드릴링 및 보링 필수 요소: 도구 및 기술

I. 드릴링 처리

드릴 가공은 드릴 비트를 사용하여 공작물에 구멍을 가공하는 방법입니다. 드릴 프레스로 공작물을 가공할 때는 일반적으로 공작물을 제자리에 고정하고 공구가 축 방향으로 이동(이송 동작)하면서 회전(주 동작)합니다.

1. 드릴링의 특성 및 응용

(1) 프로세스 특성

• 드릴 비트는 반폐쇄 상태로 절단되어 많은 양의 금속이 제거되므로 칩 제거가 어렵습니다.
• 마찰이 심해 열이 많이 발생하고 열 방출이 어렵고 절단 온도가 높습니다.
• 드릴 비트를 대칭 절삭날로 연마하는 것은 쉽지 않으며, 가공된 구멍의 직경이 종종 확장됩니다.
• 압출이 심하고 절삭력이 커서 홀 벽의 냉간 가공 경화를 쉽게 유발합니다.
• 드릴 비트는 얇고 돌출부가 길고 강성이 약하며 가공 시 편차가 발생하기 쉽습니다.
• 드릴링의 정밀도는 공차 등급이 IT13~IT12로 낮으며, 공차 등급은 표면 거칠기 Ra12.5~6.3μm의 값입니다.

(2) 프로세스 범위

드릴링의 공정 범위가 넓습니다. 드릴 프레스의 다양한 도구를 사용하여 그림 1과 같이 드릴링 센터 홀, 드릴링, 리밍, 리밍, 스레딩, 보링 및 페이싱을 완료 할 수 있습니다. 드릴 프레스의 드릴링 정밀도는 낮지만 드릴링-리밍-리밍을 통해 높은 정밀도 요구 사항(IT8~IT6, 표면 조도 값 Ra1.6~0.4μm)의 홀 가공도 가능하며, 픽스처를 사용하여 위치 요구 사항의 홀 가공도 가능합니다.

a) 드릴링
b) 리밍
c) 리밍
d) 스레딩
e), f) 하프늄 매립형 헤드 홀
g) 하프늄 평면

2. 드릴링 머신

드릴링 머신의 주요 유형에는 벤치 드릴링 머신, 수직 드릴링 머신, 레이디얼 드릴링 머신, 특수 드릴링 머신 등이 있습니다. 다음은 가장 널리 사용되는 두 가지 유형의 드릴링 머신에 대한 소개입니다.

(1) 수직 드릴링 머신

수직 드릴링 머신은 원통형 수직 드릴링 머신, 사각 기둥 수직 드릴링 머신, 조정 가능한 다축 수직 드릴링 머신의 세 가지 시리즈로 나뉩니다. 그림 2는 스핀들이 수직으로 배열되어 있고 수평 방향으로 위치가 고정되어 있어 가공할 구멍의 위치를 공작물을 움직여 찾아야 하는 사각 기둥 수직 드릴링 머신을 보여줍니다.

1-워크테이블
2-메인 스핀들
3-헤드스톡
4열
5- 작동 메커니즘

스핀들 박스 3과 작업대 1은 모두 사각형 기둥 4의 수직 가이드 레일에 장착되며 높이가 다른 공작물을 수용하도록 위치를 조정할 수 있습니다. 위치가 조정되면 가공 중에 상대적인 위치가 이동하지 않습니다. 주 회전 동작 외에도 스핀들은 이송 동작을 위해 축 방향으로도 움직입니다.

스핀들 박스(3)에 장착된 작동 메커니즘(5)을 사용하여 스핀들을 빠르게 들어 올리고 수동으로 이송할 수 있을 뿐만 아니라 전동 이송의 결합 및 해제를 수행할 수 있습니다. 스핀들 회전 방향의 변경은 모터의 전진 및 후진 회전을 통해 이루어집니다. 이 유형의 드릴링 머신은 생산성이 낮으며 주로 중형 및 소형 공작물의 단일 부품 및 소량 생산 가공에 사용됩니다.

(2) 방사형 드릴링 머신

대형 공작물에 구멍을 뚫을 때는 드릴링 머신 스핀들을 원하는 위치로 조정할 수 있는 동안 공작물은 고정된 상태를 유지하는 것이 바람직합니다. 이를 위해서는 방사형 드릴링 머신을 사용해야 하며, 그림 3a는 방사형 드릴링 머신의 외부 모양을 보여줍니다. 베이스(1)에는 두 개의 층으로 나뉘어져 있는 기둥이 장착되어 있는데, 내부 기둥(2)은 베이스(1)에 고정되어 있고 외부 기둥(3)은 구름 베어링으로 지지되며 그림 3b와 같이 내부 층을 중심으로 회전할 수 있습니다. 암(4)은 외부 기둥(3)을 따라 위아래로 움직일 수 있고 스핀들 박스(5)는 암 가이드를 따라 수평으로 움직일 수 있습니다.

a) 외부 모양
b) 열 구조
1-Base
2-내부 열
3-외부 열
4-암
5-스핀들 박스
6-스핀들

따라서 스핀들 6의 위치를 편리하게 조정할 수 있습니다. 가공 중에 스핀들이 수평으로 움직이는 것을 방지하기 위해 방사형 드릴링 머신에는 스핀들 박스와 암, 외부 기둥과 내부 기둥, 암과 외부 기둥 사이에 클램핑 메커니즘이 장착되어 있습니다. 공작물을 작업대에 고정하거나 공작물이 큰 경우 작업대를 제거하고 공작물을 베이스에 직접 장착할 수 있습니다. 방사형 드릴링 머신은 대형 및 중형 공작물 가공에 널리 사용됩니다.

