 편향에 저항하기 때문에 강철에서 4플루트 드릴이 2플루트보다 성능이 더 좋은 경우가 많습니다. 하지만 내부 절삭유와 엄격한 펙킹 사이클을 결합해야 합니다. 알루미늄 막힌 홀의 경우 2플루트는 고압 절삭유 없이도 칩을 더욱 적극적으로 배출하기 때문에 여전히 이점을 유지합니다.
사전 경화된 금형강이나 스테인레스 밸브 몸체를 가공하는 작업장의 경우, 강성과 정밀도는 솔리드 초경 3날 드릴 비트 칩 배출과 강성 사이의 가교 역할을 할 수 있지만 공차가 H7 이상인 경우에는 4플루트가 표준으로 유지됩니다.
4개 플루트 드릴 비트의 최적 속도 및 이송(재료별)
4개 플루트 드릴 비트의 절삭 매개변수는 단순히 2개 플루트 이송 속도의 배수가 아닙니다. 각 플루트에는 더 작은 칩이 필요하므로 회전당 이송을 늘릴 수 있지만 이는 감소된 플루트 볼륨과 균형을 이루어야 합니다. 아래 표에는 내부 절삭유 초경 드릴의 시작 매개변수가 나와 있습니다. 외부 절삭유만 사용하는 경우 속도를 15~20% 줄이고 HSS-E(코발트) 드릴의 경우 30% 줄입니다.
| 소재 | 절삭속도(SFM) | 회전당 피드(IPR) | 절삭유 종류 | 포인트 각도 |
|---|---|---|---|---|
| 1018 강철 | 260~330 | 0.008~0.012 | 에멀젼 8~10% | 140° |
| 4140(30HRC) | 200~260 | 0.006~0.010 | 에멀젼 10% | 145° |
| 316 스테인레스 | 130~180 | 0.004~0.007 | 순수 오일 또는 MQL | 145° |
| D2 공구강 | 120~150 | 0.003~0.006 | 깔끔한 기름 | 135° |
| Ti-6Al-4V | 100~130 | 0.003~0.005 | 고압 오일 >1000psi | 140° |
| 회주철 | 180~230 | 0.010~0.015 | 건조 또는 공기 폭발 | 118° |
| 연성이 있는 철 | 140~200 | 0.006~0.010 | 건조하거나 미스트 | 135° |
| 알루미늄 6061 | 600~1000 | 0.012~0.018 | 홍수 유제 | 118° |
주철의 공격적인 이송 속도에 주목하십시오. 부서지기 쉬운 칩이 쉽게 파손되므로 칩 압축 위험 없이 더 높은 이송을 추진할 수 있습니다. 스테인리스에서는 회전당 이송이 낮아 절삭날의 가공 경화가 줄어듭니다. 실행할 때 깊은 홀 드릴 트위스트 드릴 316에서는 공급 범위의 맨 아래에서 시작하여 칩 색상에 따라 조정합니다. 밝은 빨대는 열 관리가 양호함을 나타내고 파란색 또는 보라색은 속도 감소 또는 냉각수 흐름 개선이 필요함을 나타냅니다.
티타늄의 경우 70bar(1000psi) 이상의 공구 통과 압력은 협상할 수 없습니다. 그것이 없으면 칩은 보수적인 속도에서도 플루트에 용접됩니다. 작업장에서 저지르는 실수 중 하나는 4날 드릴에 2날 피드 차트를 적용하고 날당 이송을 두 배로 늘리는 것입니다. 이는 칩 두께를 두 배로 늘리고 플루트를 질식시킵니다. 항상 위의 표를 4플루트 형상에 대한 전용 참조로 사용하십시오.
