티타늄 합금을 효과적으로 드릴링, 리밍 및 탭 가공하는 방법

티타늄은 열전도율이 낮고, 탄성 회복성이 뛰어나며, 화학적 친화력이 강하고, 절삭 열이 국부적으로 집중되는 특성으로 인해 구멍 가공이 어렵습니다. 드릴링, 리밍, 태핑을 성공적으로 수행하려면 강성이 높은 공구, 확실하면서도 견고한 절삭날, 신뢰할 수 있는 칩 배출 시스템, 그리고 충분한 절삭유가 필요합니다.

드릴 구조 및 형상

트위스트 드릴

일반적인 트위스트 드릴은 보강된 웹, 정밀하게 연마된 절삭날, 광택 처리된 홈, 그리고 마찰을 최소화하고 칩 배출을 촉진하는 형상을 갖추어야 합니다. 짧고 강성이 높은 드릴은 변형을 줄여줍니다. 코발트가 함유된 고속강과 적합한 텅스텐-코발트 카바이드를 사용하는 것이 바람직하며, 무딘 절삭날로 인해 구멍 표면이 가공 경화되는 것을 방지해야 합니다.

4-랜드 트위스트 드릴

4면 가공은 접촉 면적을 고르게 분산시켜 정밀도와 구멍의 직선도를 향상시킵니다. 공구가 날카롭지 않을 경우 여유량을 과도하게 설정하면 마찰이 증가할 수 있으므로, 공작물과의 간극과 절삭유 공급은 여전히 매우 중요합니다.

심공 드릴

심공 가공에는 내부 냉각, 제어된 칩 분쇄, 그리고 중단 없는 칩 배출이 필요합니다. 공구가 칩을 지속적으로 제거할 수 없는 경우에는 피킹 가공이나 단계적 후퇴가 필요할 수 있습니다.

드릴링 조건 및 공정 관리

구멍 깊이, 합금 강도 또는 직경이 증가함에 따라 절삭 속도를 줄이십시오. 절삭 날이 마찰되지 않고 절삭할 수 있도록 양의 이송을 유지하십시오. 호환되는 절삭유를 절삭 영역에 충분히 공급하고, 칩에 변색이나 부착 현상이 없는지 확인하십시오. Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si 재질의 심공 가공 시, 본 공정에서는 전용 드릴을 사용하며 냉각, 칩 배출 및 표면 마감 제어에 중점을 둡니다.

티타늄 리밍

리머 형상

리머에는 높은 강성, 정확한 마진, 넉넉한 클리어런스, 그리고 매끄러운 칩 공간이 필요합니다. 마진이 작으면 공구의 안내에 도움이 되지만, 랜드가 지나치게 넓으면 마찰과 발열이 증가합니다. 직선 플루트 HSS 리머, 직선 플루트 초경 리머, 계단형 초경 리머는 각각 서로 다른 절삭 단면 형상을 사용합니다.

리밍 실습

저속으로 안정적으로 가공하고 충분한 이송량을 적용하여 가공 경화층 아래까지 절삭하십시오. 가공 여유를 균일하게 유지하고, 구멍 내부에서 공이 멈추지 않도록 하며, 절삭유를 지속적으로 공급하십시오. 공구의 편심도, 사전 드릴링된 구멍의 정밀도 및 열팽창은 최종 치수와 원형도에 직접적인 영향을 미칩니다.

티타늄 태핑

탭 재질

일반적으로 고성능 코발트 또는 알루미늄 함유 HSS가 사용됩니다. 탭은 날의 날카로운 형상을 유지하면서 날 깨짐을 견뎌야 합니다. 나사산 형상, 구멍 깊이, 절삭유 유입 여부에 따라 표준형, 보정 이형 또는 스킵 이형 설계 중 어떤 것이 더 적합한지가 결정됩니다.

탭의 구조 및 형상

교정 이빨 탭은 절삭 접촉 패턴을 변경하여 절삭 부하를 줄여줍니다. 적절한 경사각과 클리어런스는 점착을 줄여주며, 연마된 홈과 이빨의 후퇴면은 칩이 빠져나갈 공간을 확보해 줍니다.

탭·드릴 직경

티타늄은 절삭 후 탄성을 발휘하므로, 나사산 규격을 위반하지 않으면서 토크를 줄이기 위해 탭-드릴 직경을 허용 범위 내의 최대 값에 가깝게 선정하는 경우가 많습니다. 실제 나사산 비율, 재료의 반응 및 게이지 측정 결과를 반드시 확인하십시오. 막힌 구멍의 경우, 전체 나사산 아래에 충분한 칩 공간을 확보하고 탭이 바닥에 닿지 않도록 주의하십시오.

실용적인 체크리스트

• 진동이 적고 견고한 설비를 사용하고 날이 날카로운 공구를 사용하십시오.
• 열 발생과 경화 현상을 유발하는 장시간 접촉 및 문지르기를 피하십시오.
• 재절삭 전에 절삭유는 날 끝부분에 직접 공급하고, 칩을 제거하십시오.
• 더 깊은 구멍을 뚫거나 더 단단한 합금을 가공할 때는 속도를 줄이십시오.
• 토크, 칩 형태, 표면 마감 상태 및 크기를 모니터링하고, 칩이 발생하기 전에 공구를 교체하십시오.
• 실제 기계, 공구, 절삭유, 구멍 깊이 및 합금 상태에 대해 모든 초기 값을 검증하십시오.