3. 드릴링

드릴링 작업에 사용되는 드릴 비트는 구조적 특징과 용도에 따라 플랫 드릴, 트위스트 드릴, 심공 드릴, 센터 드릴로 나눌 수 있는 고정 사이즈 절삭 공구로, 드릴링 직경은 0.1~100mm이며 드릴링 깊이 범위는 매우 광범위합니다. 드릴링 작업은 구멍의 거친 가공에 널리 사용되며, 중요하지 않은 구멍의 최종 가공에도 사용할 수 있습니다.

트위스트 드릴은 제작에 가장 널리 사용되는 드릴 비트이며, 그 용도를 아래에 소개합니다.

(1) 트위스트 드릴의 구성

그림 4와 같이 표준 트위스트 드릴은 생크, 목, 작업 부분으로 구성됩니다.

a) 드릴 비트의 전체 구조
b) 드릴 비트의 절단 부분
1-Front
2, 8-보조 절삭날(경사진 가장자리)
3, 7- 메인 커팅 엣지
4, 6-메인 리어
5-크로스 엣지
9-세컨드 리어

1) 섕크.

샹크는 드릴링 시 토크를 전달하는 데 사용되는 트위스트 드릴의 고정 부분으로 직선형과 테이퍼형으로 제공됩니다. 스트레이트 생크는 주로 직경 12mm 미만의 소형 트위스트 드릴에 사용되며, 일반적으로 드릴 척을 사용하여 스핀들에 장착됩니다.

테이퍼 샹크는 직경이 큰 트위스트 드릴에 사용되며, 스핀들의 테이퍼 구멍에 직접 삽입하거나 테이퍼 슬리브를 통해 스핀들의 테이퍼 구멍에 삽입할 수 있습니다. 테이퍼 생크 드릴의 납작한 꼬리는 토크를 전달하고 드릴 비트를 편리하게 제거하는 데 사용할 수 있습니다.

2) 목.

넥 홈은 드릴 샹크를 연마할 때 들어가는 홈으로, 홈 하단에 트위스트 드릴의 사양과 공장 마크가 새겨져 있습니다.

3) 작업 부분.

트위스트 드릴의 작업 부분은 절단 부분과 가이드 부분으로 구성됩니다.

절단부는 두 개의 전면, 주 후면, 보조 후면, 주 절삭날, 보조 절삭날 및 교차 절삭날로 구성된 절단 작업을 수행합니다. 교차 모서리는 두 개의 메인 리어가 교차하여 형성된 모서리이며, 보조 리어는 트위스트 드릴의 두 모서리 밴드로 공작물의 구멍 벽(가공된 표면) 반대편에서 작동합니다.

가이드 부품은 절삭 부품이 공작물을 절삭할 때 가이드 역할을 하며 절삭 부품의 예비 연삭 부품이기도 합니다. 가이드 부품과 홀 벽 사이의 마찰을 줄이기 위해 외경은 역 테이퍼로 연마됩니다. 동시에 트위스트 드릴의 충분한 강도를 유지하려면 드릴 샹크 방향을 향해 양의 원뿔 모양으로 만들어진 드릴 코어가 있어야 합니다.

(2) 트위스트 드릴로 드릴링하는 방법

트위스트 드릴을 사용한 드릴링 방법은 크게 6가지가 있습니다:

1) 표시된 위치에 드릴링합니다.

드릴링을 시작할 때 드릴 비트의 끝을 구멍의 중심 표시로 얕은 구멍(구멍 직경의 약 1/4)을 뚫은 다음 구멍의 중심이 정확한지 확인하고 편차가 발견되면 적시에 수정하는 시험 드릴을 수행해야 합니다.

구멍을 뚫을 때는 구멍이 뚫리려고 할 때 이송 속도를 줄여 드릴링 품질을 개선하고 작은 직경의 드릴 비트가 부러지는 것을 방지하세요. 막힌 구멍을 뚫을 때는 일반적으로 드릴 프레스의 깊이 정지 블록을 조정하거나 표시를 하는 등 드릴링 깊이를 조절하는 데 주의를 기울이세요.

2) 깊은 구멍 뚫기.

구멍의 깊이가 직경의 3배를 초과하는 경우 드릴 비트를 자주 후퇴시켜 칩을 적시에 제거하고 식히십시오. 그렇지 않으면 칩이 막히거나 드릴 비트가 과도하게 마모되거나 파손되어 구멍의 품질에 영향을 미칠 수 있습니다.

3) 딱딱한 재료에 드릴링하기.

드릴링 속도가 너무 빨라서는 안되며 수동 이송은 균일해야하며 특히 구멍이 뚫리려고 할 때 속도와 이송 속도를 적절히 줄이는 데주의하십시오.

4) 직경이 큰 구멍을 뚫습니다.

드릴링 직경이 큰 경우(일반적으로 30mm 이상) 두 단계로 드릴링해야 합니다. 먼저 구멍 직경의 0.6~0.8배의 드릴 비트로 드릴링한 다음 필요한 직경까지 드릴링합니다. 이렇게 하면 드릴 비트의 축 방향 저항을 줄이는 데 도움이 될 뿐만 아니라 드릴링 품질을 향상시키는 데도 도움이 됩니다.

5) 고탄성 플라스틱 소재에 구멍을 뚫습니다.

가소성이 좋고 인성이 높은 소재를 드릴링할 때 칩 파손은 종종 칩이 드릴 비트를 막아서 공작물의 품질에 영향을 미치는 등 가공에 영향을 미치는 두드러진 문제가 되며, 다음과 같은 항목의 진입에 도움이 되지 않습니다. 절삭유 가 절단 부위로 유입되어 드릴 비트의 수명이 단축되고 작업자와 공정 시스템의 안전에 영향을 미치는 등 여러 가지 문제가 발생할 수 있습니다.

