Drilling 절삭조건 및 계산

V = Cutting speed (m/min) f = feed (mm/1날)
가공물 재질	가공 직경	일반 Twist Drill (L/D < 5.0)				Multi Drill (L/D < 4.0)		G- Drill (L/D < 4.0)		T/Away Drill (L/D < 2.5)
		HSS		WC		WC		WC		WC
		V	f	V	f	V	f	V	f	V	f
FC20 FC25 FC25DC FCD-J	~3	18 ~20	0.04 ~0.06	20 ~30	0.05 ~0.06	30 ~50	0.05 ~0.15	25 ~40	0.04 ~0.06	x	x
	3 ~10	18 ~20	0.08 ~0.15	25 ~35	0.06 ~0.15	50 ~80	0.15 ~0.25	30 ~45	0.04 ~0.12	x	x
	10 ~20	20 ~25	0.12 ~0.25	30 ~40	0.15 ~0.25	50 ~80	0.20 ~0.35	30 ~50	0.08 ~0.25	80 ~120	0.10 ~0.20
	20 ~30	20 ~25	0.20 ~0.30	35 ~50	0.20 ~0.30	150 ~80	0.20 ~0.35	30 ~50	0.08 ~0.25	80 ~120	0.15 ~0.30
FCV35 FCD50 FCD50A FCMP55S	~3	14 ~16	0.04 ~0.06	16 ~25	0.05 ~0.06	24 ~35	0.05 ~0.15	24 ~35	0.04 ~0.06	x	x
	3 ~10	14 ~16	0.08 ~0.15	20 ~30	0.06 ~0.15	40 ~64	0.15 ~0.25	24 ~35	0.06 ~0.12	x	x
	10 ~20	16 ~20	0.10 ~0.20	25 ~35	0.12 ~0.20	40 ~64	0.20 ~0.35	24 ~35	0.08 ~0.25	80 ~120	0.10 ~0.12
	20 ~30	16 ~20	0.20 ~0.30	30 ~40	0.20 ~0.30	40 ~64	0.20 ~0.35	24 ~35	0.08 ~0.25	80 ~120	0.15 ~0.25
AC2B-A AC3C AC4B A4B-F ADC10	~3	65 ~80	0.04 ~0.06	50 ~80	0.04 ~0.06	x	x	30 ~50	0.02 ~0.06	x	x
	3 ~10	80 ~100	0.08 ~0.15	100 ~120	0.06 ~0.12	80 ~150	0.10 ~0.20	60 ~90	0.03 ~0.15	80 ~120	0.12 ~0.20
	10 ~20	80 ~100	0.12 ~0.20	110 ~130	0.12 ~0.25	80 ~150	0.25 ~0.60	60 ~90	0.12 ~0.20	100 ~120	0.15 ~0.25
	20 ~30	80 ~100	0.15 ~0.25	120 ~140	0.12 ~0.18	80 ~150	0.25 ~0.60	60 ~90	0.15 ~0.25	100 ~120	0.15 ~0.25
S43C S44C S48C S48CM S53C S53CM	~3	20 ~25	0.04 ~0.06	x	x	25 ~35	0.05 ~0.10	x	x	x	x
	3 ~10	20 ~30	0.06 ~0.16	x	x	30 ~40	0.10 ~0.20	x	x	x	x
	10 ~20	20 ~30	0.12 ~0.18	x	x	35 ~45	0.15 ~0.35	x	x	100 ~150	0.10 ~0.20
	20 ~30	20 ~30	0.15 ~0.25	x	x	35 ~45	0.15 ~0.35	x	x	100 ~150	0.12 ~0.25
SCM420H SCM318 SCM415 SCM440H ASM443H ASCM17H1 FCD70 FCD70C	~3	8 ~13	0.03 ~0.05	x	x	20 ~30	0.10 ~0.15	x	x	x	x
	3 ~10	8 ~13	0.05 ~0.10	x	x	30 ~40	0.15 ~0.25	x	x	x	x
	10 ~20	8 ~13	0.10 ~0.15	x	x	35 ~45	0.25 ~0.35	x	x	70 ~120	0.06 ~0.10
	20 ~30	8 ~13	0.12 ~0.20	x	x	35 ~45	0.25 ~0.35	x	x	70 ~120	0.15 ~0.25
	30 ~50	8 ~13	0.16 ~0.25	x	x	35 ~45	0.25 ~0.35	x	x	70 ~120	0.15 ~0.25

면조도 ▽▽, 가공경 공차 H8급 이다.
MULTI DRILL, S.E DRILL은 Feed를 1/2로 적용할 경우 H8급 가능.
L/D는 L=가공 깊이 / 공경 이며, L/D가 기준치 이상일 경우 DRILL 가공 깊이에 따른 Feed 및 Cutting Speed를 확인할 것.
기타는 면조도 ▽ 기준임.
MULTI DRILL : SUMITOMO(일본)사의 고절삭, 고속도, 고Feed용 이다.
S.E DRILL : HERTEL(독일)사의 고절삭, 고Feed용 이다.
G-DRILL : FUJI SEIKO(일본)사의 고정도, 경사면 가공에 사용한다.

