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잘못된 RPM이 드릴 비트 파손을 일으키는 이유

시리즈: 드릴 비트가 고장나는 이유 | 16번째 기사

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드릴은 회전 속도가 가공물의 직경, 크기, 이송 속도와 일치하지 않으면 조기에 고장날 수 있습니다. 적절한 RPM 설정은 이 세 가지 요소 모두와 연관되어야 합니다. 단순히 기계의 회전 속도를 높이거나 낮추는 것만으로는 더 나은 구멍을 보장할 수 없습니다.

이 글에서는 금속 가공에 사용되는 HSS 트위스트 드릴에 대해 다룹니다. HSS는 고속강을 의미합니다. 아래의 참고값들은 관련 관계를 설명하며, 실제 드릴과 재료에 맞는 생산 설정을 해당 데이터에서 선택하십시오.

1. RPM을 선택하기 전에 속도를 이해하십시오.

용어 그것이 의미하는 바는
스핀들 속도 n (RPM) 드릴이 1분에 몇 바퀴를 도는가?
절삭 속도 Vc (m/min) 드릴 외경에서의 절삭날 속도.
지름 D (mm) 절삭 직경을 사용하십시오. 축소된 생크 직경을 사용하지 마십시오.
공식

동일한 회전 속도(RPM)에서 드릴 비트 크기가 클수록 외측 절삭 속도가 더 빠릅니다. 1,000RPM에서 10mm 드릴은 3mm 드릴보다 약 3.3배 빠른 절삭 속도를 보입니다. 이 값들은 계산된 값이며 권장 설정값이 아닙니다.

외측 모서리 절삭 속도

그림 1. 동일한 RPM, 다른 절삭 속도. Vc = πDn / 1000 공식으로 계산함.

2. 과도한 속도는 드릴 수 있는 수명을 단축시킬 수 있습니다.

드릴은 부러지기 전에 날이 무뎌질 수 있습니다. 과도한 속도와 부족한 이송 속도는 공구 수명을 단축시킬 수 있습니다. 또한 과도한 속도는 모서리 부분을 손상시킬 수 있습니다. 냉각수 공급과 드릴 선택도 중요합니다.

날이 마모되면 절삭을 계속하기 위해 더 많은 힘이 필요할 수 있습니다. 날 상태와 작업 과정을 확인하지 않고 작업을 계속하면 마모 문제가 파손으로 이어질 수 있습니다. 드릴이 어떻게 고장 났는지, 손상이 어디에서 시작되었는지 기록한 후 무엇을 교체해야 할지 결정하십시오.

3. 느린 것이 항상 좋은 것은 아닙니다.

드릴 속도가 과도하거나 부족하면 모두 파손의 원인이 될 수 있습니다. 스테인리스강에 소형 드릴을 사용할 때는 자동으로 매우 낮은 RPM으로 작동시켜서는 안 됩니다.

이송 속도 문제도 있습니다. 이송 속도를 mm/min 단위로 설정하는 기계에서 RPM을 낮추면 이송 속도 설정이 변경되지 않는 한 회전당 이동 거리가 증가합니다. 예시를 통해 설명하겠습니다.그만큼다음은 이것이 왜 중요한지를 보여줍니다.

가공 속도를 변경하는 것만으로는 헐거운 공작물, 손상된 모서리 또는 칩으로 가득 찬 플루트를 바로잡을 수 없습니다. 이러한 문제들은 별도의 점검이 필요합니다.

4. 스테인리스강에는 효과적인 절단이 필요합니다.

304 및 316과 같은 오스테나이트계 스테인리스강은 드릴링 과정에서 가공 경화될 수 있습니다. 가공 경화란 소성 변형으로 인한 강도 증가를 의미하며, 단순히 열을 가해 강재를 더 단단하게 만드는 것으로 설명해서는 안 됩니다.

드릴이 재료와 접촉하는 동안 적절한 이송 속도를 유지하고 정지 또는 마찰을 피해야 합니다. 또한 칩이 구멍 밖으로 배출될 수 있어야 합니다. 이를 위해서는 날카로운 날, 적절한 이송 속도, 그리고 효과적인 칩 제거가 필요합니다. 그렇다고 해서 무한한 힘을 가해야 한다는 의미는 아닙니다.

드릴이 재료를 제거하지 않고 같은 자리에서 계속 회전하는 경우, 절삭 조건과 날 상태를 점검하십시오. 반복적인 마찰은 다음 절삭을 더 어렵게 만들 수 있습니다. 원인을 찾지 않고 압력을 높이는 것으로 해결하지 마십시오.

이것이 실제로 의미하는 바는 무엇일까요?

RPM은 드릴링 공정의 한 부분으로 간주해야 합니다. 이송 속도, 냉각수, 칩 제거와 함께 회전 속도를 검토하십시오. 제대로 제작된 드릴이라도 적절한 작동 조건이 필요하며, 적용상의 문제가 발생했다고 해서 제조상의 결함이 없는 것은 아닙니다.

5. 스테인리스강에 대한 HSS 참조

스테인리스강 고속 절삭(HSS)의 일반적인 절삭 속도 범위는 분당 30~50 표면 피트이며, 이는 분당 9.144~15.24m에 해당합니다. 아래 표는 해당 범위를 분당 회전수(RPM)로 변환한 것입니다. 이 표를 사용하여 직경이 속도에 미치는 영향을 이해한 후, 실제 드릴과 재료에 맞는 설정을 확인하십시오.