이러한 문제가 발생하면 드릴 비트의 기하학적 각도를 변경하여 개선할 수 있습니다. 절단 속도이송 속도를 높이고, 칩 제거 및 냉각을 위해 드릴 비트를 적시에 후퇴시키는 등의 작업을 수행합니다.

6) 경사진 표면에서 드릴링하기.

경사면에서 드릴링할 때 경사로 인한 반경 방향의 힘으로 인해 드릴 비트가 이탈하여 구멍 축이 비뚤어지거나(그림 5a 참조) 드릴 비트가 부러지는 경우가 종종 있습니다. 드릴 비트의 이탈을 방지하기 위해 드릴링하기 전에 경사면에 평면을 리밍하거나(그림 5b 참조) 특수 드릴 슬리브를 사용하여 드릴 비트를 안내하여 드릴 비트의 강성과 작업의 정밀도를 높일 수 있습니다(그림 5c 참조).

드릴링 시 드릴 비트는 냉각 및 윤활이 필요하며, 강철 부품은 에멀젼 또는 기계유를, 주철 부품은 일반적으로 등유를, 비철 부품은 윤활유를 사용해야 합니다. 금속 에멀젼이나 등유를 사용하는 경우가 많습니다.

4. 리밍 및 보링

(1) 리밍

리밍은 일반적으로 주조, 단조 또는 드릴링한 구멍을 확대하는 데 사용됩니다. 리밍은 구멍을 리밍하거나 연삭하기 전에 사전 가공 공정으로 사용하거나 정밀도가 낮은 구멍의 최종 가공 공정으로 사용할 수 있으며, 일반적으로 직경이 10~100mm 범위인 구멍에 사용됩니다. 리밍의 가공 공차는 0.5~4mm입니다.

일반적인 리밍 공구로는 트위스트 드릴과 리머가 있습니다. 트위스트 드릴은 일반적으로 공작물을 리밍하는 데 사용되며, 리머는 생산량이 많은 구멍의 반정삭에 사용됩니다.

리머의 구조는 그림 6에 나와 있습니다. 리머는 트위스트 드릴과 유사하지만 주요 차이점은 주 절삭 날에 종종 3 개 또는 4 개의 날이있어 안내가 더 좋고, 주 절삭 날이 교차 날없이 중앙을 통과하지 않아 교차 날이 절단에 미치는 악영향을 피할 수 있으며 나선형 홈이 더 얕고 드릴 코어 직경이 커서 공구 본체 강도가 더 높고 강성이 더 좋아 리밍 중 절단 량을 늘릴 수 있다는 것입니다.

리머의 위와 같은 특성으로 인해 리밍의 가공 품질이 드릴링보다 우수하고 생산성이 더 높습니다. 리밍은 주조 구멍, 드릴 구멍 및 기타 사전 가공된 구멍의 축 편차에 일정한 보정 효과가 있습니다. 리밍의 치수 공차 등급은 일반적으로 약 IT10이며 표면 거칠기 값은 Ra6.3 ~ 3.2μm에 도달 할 수 있습니다.

주철 및 청동 소재를 제외한 다른 소재를 리밍할 때는 절삭유를 사용해야 하며, 에멀젼이 가장 일반적으로 사용됩니다.

(2) 지루함

보링은 원통형 카운터싱크 구멍, 원추형 카운터싱크 구멍, 보스 끝면을 미리 가공된 구멍에 가공하는 것을 말합니다. 보링에 사용되는 공구를 통칭하여 보링 드릴이라고 하며, 일반적으로 고속 공구강으로 만들어집니다.

대구경 보스 끝면 가공용 보링 드릴은 경질 합금 재연삭 인서트 또는 인덱서블 인서트를 사용할 수 있으며, 브레이징 또는 기계적 클램핑으로 공구 본체에 고정할 수 있습니다. 보링 드릴의 가이드 포스트는 보링된 카운터 싱크 구멍과 원래 구멍의 동축성을 보장합니다.

5. 리밍

리밍은 리머를 사용하여 공작물 구멍의 벽에서 작은 금속 층을 제거하여 치수 정확도를 개선하고 표면 거칠기를 줄이는 공정입니다. 구멍의 반정삭 및 정삭 가공에 적합하며 연삭 또는 호닝 전 사전 가공 공정으로도 사용할 수 있습니다.

리밍 중 절삭 공차가 작기 때문에 리밍 후 치수 공차 등급은 일반적으로 IT9~IT7, 표면 거칠기 값은 Ra3.2~1.6μm이며, 미세 리밍 치수 공차 등급은 최대 IT6, 표면 거칠기 값은 Ra1.6~0.4μm에 이릅니다.

리밍은 경화강 및 경도가 너무 높은 재료를 가공하는 데 적합하지 않습니다. 리머는 중간 및 작은 직경의 구멍 가공에 적합한 고정 크기 공구입니다. 리밍하기 전에 공작물은 드릴링 및 보링(리밍)과 같은 공정을 거쳐야 합니다.

(1) 리머

리머는 사용 방법에 따라 그림 7과 같이 핸드 리머와 머신 리머로 나뉩니다. 핸드 리머는 직선형 생크가 있고 작업 부분이 길어 안내가 잘 되어 수동 리밍 중에 리머가 비뚤어지는 것을 방지할 수 있습니다. 머신 리머에는 테이퍼 생크가 있는 경우가 많으며, 드릴링 머신, 선반, 보링 머신에 설치하여 리밍할 수 있습니다.

a) 리밍
b) 리머

리머의 작업 부분에는 절단 부분과 보정 부분이 포함됩니다. 절단 부분은 원추형이며 주요 절단 작업을 수행합니다. 보정부는 홀 직경 보정, 홀 벽 평활화 및 가이드에 사용되며, 보정부 후면에 매우 작은 역 테이퍼가 있어 홀 벽과의 마찰을 줄이고 리밍 후 홀 직경이 확장되는 것을 방지합니다.