Drilling 절삭동력 계산

Work material : SCM440H (HB285-341)
Type of drill : Twist drill
Material of drill : HSS
Count : 1 EA
$D$ (mm) : Drill diameter (= 16)
$PA$ (deg) : Point angle (= 130)

$H$ (mm) : Effective depth (= 50)
$L_1$ (mm) : Point angle length
$L$ (mm) : Total depth
$V$ (m/min) : Cutting speed (= 12)
$f$ (mm/rev) : Feed rate (= 0.12)
$K$ ($\text{kg/mm}^3$) : Drill material factor (= 2.46)

R.P.M (rev/min)

$$RPM = \frac{V \times 1000}{\pi \times D} = \frac{12 \times 1000}{\pi \times 16} = 238.732$$

Feed rate $F_1$ (mm/min)

$$F_1 = f \times RPM = 0.12 \times 238.732 = 28.648$$

Cutting Time $T$ (sec)

$$L_1 = \frac{0.5 \times D}{\tan(PA/2)} = \frac{0.5 \times 16}{\tan(130^\circ/2)} = 3.730\text{ mm}$$ $$T = \frac{(L_1 + H + 3.0) \times 60}{F_1} = \frac{(3.73 + 50 + 3.0) \times 60}{28.648} = 118.815\text{ sec}$$

Chip양 (Rate of metal removal) $Q$ ($\text{cm}^3\text{/min}$)

$$Q = \frac{\pi \times D^2 \times F_1}{4000} = \frac{\pi \times 16^2 \times 28.648}{4000} = 5.76$$

가공깊이에 따른 절삭속도 및 Feed 계수

하기 도표 비율로 절삭속도 및 Feed를 표준절삭 조건표에서 저감 시킬 것.
절삭동력은 $K_v, K_f$ 계수로 증가한다.

$$L = L_1 + H = 3.73 + 50 = 53.730\text{ mm}$$ $$L/D = \frac{53.73}{16} = 3.358$$

해당 $L/D$ 구간(3.0 ~ 4.0) 적용 시 $K_v = 1.10$, $K_f = 1.10$

L/D	절삭속도		Feed
L/D	저감률	계수($K_v$)	저감률	계수($K_f$)
0.0~3.0	0.0%	1.00	0.0%	1.00
3.0~4.0	10%	1.10	10%	1.10
4.0~5.0	20%	1.20	10%	1.10
5.0~6.0	30%	1.30	10%	1.10
6.0~8.0	35%	1.35	20%	1.20
8.0~10.0	40%	1.40	20%	1.20
10.0~15.0	45%	1.45	30%	1.30
15.0~20.0	50%	1.50	40%	1.40
20.0~25.0	50%	1.50	45%	1.45

DRILL 선단각의 영향 ($K_a$)

선단각이 증가하면 절삭추력이 증가하고 동력은 감소하나, 안전을 위해 추력만 증가시킨다.

$$K_a = \frac{\sin(PA/2.0)}{\sin(118^\circ/2.0)} = \frac{\sin(130^\circ/2.0)}{\sin(118^\circ/2.0)} = 1.057$$

절삭추력 $T_p$ (N)

$$T_p = 568.49 \times K \times D \times (f \times K_f)^{0.85} \times K_a$$ $$T_p = 568.49 \times 2.46 \times 16 \times (0.12 \times 1.1)^{0.85} \times 1.06 = 4231.316$$

순수 절삭동력 $N_o$ (Kw)

$$N_o = K \times D^2 \times RPM \times \left[0.647 + 17.29 \times (f \times K_f)\right] \times K_v \times 10^{-6}$$ $$N_o = 2.46 \times 16^2 \times 238.732 \times \left[0.647 + 17.29 \times (0.12 \times 1.1)\right] \times 1.1 \times 10^{-6} = 0.484\text{ kW}$$

절삭 토크 $M_d$ ($\text{N}\cdot\text{m}$)

$$M_d = \frac{9549 \times N_o}{RPM} = \frac{9549 \times 0.484}{238.732} = 19.359$$

Motor의 선정 = 1.5 kW

계산된 순수절삭동력 $N_o = 0.484\text{ kW}$를 기준으로 한 단계 높은 사양을 채택합니다.

No (kW)	초과	-	0.8	1.3	2.6	4.1	5.9	9.2	13.1	16.5	19.1
No (kW)	이하	0.8	1.3	2.6	4.1	5.9	9.2	13.1	16.5	19.1	26.0
효율(η)		1.88	1.7	1.4	1.34	1.27	1.2	1.15	1.15	1.15	1.15
사용 Motor		1.5	2.2	3.7	5.5	7.5	11.0	15.0	19.0	22.0	30.0

document.write(" ",document.title);