트위스트 드릴의 8가지 특징과 기능

헬릭스 각도, 포인트 각도, 주 절삭날, 플루트 프로파일과 같은 용어를 알고 계신가요? 모르신다면 계속 읽어보세요. 보조 절삭날이란 무엇인지, 헬릭스 각도란 무엇인지, 그리고 이러한 요소들이 실제 사용에 어떤 영향을 미치는지 등의 질문에 대한 답을 알려드리겠습니다.

이러한 사항을 알아야 하는 이유: 재료마다 공구에 요구되는 사항이 다르기 때문입니다. 따라서 적절한 구조를 가진 트위스트 드릴을 선택하는 것은 드릴링 결과에 매우 중요합니다.

트위스트 드릴의 8가지 기본 특징을 살펴보겠습니다. 즉, 날끝 각도, 주 절삭날, 절삭 끌날, 날끝 절삭 및 날끝 얇게 만들기, 플루트 프로필, 코어, 보조 절삭날, 그리고 나선 각도입니다.

다양한 재료에서 최상의 절삭 성능을 얻으려면 8가지 특징 모두가 서로 조화를 이루어야 합니다.

이를 설명하기 위해 다음 세 가지 트위스트 드릴을 서로 비교해 보겠습니다.

• DIN 338 규격의 트위스트 드릴, HSS-E 재질
• DIN 338, HSSE-Co M35 트위스트 드릴
• DIN 338 규격의 트위스트 드릴, HSS 4341 재질

점각도

드릴 헤드의 끝 각도는 드릴 헤드 윗부분에 위치합니다. 이 각도는 상단에 있는 두 개의 주요 절삭날 사이의 각도로 측정됩니다. 드릴 헤드의 끝 각도는 드릴을 재료의 중심에 맞추는 데 필수적입니다.

점각이 작을수록 재료 중앙에 맞추기가 더 쉽습니다. 또한 곡면에서 미끄러질 위험도 줄어듭니다.

타격각이 클수록 타격 시간은 짧아지지만, 더 높은 접촉 압력이 필요하고 재료 중앙에 타격점을 맞추기가 더 어려워집니다.

기하학적으로 볼 때, 작은 점각은 긴 주 절삭날을 의미하고, 큰 점각은 짧은 주 절삭날을 의미합니다.

주요 절삭날

주된 절삭날이 실제 드릴링 과정을 담당합니다. 긴 절삭날은 짧은 절삭날에 비해 절삭 성능이 더 뛰어나며, 그 차이는 매우 미미합니다.

트위스트 드릴은 항상 두 개의 주요 절삭날이 끌날로 연결되어 있습니다.

끌날을 자르다

드릴 끝 중앙에 위치한 끌 모양의 날은 절삭 효과는 없지만, 두 개의 주요 절삭 날을 연결하는 역할을 하므로 트위스트 드릴 구조에 필수적인 부분입니다.

절삭된 끌날은 재료에 진입하는 역할을 하며 재료에 압력과 마찰을 가합니다. 이러한 특성은 드릴링 공정에 불리하게 작용하여 열 발생량 증가와 전력 소비량 증가를 초래합니다.

하지만 이러한 특성은 소위 "솎아내기"를 통해 감소될 수 있습니다.

끝부분 깎기 및 끝부분 솎아내기

드릴 끝부분을 얇게 가공하면 트위스트 드릴 상단의 절삭날 모서리가 줄어듭니다. 이렇게 하면 재료와의 마찰력이 크게 감소하여 필요한 이송력이 줄어듭니다.

즉, 재료의 중심을 잡는 데 있어 두께 감소가 결정적인 요소라는 뜻입니다. 이는 탭핑 성능을 향상시킵니다.

다양한 끝부분의 얇아짐 정도는 DIN 1412 형상으로 표준화되어 있습니다. 가장 일반적인 형상은 나선형 끝부분(N 형상)과 분할 끝부분(C 형상)입니다.

플루트 단면(홈 단면)

홈의 단면 형상은 채널 시스템으로서의 기능 덕분에 칩 흡수 및 제거를 촉진합니다.