리머는 비교적 얕은 칩 플루트와 큰 드릴 코어 직경을 가진 6~12개의 절삭 톱니를 가지고 있어 리머의 강성과 가이드가 리밍 드릴보다 훨씬 우수합니다.

(2) 리밍 시 주의해야 할 문제

• 리밍 여유량은 적당해야 합니다. 리밍 허용치가 너무 크면 많은 양의 절단 열로 인해 리머 직경이 증가하여 구멍 직경이 커지고 칩이 쉽게 막히고 절삭유가 절단 영역에 쉽게 들어갈 수 없으며 구멍 표면이 거칠고 리머가 쉽게 마모되며 너무 작은 허용치는 바닥 구멍에 남은 공구 자국을 제거 할 수 없으며 표면 거칠기가 요구 사항을 충족하지 못합니다. 거친 리밍 허용치는 일반적으로 0.15 ~ 0.35mm이고 미세 리밍 허용치는 일반적으로 0.05 ~ 0.15mm입니다.
• 리밍 중에는 더 낮은 절단 속도와 더 작은 이송 속도를 사용해야 합니다.
• 절삭유를 합리적으로 사용하세요.
• 리머 축이 주 스핀들 축에서 벗어나 홀 축 왜곡, 홀 직경 확대 및 기타 현상을 방지하려면 리머와 주 스핀들 사이에 플로팅 연결을 사용해야 합니다. 플로팅 연결을 사용하는 경우 리밍은 하단 구멍 축의 편차를 수정할 수 없으며 이전 프로세스를 통해 구멍의 위치 정확도를 보장해야합니다.
• 리밍 프로세스 중에는 칩이 리머에 걸리거나 구멍 벽이 긁혀 리머가 깨지는 것을 방지하기 위해 리머를 뒤집어서는 안 됩니다.
• 리머는 무뎌진 후 제때 날카롭게 연마해야 합니다. 일반적으로 커터의 뒷면 만 다시 연마하고 연삭석을 사용하여 리머의 절단 부분과 보정 부분의 접합부를 작은 반경으로 연마하여 전환 블레이드를 형성하여 리머의 수명과 가공 표면 품질을 향상시킵니다.

II. 보링 가공

보링 가공은 보링 공구를 사용하여 기존 구멍을 가공하는 방법입니다.

1. 보링의 특성 및 공정 범위

(1) 지루함의 특징

• 보링 가공은 매우 유연하고 적응력이 뛰어납니다. 보링 머신에서 구멍과 홀 시스템을 가공하는 것 외에도 외부 원, 끝면 등을 가공할 수 있습니다. 가공 크기는 크거나 작을 수 있으며, 다양한 유형의 생산 및 정밀도 요구 사항에 적합합니다.
• 보링 가공에는 높은 운영 기술력이 필요합니다. 공작물의 치수 정확도와 표면 거칠기를 보장하기 위해서는 사용되는 장비뿐만 아니라 주로 작업자의 기술 수준에 따라 달라집니다. 동시에 공작 기계 및 공구의 조정 시간도 길어집니다. 보링 가공 중에는 작업에 참여하는 절삭 날이 적기 때문에 일반적으로 보링 가공의 생산성이 낮습니다.
• 보링 도구의 구조는 간단하고 쉽게 연마할 수 있으며 비용도 저렴합니다.
• 보링은 이전 공정에서 생성된 홀 축의 위치 오차를 보정하여 홀의 위치 정확도를 보장할 수 있습니다.

(2) 보링의 공정 범위

보링 가공의 공정 범위는 넓습니다. 그림 8과 같이 단일 홀 또는 홀 시스템, 브로치, 밀링 평면, 보링 블라인드 홀, 보링 끝면을 보링할 수 있습니다. 베이스, 박스, 브래킷과 같이 복잡한 형상의 대형 공작물, 특히 위치 정확도가 요구되는 홀 시스템은 좌표 장치 또는 보링 템플릿을 사용하여 보링 머신에서 가공하는 경우가 많습니다.

a) 지루한 작은 구멍
b) 지루한 큰 구멍
c) 지루한 끝면
d) 드릴링
e) 밀링 평면
f) 결합된 표면 밀링
g) 지루한 스레드
h) 지루한 깊은 구멍 스레드

보링시 치수 공차 수준은 IT7 ~ IT6이고 구멍 간격 정확도는 0.015mm에 도달 할 수 있으며 표면 거칠기 값은 Ra1.6 ~ 0.8μm입니다. 다양한 액세서리, 특수 보링 바 및 기타 장치를 장착하면 보링 머신은 홈, 나사산, 테이퍼 구멍 및 구형 표면도 처리 할 수 있습니다.

2. 보링 머신

보링 머신은 대형 및 중형 공작물의 기존 홀 가공에 적합하며, 특히 동일하거나 다른 표면에 분포된 홀 간격 및 위치 정확도에 대한 엄격한 요구 사항을 가진 홀 시스템을 가공하는 데 적합합니다. 작업 시간 도구의 주요 이동은 회전하고 이송 이동은 기계 유형 및 가공 조건에 따라 도구 또는 공작물에 의해 완료될 수 있습니다.

보링 머신은 수평 보링 머신, 좌표 보링 머신, 정밀 보링 머신 등으로 나눌 수 있습니다.