코팅의 중요성: 4개 플루트 드릴에 적합한 코팅 선택
베어 카바이드 4날 드릴 비트는 오늘 합금강을 절단하고 내일은 실패합니다. 올바른 코팅은 공구 수명을 몇 퍼센트 연장하는 것이 아니라 종종 2~3배까지 연장합니다. 문제는 코팅의 열 장벽, 산화 저항 및 마찰 계수를 현재 재료에 맞추는 것입니다.
| 코팅 | 최대 작동 온도 | 최고의 소재 매치 | 마찰계수 | 비코팅 대비 일반적인 수명 개선 |
|---|---|---|---|---|
| TiAlN | 800°C | 합금강, 주철 | 0.30~0.35 | 2x~3x |
| AlTiN | 900°C | 스테인레스, 인코넬, 티타늄 | 0.35~0.40 | 3x~4x |
| 티신 | 1100°C | 티타늄, 초합금 | 0.45 | 4x(고열 애플리케이션) |
| 코팅되지 않은 광택 | 해당 없음 | 알루미늄, 황동, 구리 | 0.25 | 기준선 |
TiAlN은 30HRC 이상의 강철에 사용됩니다. 고온에서 산화알루미늄 층이 형성되어 탄화물이 확산 마모로부터 보호됩니다. 그러나 304 스테인리스를 드릴링할 때 알루미늄 함량이 높은 AlTiN은 구성인선에 더 잘 저항하고 용접물의 단속 절단으로 인한 열 스파이크를 처리할 수 있습니다. TiSiN은 가격이 더 비싸지만 티타늄의 프리미엄 가치가 있습니다. TiSiN의 산화규소 층은 깊은 홀 페킹에서 흔히 발생하는 현상인 절삭유가 일시적으로 중단되는 경우에도 칩 접착을 방지하기 때문입니다.
긴 칩 알루미늄에는 코팅 드릴을 사용하지 마십시오. 코팅의 미세한 거칠기는 부드러운 금속을 붙잡고 구성인선을 촉진합니다. 대신, 혼합 재료 작업에서 연강에 연결해야 하는 경우 밝은 마감재나 얇은 ZrN 코팅을 사용하십시오. 선택한 코팅에 관계없이 엣지 준비도 중요합니다. AlTiN 코팅 4플루트 드릴의 가벼운 호닝(0.0005~0.001")은 날카로운 엣지에 비해 경화강의 미세 칩핑을 크게 줄여줍니다.
4개 플루트 드릴 비트의 일반적인 문제(및 해결 방법)
최고의 4날 드릴 비트라도 설정이나 매개변수가 변동되면 오작동할 수 있습니다. 고장 모드를 진단하면 생산 중단과 안정적인 프로세스를 신속하게 분리할 수 있습니다. 아래 표에는 가장 자주 발생하는 문제, 근본 원인 및 해결 조치가 나열되어 있습니다.
| 증상 | 가능한 원인 | 솔루션 |
|---|---|---|
| 절삭날의 치핑 | 과도한 피드 또는 런아웃 >0.0004" | 이송 15% 감소, 홀더 TIR 확인, 엣지 호닝 추가 |
| 나선형 자국 또는 마감 불량 | 플루트에 칩 패킹 | 절삭유 압력 증가, 이송 감소, 팩 사이클 점검 |
| 특대 구멍 | 약한 코어, 마모된 마진 | 웹이 더 두꺼운 솔리드 초경 4날을 사용하고 속도를 줄입니다. |
| 스테인리스의 짧은 공구 수명 | 가공경화, 코팅불량 | AlTiN으로 전환하고 지속적인 절단을 보장합니다(거주 없음). |
| 큰 소리, 진동 | 잘못된 점 형상 또는 둔한 가장자리 | 135° 분할점으로 재연마, 튀어나온 부분 확인 |
| 열균열 | 냉각수 중단, 열충격 | 내부 절삭유만 사용하고 매우 단단한 소재에 펙을 피하십시오. |
4날 드릴에서는 칩 패킹에 특별한 주의가 필요합니다. 플루트 단면이 더 작기 때문에 타이밍이 좋지 않은 펙 사이클은 득보다 실이 더 많습니다. 4140 강철의 10mm 드릴의 경우 첫 번째 펙을 2.5xD로 설정하고 후속 펙을 0.5xD로 설정합니다. 칩이 플러그로 압축되기 전에 플루트를 제거합니다. 작업자가 울퉁불퉁한 구멍을 보고 공구가 무뎌졌다고 생각할 때 실제 원인은 단 하나의 플루트에 쌓인 칩으로 인해 드릴이 중심에서 벗어나는 경우가 많습니다.