포뮬러-1
드릴 직경

9.144m/min의 속도로

15.24m/min의 속도로

3mm

970 RPM

1,617 RPM

6mm

485 RPM

809 RPM

10mm

291 RPM

485 RPM

13mm

224 RPM

373 RPM

표 1. 계산된 RPM (소수점 첫째 자리에서 반올림하여 정수로 표시). 단위 변환: 1피트 = 0.3048미터.

드릴 직경

그림 2. 동일한 절삭 속도 범위에서 직경이 증가함에 따라 필요한 RPM이 낮아집니다. 음영 처리된 영역은 계산된 기준 범위이며, 테스트를 거쳐 확보된 안전 작동 영역이 아닙니다.

이는 광범위한 HSS 참조 범위입니다. 모든 스테인리스강 등급, 경도, 코팅 또는 코발트 HSS 드릴에 대한 특정 설정값을 제공하는 것은 아닙니다. 이 값들은 Jiacheng M35 또는 M42 제품의 권장 사양이 아닙니다.

먼저 실제 드릴 제조업체의 데이터를 참조하십시오. 재질 등급 및 상태, 홀 깊이, 냉각수 및 기계 성능을 확인하십시오. 초경 드릴의 속도표를 고속도강(HSS) 드릴에 그대로 적용하지 마십시오.

6. 공급 속도(RPM)와 일치시키기

회전당 이송량 fn은 드릴이 한 바퀴 회전하는 동안 전진하는 거리(mm/rev)입니다. 이송 속도 Vf는 1분 동안 전진하는 거리(mm/min)입니다. 둘의 관계는 다음과 같습니다.

Vf= fnxn

 

기계의 이송 속도가 60mm/min으로 고정되어 있다고 가정해 보겠습니다. RPM만 변경하면 다음과 같은 값이 나타납니다. 이는 계산 예시일 뿐, 드릴링 작업에 대한 권장 사항은 아닙니다.

스핀들 속도

이송 속도

회전당 공급량

1,200 RPM

60 mm/min

0.05 mm/rev

600 RPM

60 mm/min

0.10 mm/rev

300 RPM

60 mm/min

0.20 mm/rev

표 2는 fn = Vf / n 공식을 사용하여 계산되었습니다. 세 행 모두 동일한 이송 속도를 사용했습니다.

회전당 공급량

그림 3. 이송 속도를 60mm/min으로 고정했을 때, 회전 속도(RPM)를 절반으로 줄이면 회전당 이송 속도가 두 배가 됩니다. 막대 길이는 절삭력이 아닌 회전당 축 방향 전진량을 나타냅니다.

회전 속도를 600RPM에서 300RPM으로 줄이면 회전당 진각량이 두 배가 됩니다. 하지만 이 새로운 값이 드릴과 설정에 비해 너무 높으면 과부하가 발생할 수 있습니다. 반대로, mm/min을 일정하게 유지하면서 RPM을 높이면 회전당 진각량이 줄어듭니다.

기계의 이송 속도 제어 방식을 확인하십시오. 이송 속도가 mm/rev로 설정된 경우, 컨트롤러는 일반적으로 회전당 이송량을 유지하기 위해 RPM에 따라 mm/min으로 변경됩니다. 설정을 조정하기 전에 현재 모드와 기계 작동 방식을 확인하십시오.

수동식 드릴에서 압력은 보정된 이송 설정값이 아닙니다. 따라서 위의 계산값을 권장되는 수동 압력으로 직접 변환할 수 없습니다.

7. RPM을 탓하기 전에 먼저 조건을 확인하십시오.

한 가지 증상에는 여러 가지 원인이 있을 수 있습니다. 다음 점검 사항을 참고하여 조사를 진행하십시오. 이 표 자체만으로는 훈련 실패 원인을 진단할 수 없습니다.

관찰된 문제 점검 항목
공구 수명이 짧습니다. 속도, 이송 속도, 드릴 선택 및 냉각수량이 적절한 수준에 도달해야 합니다.
손상된 외부 모서리 과도한 속도, 냉각수 과다, 공작물의 경화 부위 발생.
갑작스러운 파손 칩 밀집, 과도한 이송, 마모된 모서리 및 안전한 클램핑.
크기가 큰 구멍 중심점 설정, 스핀들 상태 및 공작물 이동.

구매자와 유통업체는 재료 등급 및 상태, 드릴 모델 및 직경, 천공 깊이, 장비, 작동 RPM, 이송 방식 및 냉각수 정보를 기록하십시오. 절삭날, 칩 및 파손 부위의 선명한 사진을 첨부하십시오. 이는 공급업체가 공정한 비교를 위한 유용한 증거를 제공합니다.

공급업체는 재료, 열처리, 형상 및 배치 일관성에 대한 책임을 유지합니다. 명확한 적용 지침을 통해 고객은 제품 품질을 반복 가능한 드릴링 성능으로 전환할 수 있습니다.

이 시리즈에 대하여
드릴 비트 고장 원인(Why Drill Bit Fail)은 저희 제작팀이 작성한 기술 시리즈입니다. 각 기사는 원자재부터 포장에 이르기까지 드릴 비트 성능에 영향을 미치는 특정 요인 하나에 초점을 맞춥니다. 목표는 간단합니다. 구매자가 실제로 무엇을 구매하는지, 그리고 어떤 질문을 해야 하는지 이해하도록 돕는 것입니다.

계산 참고 사항
모든 차트 포인트와 RPM 값은 측정된 성능이 아닌 계산된 값입니다. 사용된 공식은 D(mm), Vc(m/min), n(RPM), fn(mm/rev), Vf(mm/min)입니다.


게시 시간: 2026년 11월 3일