(1) 수평 보링 머신

수평 보링 머신은 그림 9와 같이 베드, 스핀들 박스, 작업대, 로터리 테이블, 전면 및 후면 기둥으로 구성됩니다. 스핀들 박스는 전면 컬럼의 수직 가이드 레일에 장착되며 가이드 레일을 따라 위아래로 움직일 수 있습니다. 스핀들 박스에는 스핀들 구성품, 로터리 테이블, 메인 및 이송 모션 전달 메커니즘, 작동 메커니즘이 포함되어 있습니다. 기계의 주요 동작은 스핀들 또는 로터리 테이블의 회전입니다.

1-Bed
2-지지 프레임
3-후면 열
4-하부 슬라이드 베이스
5-상단 슬라이드 베이스
6-워크벤치
7-스핀들
8-로터리 테이블
9-정면 열
10-스핀들 박스

가공 요구 사항에 따라 보링 샤프트가 축 방향 이송 이동을 하거나 로터리 테이블의 방사형 공구 슬라이드가 로터리 테이블과 함께 회전하면서 방사형 이송 이동을 할 수 있습니다. 작업대 장치는 하부 슬라이드 베이스, 상부 슬라이드 베이스 및 작업대로 구성됩니다. 작업대는 하부 슬라이드 베이스와 함께 베드 가이드 레일을 따라 세로로 이동하거나 상부 슬라이드 베이스와 함께 하부 슬라이드 베이스의 상단 가이드 레일을 따라 가로로 이동할 수 있습니다.

작업대는 상부 슬라이드 베이스의 원형 가이드 레일을 따라 수직축을 중심으로 회전할 수 있어 다양한 표면에 분산된 구멍을 쉽게 가공할 수 있습니다. 후면 컬럼의 수직 가이드 레일에는 보링 바의 강성을 높이기 위해 더 긴 보링 바를 지지하는 지지 프레임이 있습니다. 지지 프레임은 보링 샤프트와의 동축성을 유지하기 위해 후면 컬럼의 가이드 레일을 따라 위아래로 움직일 수 있으며, 보링 바의 길이에 따라 후면 컬럼을 세로로 조정할 수 있습니다.

수평 보링 머신의 기술 범위는 매우 넓으며, 일반적인 가공 방법은 그림 10에 나와 있습니다.

(2) 지그 보링 머신

지그 보링 머신은 강성과 내진동성이 우수한 고정밀 보링 머신으로 작업대, 스핀들 박스 등 움직이는 부품에 정밀 좌표 측정 장치가 있어 공작물과 공구의 위치를 정밀하게 설정할 수 있습니다. 따라서 지그 보링 머신에서 가공하는 치수 정확도와 형상 정확도가 매우 높습니다.

주로 단품 및 소량 생산 조건에서 정밀 홀, 홀 시스템 및 금형 부품 가공에 사용되며, 배치 생산에서 다양한 유형의 상자, 실린더 본체 및 기계 본체의 정밀 가공에도 사용할 수 있습니다. 지그 보링 머신은 구조에 따라 싱글 컬럼, 더블 컬럼, 수평형으로 구분됩니다.

1) 단일 컬럼 지그 보링 머신

그림 11과 같이 스핀들 박스는 기둥의 수직 가이드 레일에 장착되며 높이가 다른 공작물을 수용하기 위해 위아래로 조정할 수 있습니다. 보링 홀의 좌표 위치는 베드 새들 가이드 레일을 따라 작업대가 세로로 이동하고 베드 가이드 레일을 따라 베드 새들이 가로로 이동하는 것에 의해 결정됩니다. 보링 중 이송 이동은 작업대의 종방향 또는 측면 이동에 의해 완료됩니다.

1-워크테이블
2-메인 스핀들
3-헤드스톡
4열
5-베드 안장
6-Bed

이 유형의 공작 기계는 작업대의 세 면이 개방되어 있어 조작이 편리하지만 스핀들 박스가 기둥에 캔틸레버로 연결되어 있습니다. 작업대의 크기가 클수록 스핀들의 중심선이 기둥에서 멀어져 공작 기계의 강성과 가공 정확도에 영향을 미칩니다. 따라서 이러한 유형의 공작 기계는 일반적으로 중형 또는 소형입니다(작업 테이블 너비 630mm 미만).

2) 더블 컬럼 지그 보링 머신

그림 12와 같이 보링 머신은 두 개의 기둥, 상단 빔 및 갠트리 프레임을 형성하는 베드로 구성되어 있으며 강성이 우수합니다. 스핀들 박스는 기둥 가이드 레일을 따라 위아래로 조정할 수 있는 크로스빔에 장착되며, 보링 홀의 좌표 위치는 크로스빔 가이드 레일을 따라 스핀들 박스의 이동과 베드 가이드 레일을 따라 작업대의 이동에 의해 결정됩니다. 이중 기둥 지그 보링 머신은 일반적으로 대형 또는 중형 기계입니다.

1-워크테이블
2-크로스빔
3, 6열
4-탑 빔
5-스핀들 박스
7-스핀들
8-Bed

3) 수평 지그 보링 머신

그림 13에서 볼 수 있듯이 이 유형의 보링 머신의 구조적 특징은 스핀들이 수평으로 배열되어 있다는 것입니다. 작업대는 하부 슬라이드 베이스, 상부 슬라이드 베이스, 정밀하게 인덱싱할 수 있는 회전식 작업대로 구성됩니다. 보링 좌표는 베드 레일을 따라 하부 슬라이드 베이스의 종방향 이동과 컬럼 레일을 따라 스핀들 박스의 수직 이동에 의해 결정됩니다.