IT7 공차가 필요한 구멍의 경우 드릴 팁의 런아웃은 10미크론 미만으로 유지되어야 합니다. 낡은 콜릿이나 값싼 측면 잠금 장치 홀더를 사용하면 매번 완벽한 구멍에서 빠져 나올 수 있습니다. 고정밀 유압 또는 열박음 홀더에 투자하는 것은 4 플루트 초경 드릴을 사용하여 크기 및 마감 문제를 해결하는 가장 빠른 방법입니다.
4개의 플루트 비트를 사용한 심공 드릴링: 페킹 사이클 및 절삭유 전략
길이 대 직경 비율이 3 이상인 깊은 구멍에서는 4 플루트 드릴 비트의 강성과 칩 배출 한계를 테스트합니다. 공구의 두꺼운 웹은 여기에서 자산이 되며, 장거리 2플루트 드릴을 괴롭히는 방황과 종소리를 방지합니다. 그러나 규율 있는 쪼개기 전략과 충분한 절삭유 압력이 없으면 결국 열 균열이 발생하거나 홀 아래에 용접된 칩이 생길 수 있습니다.
표준 G73 페킹(칩 브레이크)은 L/D 3~5에 작동하지만 강철의 L/D 5 이상에서는 G83(완전 후퇴)으로 전환됩니다. 6mm 드릴의 경우 첫 번째 펙을 3xD(18mm)로 설정한 다음 각 후속 펙을 0.4xD(2.4mm)로 줄여 플루트를 점차적으로 오프로드합니다. 결정적인 실수는 정지하지 않고 여유면까지 완전히 후퇴하는 것입니다. R 평면에서 최소 0.5초 동안 정지하면 칩이 더 잘 회전합니다.
절삭유는 부품에 넘치기만 하는 것이 아니라 절삭 영역으로 들어가야 합니다. 직경이 3mm를 초과하는 4플루트 드릴의 경우 공구 관통 압력은 강철의 경우 최소 20bar(290psi), 스테인리스 또는 티타늄의 경우 70bar(1000psi) 이상이어야 합니다. 기계에 스핀들 관통 절삭유가 부족한 경우 인라인 부스터 펌프 또는 전용 절삭유 공급 홀더 어댑터를 사용하십시오. 안개나 공기 폭발은 L/D 4 이상으로 절단되지 않습니다. 칩은 단순히 포장되어 여백에 용접됩니다.
스태킹 작업(드릴링 후 홀 사이드 밀링)을 수행할 때 코어 강성이 필요합니다. 고정밀 4날 플랫 엔드밀 하지만 강화된 섕크가 있는 전용 4플루트 드릴을 사용하면 반경 방향 절입율이 10~15%인 가벼운 사이드 밀링 작업을 처리할 수 있는 경우가 많습니다. 작은 리드인을 프로그래밍하고 밀링 패스의 깊이를 얕게 유지하여 초경의 측면 파손을 방지하세요.
솔리드 초경 대 인덱서블 4 플루트 드릴: 홀당 비용 분석
홀당 실제 비용을 측정하기 전까지는 교환형 4날 드릴의 초기 비용이 매력적으로 보입니다. 솔리드 초경 드릴은 초기 비용이 더 높지만 공차가 더 엄격하고 속도가 빠르며 인서트 회전에 따른 가동 중단 시간이 없습니다. 결정 트리는 배치 크기, 재료 및 구멍 공차에 따라 분기됩니다.
H8 또는 더 엄격한 공차를 갖는 합금강의 구멍 500개 미만에서 생산되는 경우 솔리드 초경이 절대적으로 승리합니다. 인서트 인덱스 점검 및 공구 교환을 없애 시간을 절약함으로써 높은 구매 가격을 상쇄합니다. 밸브 본체 가공 셀에 대한 한 연구에서는 솔리드 카바이드 4 플루트 드릴 비트가 0.25mm 측면 마모 한계에 도달하기 전에 30HRC에서 4140에 3,200개의 구멍을 생성한 것으로 나타났습니다. 동등한 인덱서블 드릴에는 두 번의 인서트 회전이 필요하고 800개 홀 후에도 여전히 진원도가 손실됩니다. 인건비를 고려하면 홀당 총 비용이 18% 더 높아집니다.