홈의 폭이 넓을수록 칩 흡수 및 제거 성능이 향상됩니다.

칩 제거가 제대로 되지 않으면 열 발생량이 증가하고, 이는 결국 어닐링(열처리)을 유발하여 트위스트 드릴이 파손될 수 있습니다.

넓은 홈 프로파일은 평평하고, 좁은 홈 프로파일은 깊습니다. 홈 프로파일의 깊이는 드릴 코어의 두께를 결정합니다. 평평한 홈 프로파일은 큰(두꺼운) 코어 직경을 허용하고, 깊은 홈 프로파일은 작은(얇은) 코어 직경을 허용합니다.

핵심

코어 두께는 트위스트 드릴의 안정성을 결정하는 중요한 요소입니다.

코어 직경이 큰(두꺼운) 트위스트 드릴은 안정성이 높아 높은 토크와 단단한 재료에 적합합니다. 또한 진동과 측면 힘에 대한 저항력이 뛰어나 수동 드릴에 사용하기에도 매우 적합합니다.

홈에서 칩을 쉽게 제거할 수 있도록 드릴 끝에서 생크로 갈수록 코어 두께가 증가합니다.

가이드 모따기 및 보조 절삭날

두 개의 가이드 모따기는 플루트에 위치합니다. 날카롭게 연마된 모따기는 시추공 측면에서 추가적인 역할을 하며, 시추공 내에서 트위스트 드릴의 안내를 돕습니다. 시추공 벽면의 품질 또한 가이드 모따기의 특성에 따라 달라집니다.

보조 절삭날은 가이드 모따기에서 홈 프로파일로의 전환을 형성합니다. 또한 재료에 달라붙은 칩을 분리하고 절삭합니다.

가이드 모따기와 보조 절삭날의 길이는 나선 각도에 따라 크게 달라집니다.

나선각(나선 각도)

트위스트 드릴의 핵심적인 특징 중 하나는 나선 각도(나선형 각도)입니다. 이 각도는 칩 형성 과정을 결정합니다.

나선 각도가 클수록 부드럽고 긴 파편을 생성하는 재료를 효과적으로 제거할 수 있습니다. 반면 나선 각도가 작을수록 단단하고 짧은 파편을 생성하는 재료를 처리하는 데 사용됩니다.

나선 각도가 매우 작은(10°~19°) 트위스트 드릴은 나선 길이가 길고, 나선 각도가 큰(27°~45°) 트위스트 드릴은 나선 길이가 짧습니다. 일반적인 나선 각도를 가진 트위스트 드릴은 나선 각도가 19°~40°입니다.

응용 프로그램에서 특성의 기능

언뜻 보면 트위스트 드릴은 꽤 복잡해 보입니다. 실제로 트위스트 드릴을 구분 짓는 구성 요소와 특징이 많습니다. 하지만 이러한 특징들은 서로 밀접하게 연관되어 있습니다.

적합한 트위스트 드릴을 찾으려면 먼저 용도를 파악하는 것이 중요합니다. DIN 규격 1836에 따라 드릴 및 카운터싱크용 DIN 매뉴얼은 용도 그룹을 N, H, W의 세 가지 유형으로 분류합니다.

오늘날 시중에는 N, H, W 세 가지 유형만 있는 것이 아닙니다. 시간이 흐르면서 특수 용도에 맞게 트위스트 드릴을 최적화하기 위해 유형이 다양하게 개발되었기 때문입니다. 그 결과 DIN 규격에 표준화된 명칭 체계를 갖추지 않은 하이브리드 형태의 제품들이 생겨났습니다. MSK에서는 N 유형뿐만 아니라 UNI, UTL, VA 유형도 만나보실 수 있습니다.

결론 및 요약

이제 트위스트 드릴의 어떤 특징이 드릴링 과정에 영향을 미치는지 알게 되셨습니다. 다음 표는 각 기능의 가장 중요한 특징을 요약해서 보여줍니다.

기본적으로 사용 목적과 드릴링하려는 재료를 결정할 수 있습니다.

시중에 나와 있는 트위스트 드릴 종류를 살펴보고, 드릴링할 재료에 필요한 기능과 특징을 비교해 보세요.