1-Bed
2-하부 슬라이드 베이스
3-상단 슬라이드 베이스
4-로터리 작업대
5-메인 스핀들
6열
7-스핀들 박스

홀 가공 중에 이송 이동은 스핀들의 축 방향 이동 또는 상부 슬라이드 베이스의 이동으로 완료할 수 있습니다. 수평 좌표 보링 머신은 성능이 우수하고 공작물의 높이가 일반적으로 제한되지 않으며 클램핑이 편리합니다. 작업대의 인덱싱 이동을 사용하여 공작물의 한 번의 클램핑으로 다 방향 구멍 및 평면 가공을 완료 할 수 있습니다.

(3) 정밀 보링 머신

정밀 보링 머신은 고속 보링 머신으로, 과거에는 다이아몬드를 공구 재료로 사용했기 때문에 다이아몬드 보링 머신이라는 이름이 붙었습니다. 그림 14와 같이 현재는 경질 합금을 공구 재료로 사용하며 일반적으로 더 높은 속도, 더 작은 이송량 및 절삭량을 사용하여 가공 정확도가 높아져 정밀 보링 머신이라고 불립니다. 주로 배치 또는 대량 생산에서 중소형 정밀 구멍을 가공하는 데 사용됩니다.

a) 단면 단일 축
b) 단면 이중 축
c) 단면 이중 축
d) 양면 4축

3. 보링 도구

일반적인 보링 공구는 싱글 블레이드, 더블 블레이드, 멀티 블레이드로 구분되며, 그 구조와 특성은 다음과 같습니다.

(1) 단일 블레이드 보링 공구

대부분의 싱글 블레이드 보링 공구는 그림 15와 같이 크기를 조정하는 데 나사 3을 사용하고 잠그는 데 나사 2를 사용하는 조정 가능한 구조로 만들어집니다. 선반에 사용되는 단일날 보링 공구는 보링 공구 헤드와 공구봉이 일체형으로 제작되는 경우가 많습니다. 보링로드의 단면 크기(원형 또는 정사각형)와 길이는 구멍의 직경과 길이에 따라 다르며, 관련 공구 책이나 기술 표준에 따라 선택할 수 있습니다.

a) 비관통 홀 보링 공구
b) 관통 홀 보링 도구
1-툴 헤드
2-조임 나사
3-조절 나사
4-보링 로드

단일 블레이드 보링 공구의 조정 가능한 구조는 공구 헤드가 한 방향으로만 움직일 수 있습니다. 조정 중에 공구 헤드가 너무 많이 확장되면 수동으로 후퇴해야 하며 때로는 필요한 크기로 조정하기 위해 여러 번 반복해야 하므로 효율성이 낮고 조정 정밀도가 높지 않아 단일 부품 및 소량 생산에만 적합합니다.

(2) 더블 블레이드 보링 도구

간단한 이중날 보링 공구는 공구의 양쪽 끝에 한 쌍의 대칭 절삭날이 있어 동시에 절삭에 참여하므로 보링 로드에 대한 반경 방향 절삭력의 영향을 제거할 수 있습니다. 공작물 구멍의 치수 정확도는 보링 공구의 크기에 의해 보장됩니다.

더블 블레이드 보링 공구는 고정형과 플로팅형으로 구분됩니다. 고정식 보링 공구 블록과 그 설치는 그림 16에 나와 있습니다. 보링 공구 블록은 경질 합금 블레이드로 브레이징하거나 고속 공구강으로만 만들 수 있습니다. 이 유형의 보링 공구는 보링 공구 블록의 설치 정확도와 구조 치수의 제한으로 인해 직경이 40mm보다 큰 구멍의 황삭 보링 및 반정삭 보링에만 적합합니다.

a) 보링 바 블록
b) 설치

현재 대부분의 양날 보링 바는 그림 17과 같이 플로팅 구조를 채택하고 있으며, 이는 일반적으로 사용되는 조립식 플로팅 보링 바입니다. 보링 바 블록은 클램핑할 필요 없이 보링 바의 사각 구멍에 간극 맞춤으로 장착됩니다. 절삭 시 양쪽 절삭날에 작용하는 절삭력에 의해 균형과 위치가 조정되므로 보링 바 블록의 설치 오류 및 보링 바의 방사형 런아웃 오류로 인한 가공 오류를 자동으로 보정합니다.

a) 플로팅 보링 바
b) 사용법
1-보링 인서트
2-툴 바디
3-조절 나사
4-베벨 와셔
5-조임 나사

이 보링바로 달성할 수 있는 홀 공차 등급은 IT7~IT6에 달하며 표면 거칠기는 Ra1.6~0.4μm입니다. 보링 바의 플로팅 보링 바 블록의 단점은 구멍의 직진도 오차와 상호 위치 오차를 보정 할 수 없다는 것입니다.

(3) 멀티 에지 보링 바

대량 생산, 특히 공구 마모가 적은 비철금속 가공 시에는 하나의 보링바와 하나의 커터 헤드에 반경 및 축 방향 치수 가공을 위한 여러 개의 보링 인서트를 배치하는 다중 모서리 결합 보링바가 자주 사용됩니다. 이 복합 보링 바의 제조 및 재연삭은 다소 번거롭지만 전반적인 가공 효율성 측면에서 여전히 우수합니다.

보링 홀의 정확성과 효율성을 향상시키고 위에서 언급한 멀티 엣지 보링 바를 다시 연마하는 문제를 방지하기 위해 보링 중에 멀티 엣지 결합 보링 바를 사용할 수 있습니다. 즉, 하나의 공구 본체 또는 보링 바에 두 개 이상의 커터 헤드를 설정하고 각 커터 헤드를 독립적으로 조정할 수 있습니다. 두 개 이상의 절삭날이 동시에 작동하는 보링 바를 멀티 엣지 결합 보링 바라고 합니다.

