🚀 드릴 회전수 계산기 & 시뮬레이터
- 드릴 지름(d) 지정: 구멍을 천공할 드릴 비트의 공칭 직경(1mm ~ 50mm)을 입력합니다.
- 목표 절삭 속도(V_c) 및 1회전 이송량(f) 설정: 피삭재(알루미늄, 연강, 주철 등)에 따른 절삭 주속도(m/min)와 회전당 이송 피드량(mm/rev)을 정의합니다.
- 구멍 관통 깊이(L) 지정: 공작물에 구멍을 뚫을 천공 깊이(5mm ~ 200mm)를 지정합니다.
- 실시간 드릴링 동작 모니터링: 드릴 비트가 고속 스핀 회전하며 아래로 피드 운행해 소재를 천공하는 과정과 양방향 칩 배출 파티클을 관찰하고 관통 소요 시간을 측정합니다.
📚 상세 드릴링 가공 공식 및 드릴 비트 형상 역학 해설 ▼
1. 드릴 주축 회전수(N)와 원주 절삭 속도(V_c) 공식
드릴링(Drilling) 공정에서 절삭 속도(Cutting Speed, V_c)는 드릴 외경의 가장자리(원주선)가 가공 구멍 벽면을 긁고 지나가는 선속도를 의미합니다.
N = (1000 × V_c) / (π × d) [RPM]
여기서 d는 드릴 직경(mm)이며, V_c는 절삭 속도(m/min)입니다. 드릴 지름이 작아질수록 동일한 절삭 속도를 얻기 위해 필요한 회전 속도 N은 기하급수적으로 높아져야 합니다.
2. 이송 속도(F) 및 드릴 날끝 원추각을 고려한 순 가공 소요 시간(t)
드릴 비트가 주축 회전당 축방향으로 전진하는 거리를 f (mm/rev)라고 할 때, 공구가 공작물 내부로 들어가는 실질적인 선형 분당 이송 속도 F (mm/min)는 아래와 같이 단순 승산으로 계산됩니다.
F = N × f [mm/min]
드릴 구멍 가공 시 단순히 관통 깊이 L을 이송 속도로 나누는 것만으로는 부족합니다. 드릴 선단에는 뾰족한 날끝각(보통 118도 내외)이 있어 원추 선단 높이(cone tip height, h ≈ 0.3 × d)만큼 드릴이 완전히 빠져나가기 위한 여유 거리가 필수적입니다. 따라서 구멍이 완전히 관통하는 데 걸리는 총 시간은 다음과 같이 모델링됩니다.
t = (L + 0.3 × d) / F [min]
이는 기계 가공 현장의 공정 수립 및 생산 사이클 타임(Cycle Time) 산정에 결정적인 기본 물리 공식입니다.
3. 칩 제거율(MRR)과 열 응력 설계
드릴 가공 시 배출되는 금속 체적 속도인 소재 제거율(MRR)은 구멍 가공 단면적과 이송 속도의 곱으로 결정됩니다.
MRR = (π × d² / 4) × F [mm³/min]
드릴링은 사방이 갇힌 구멍 내부에서 가공이 일어나므로 절삭열이 축적되기 매우 쉽습니다. 고속 이송 시 칩 배출이 막히면 드릴 비트가 고열로 인해 부러질 수 있으므로 적절한 절삭유(Coolant) 공급 및 칩의 나선 배출 흐름 설계가 강조됩니다.