인덱서블 4날 드릴은 큰 직경(25mm 이상)과 표면 스케일이 있는 주철과 같이 초경 등급을 빠르게 마모시키는 소재에서 빛을 발합니다. 본체를 제거하지 않고도 칩이 있는 인서트를 교체할 수 있어 기계 가동 중지 시간이 절약됩니다. 그러나 CNC 스위스 및 머시닝 센터에서 일반적으로 사용되는 3~20mm 직경 범위에서 솔리드 초경 공구의 일체형 강성은 더 직선적이고 반복 가능한 홀을 제공합니다.
| 요인 | 솔리드 초경 4날 | 인덱서블 4날 |
|---|---|---|
| 일반적인 직경 범위 | 0.5~20mm | 12~60mm |
| 공차(첫 번째 구멍) | H7 | IT8 |
| 도구 교환 시간 | 최소(전체 교체) | 낮음(플립 삽입) |
| 구멍당 비용(4140, 10mm, 1000개 구멍) | $0.43 | $0.53 |
| 초기 도구 비용 | 더 높음 | 낮은 |
| 강성 | 우수 | 보통 |
인덱서블 드릴의 숨겨진 비용은 종종 설정에 있습니다. 인서트 시트의 방사형 정렬은 다이얼 표시기로 확인해야 합니다. 0.05mm 편차는 하나의 인서트가 다른 인서트보다 더 많이 절삭하여 너무 큰 홀이 생성되고 공구 수명이 단축된다는 의미입니다. 솔리드 초경 4날을 사용하면 런아웃을 한 번 측정하면 완료됩니다. 흑연 전극이나 구리, 고체 초경을 가공하는 작업장용 구리 전극 가공용 4날 플랫 엔드밀 유사한 기하학적 안정성을 제공하므로 드릴링 후 마무리 작업을 위한 스마트한 동반자 도구가 됩니다.
CNC 기계에 맞는 4날 드릴 비트를 선택하는 방법
명확한 순서를 따른다면 4날 드릴 비트를 선택할 때 카탈로그 더미가 필요하지 않습니다. 기계가 아닌 재료부터 시작하십시오. 공작물 재질에 따라 모재 등급, 코팅, 포인트 각도 및 홈 수가 결정됩니다. 일단 고정되면 구멍 공차와 마무리 여유를 기준으로 직경을 선택하십시오.
- 섹션 2의 매트릭스를 사용하여 작업 재료와 경도를 식별합니다.
- 섹션 4에서 온도 범위와 윤활 요구 사항에 맞는 적절한 코팅을 선택하십시오.
- 필요한 포인트 각도(대부분의 강철은 135°, 연질 재료는 118°, 스테인리스 및 티타늄은 140°)를 확인하세요.
- 섕크 유형 선택: 작은 직경에서 최대 강성을 위한 초경 섕크, 6mm 이상의 비용에 민감한 작업을 위한 강철 섕크. 사이드록 홀더에는 Weldon 플랫이 있는 직선 생크를 사용하고, 수축 끼워맞춤/유압 척에는 정밀 연삭된 생크를 사용하십시오.
- 홀 깊이가 3xD를 초과하는 경우 내부 절삭유 기능을 확인하십시오. 그렇지 않으면 속도와 피드가 30% 감소됩니다.
- 기계의 스핀들 런아웃을 확인하십시오. 3mm 미만의 4날 드릴에는 런아웃이 0.005mm(0.0002") 미만인 홀더가 필수입니다.
- 제조업체의 속도 및 이송 차트를 참조한 다음 칩 형성에 따라 미세 조정하십시오. 황금색의 작은 칩은 올바른 매개변수 세트를 나타냅니다.
기계에 공구와 함께 잘 문서화되어 저장된 매개변수 시트는 작업자의 정신적 부담을 줄이고 비용이 많이 드는 시험 절단을 방지합니다. 귀하의 작업장이 정기적으로 가공하기 어려운 합금을 드릴링하는 경우 단일 고성능 시리즈로 표준화하는 것을 고려해 보십시오. 고성능 4날 플랫 엔드밀 이는 여러 직경에 걸쳐 동일한 기판과 코팅을 공유합니다. 이는 재고를 단순화하고 프로세스를 예측 가능하게 유지합니다.