그림 18a는 관통 홀과 막힌 홀에 사용되는 양날 결합형 보링 바를 보여주고, 그림 18b는 이중 홀의 거친 보링과 미세 보링에 사용되는 멀티 에지 결합형 보링 바를 보여줍니다.

4. 보링 가공 방법

(1) 단일 표면 가공

1) 지루한 작은 직경의 구멍

보링 바를 스핀들에 장착하여 작업대가 움직이지 않는 상태에서 회전할 수 있으므로 그림 8a와 같이 스핀들이 축 이송 이동도 수행할 수 있습니다. 각 이송이 끝나면 스핀들이 시작 위치로 돌아간 다음 후방 절삭량을 조정하여 완료될 때까지 가공을 계속합니다.

2) 지루하고 얕은 큰 구멍

플랫 회전 슬라이드에 공구 홀더와 보링 바를 장착하고 플랫 회전 플레이트가 회전하여 보링 바를 필요한 깊이까지 구동한 다음 그림 8b와 같이 작업 테이블이 공작물을 구동하여 세로 이송 이동을 수행하도록 합니다.

3) 구멍의 끝면 가공하기

그림 8c와 같이 평평한 회전판의 공구 홀더에 공구를 장착하고 평평한 회전판에 의해 구동되어 회전하는 동안 공구 홀더 슬라이드에 의해 공구 홀더가 평평한 회전판을 따라 방사형으로 공급되는 동안 공구 홀더를 장착합니다.

4) 드릴링, 리밍 및 리밍 구멍 만들기

작은 구멍의 경우 그림 8d와 같이 드릴 비트, 리머 및 리밍 공구를 스핀들에 연속적으로 장착하여 회전하고 축 이송 운동을 수행하여 작은 구멍의 드릴링, 리밍 및 기타 절단 프로세스를 완료할 수 있습니다.

5) 지루한 스레드

특수 제작된 공구 홀더에 나사 보링 바를 장착하면 보링 스핀들이 회전하면서 작업대가 베드를 따라 공구 회전당 리드 하나씩 이동하여 나사산을 보링합니다.

각 스트로크의 후방 절삭량을 제어하려면 그림 8g와 같이 필요에 따라 각 스트로크가 끝날 때 특수 공구 홀더를 슬라이드 방향을 따라 일정 거리 이동하면 됩니다. 이 방법은 짧은 외부 나사산을 가공하는 데에도 사용할 수 있습니다. 내부 나사산 보링의 경우 그림 8h와 같이 보링 바에 또 다른 특수 공구 홀더를 장착하여 필요에 따라 축 방향으로 회전하고 이송할 수 있습니다.

(2) 홀 시스템 가공

홀 시스템은 특정 상대 위치 정확도 요구 사항을 가진 공간에 있는 두 개 이상의 홀을 말합니다. 홀 시스템은 동축 홀 시스템, 수직 홀 시스템, 평행 홀 시스템으로 나뉩니다.

1) 보링 동축 홀 시스템

동축 홀 시스템의 주요 기술적 요구 사항은 동축 라인에 있는 각 홀의 동축 정확도입니다. 가공을 위해 생산에서 일반적으로 사용되는 방법은 다음과 같습니다:

안내 방법.

단일 부품 및 소량 생산으로 케이싱의 홀 시스템을 가공할 때 힘으로 인한 보링 바의 변형이 홀의 동축 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 경우 동축 홀 가공에 가이딩 슬리브를 사용할 수 있습니다.

보링 머신의 후면 컬럼에 있는 가이드 슬리브를 사용하여 지지 및 안내합니다. 보링 바를 보링 스핀들의 테이퍼 구멍에 삽입하고 다른 쪽 끝은 후면 컬럼의 가이드 슬리브로 지지하고 보링 공구를 장착하고 크기를 조정합니다. 보링 스핀들이 회전하고 작업대가 공작물을 구동하여 세로 이송 이동을 수행하여 두 개의 동축 구멍을 보링합니다.

두 구멍의 직경이 다른 경우 그림 10b와 같이 두 개의 보링 공구를 보링 바의 다른 위치에 장착하여 두 구멍을 연속적으로 또는 동시에 보링할 수 있습니다. 이 방법의 단점은 후면 컬럼에서 가이드 슬리브의 위치를 조정하는 데 시간이 많이 걸리고 번거롭다는 점과 일반적으로 대형 케이스 가공에 적합한 정렬용 센터링 블록이 필요하다는 점입니다.

이미 가공된 구멍을 지지 및 안내용으로 사용합니다. 케이싱 전면 벽의 구멍이 가공되면 구멍에 가이드 슬리브를 설치하여 뒤쪽 구멍 가공을 위한 보링 바를 지지하고 안내하여 두 구멍의 동축성을 보장할 수 있습니다. 이 방법은 그림 19와 같이 케이싱 벽이 비교적 가까운 동축 홀 가공에 적합합니다.

정렬 방법.

정렬 방법은 한 번 클램핑한 후 케이싱의 한쪽 끝에 구멍을 가공한 다음 보링 머신의 작업대를 180° 회전시킨 다음 동축 라인에서 케이싱의 다른 쪽 끝에 있는 구멍을 정렬하는 방식입니다.

그림 20a는 보링 전 보링 바에 장착된 다이얼 인디케이터를 사용하여 기술 베이스 표면을 케이싱의 보링할 구멍 축과 평행하게 정렬하여 보링 바의 축과 평행하게 한 다음 스핀들 위치를 조정하여 케이싱의 벽 A에 구멍을 가공하는 모습을 보여줍니다.

그림 20b는 보링 후 작업대를 180° 회전하고 기술 베이스 표면을 보링 바 축의 평행도 요구 사항에 맞게 재배열한 다음 기술 베이스 표면을 통합 측정 벤치마크로 사용하여 보링 바 축이 벽 A의 구멍 축과 일치하도록 스핀들 위치를 조정하여 케이스 벽 B의 구멍을 가공하는 것을 보여줍니다.

보링 지그 방식.

배치 생산에서 보링 지그는 일반적으로 보링 지그에 의해 동축 정확도가 보장되는 가공에 사용됩니다. 그림 21과 같이 공작물은 보링 지그에 고정되고 보링 바는 전면 및 후면 보링 슬리브의 가이드 구멍에서지지되고 보링 슬리브에 의해 공작물의 올바른 위치에 구멍을 뚫도록 안내됩니다.

보링 지그로 홀을 보링할 때 보링 바는 플로팅 척을 통해 기계 스핀들에 부유식으로 연결되므로 홀 시스템의 가공 정확도가 기계의 정확도에 영향을 받지 않습니다. 그림 21에서 홀의 동축 정확도는 주로 보링 지그의 정확도에 따라 달라지므로 저정밀 기계에서 고정밀 홀 시스템을 가공할 수 있습니다.

또한 멀티 툴 동시 절삭이 용이하고 위치 지정 및 클램핑이 빠르며 생산성이 높습니다. 그러나 보링 지그에 대한 정확도 요구 사항이 높고 제조 주기가 길며 생산 비용이 높기 때문에 홀 시스템 가공용 보링 지그 방식은 주로 범용 기계뿐만 아니라 특수 목적 기계 또는 머시닝 센터에서 가공 할 수있는 배치 생산에 적용됩니다.

2) 지루한 평행 홀 시스템

평행 홀 시스템의 주요 기술적 요구 사항은 평행 홀 축과 홀 축과 기준면 사이의 거리의 치수 정확도와 위치 정확도입니다. 일반적으로 다음 방법이 생산에 사용됩니다:

좌표 방법.

보링 홀의 좌표 방법은 홀 시스템의 홀 사이의 홀 거리 치수를 상호 수직인 두 개의 좌표 치수로 변환한 다음 이 좌표 치수에 따라 기계 스핀들과 공작물의 상대 위치를 수평 및 수직 방향으로 정밀하게 조정하여 기계의 좌표 변위 치수와 공차를 제어함으로써 홀 거리 치수의 정확성을 보장하는 것입니다.

정렬 방법.

보링 정렬 방법에는 범용 기계에서 가공할 각 구멍의 정확한 위치를 정확하게 찾기 위해 몇 가지 보조 장치를 사용하는 것이 포함됩니다. 일반적인 정렬 방법은 다음과 같습니다:

라인 표시 정렬 방법.

가공하기 전에 도면 요구 사항에 따라 블랭크에 각 구멍의 위치를 표시하고 가공하는 동안 표시된 선에 따라 공구와 공작물을 정렬하고 시험 절단 방법과 결합합니다.

라인 마킹은 수동 조작이 필요하고 어렵고 작업자의 기술 수준에 따라 가공 정확도가 크게 영향을 받아 홀 거리 정확도가 낮고 생산성이 낮습니다. 따라서 일반적으로 홀 거리 정확도 요구 사항이 낮고 생산 배치가 적은 홀 시스템 가공에 적합합니다.

게이지 블록의 중심 축을 정렬하는 방법.

그림 22와 같이 정밀 하트 축을 보링 머신의 스핀들 구멍과 가공된 구멍에 각각 삽입한 다음 특정 크기의 게이지 블록을 결합하여 스핀들 위치를 정렬합니다.

a) 지루한 평행 구멍
b) 심장 축 게이지 블록과 정렬하기

정렬 중에 필러 게이지를 사용하여 게이지 블록과 심장 축 사이의 간격을 측정하여 게이지 블록과 심장 축 사이의 직접 접촉으로 인한 변형을 방지해야 합니다. 이 방법은 구멍 간격 정확도를 높일 수 있지만 생산성이 낮고 단일 부품 및 소량 생산에 적합합니다. 그림에서 d₁ 및 d₂는 심장축의 직경, δ는 필러 게이지의 크기, A는 홀의 중심 거리, B는 게이지 블록 어셈블리의 크기입니다.

보링 지그 방식.

대량 생산에서는 일반적으로 보링 지그 가공이 사용되며, 보링 지그에 의해 평행도 요구 사항이 보장됩니다.

3) 지루한 수직 홀 시스템

수직 홀 시스템의 주요 기술 요구 사항은 홀 축 사이의 수직성 요구 사항이며, 생산에 일반적으로 사용되는 방법은 다음 두 가지입니다:

정렬 방법.

단일 부품 및 소량 생산에서는 일반적으로 범용 공작 기계로 가공합니다. 수직 홀 시스템을 보링 가공할 때는 한 방향으로 홀을 가공한 후 작업대를 90° 돌려서 수직 방향으로 홀을 보링 가공합니다. 홀 시스템의 수직 정확도는 보링 머신 작업 테이블의 90° 정렬 장치에 의해 보장됩니다. 일반 보링 머신 작업대의 90° 정렬 장치의 정확도가 높지 않은 경우 하트 축과 다이얼 표시기를 사용하여 정렬할 수 있습니다. 즉, 하트 축을 가공된 홀에 삽입한 다음 작업대를 다시 회전하고 다이얼 표시기를 사용하여 작업대를 흔들어 정렬할 수 있습니다.

보링 지그 방식.

배치 생산에서는 일반적으로 보링 지그 방식이 사용되며, 보링 지그에 의해 수직 정확도가 보장됩니다.