드릴링 작업 시 절삭력 측정

드릴링 작업 시 어떤 절삭력이 작동하나요?

드릴링 시 절삭력은 접선 방향 절삭력으로 가장 큰 힘인 주 절삭력 Fc를 말합니다.
아래 그림 1에 표시된 것처럼 드릴링 시 XY 평면 Fx 및 Fy의 변형력(deflective forces)과 이송력 Ff를 고정식 동력계로 직접 측정할 수 있습니다. 또한, 회전식 동력계를 사용하여 드릴링 모멘트 Mz도 측정할 수 있습니다.

Cutting force – the graphic illustrates the orthogonal force components during drilling operations.

For analyzing the cutting force Fc during drilling processes, some of the involved force components can be measured directly.

Cutting force measurement during a drilling operation, using a rotating dynamometer (RCD) from Kistler (9170A).

Cutting forces in drilling operations can be measured by a rotating 4-component dynamometer (RCD), as the 9170A from Kistler.

Cutting forces during drilling operation - the orthogonal force components, Fc, Ff and Fp are shown. The vectoral summation of Fc and Ff is the active force Fa. By using the drilling moment Mc and the drill diameter, the cutting force Fc can be calculated.

드릴링 공정 시 절삭력 측정 방법

드릴링 시 가공 절삭력을 측정하기 위해 고정식 및 회전식 동력계(RCD)를 모두 사용할 수 있습니다. 공구가 적합한 공구 홀더로 RCD에 연결되어 있는 동안 RCD가 공작 기계 스핀들에 직접 삽입됩니다. RCD는 공작 기계 스핀들에 연결되어 있으므로 RCD는 작동 시 스핀들과 함께 회전합니다. 드릴링 공구에 작용하는 절삭력 Fc 및 비 활성 힘(passive force) Fp는 드릴링 모멘트 Mz(때로는 Mc라고도 함)를 통해 계산될 수 있으며 휨력 Fx, Fy, 이송력 Ff는 직접 측정될 수 있습니다.
고정식 동력계를 사용하는 동안 공작물은 동력계에 단단히 부착됩니다.

절삭력 측정에 고정식 또는 회전식 동력계를 사용할지는 요구사항에 따라 다릅니다. 드릴링 모멘트를 직접 측정하려면 RCD를 사용해야 합니다. 고정식 동력계의 경우 드릴링 모멘트는 측정된 2차원적 힘(orthogonal force) 성분을 통해서만 계산할 수 있습니다. (일부 제조업체는 절삭 토크를 측정할 수 있는 고정식 동력계를 제공합니다.)

드릴링 작업 시 절삭력을 측정하는 이유는?

드릴링은 공작물에 매우 높은 열부하를 발생시킵니다. 특히 안전에 중요한 구성 요소가 관련된 경우, 가공력 측정에 기반한 공정 분석은 최대 생산 안정성을 보장하는 핵심 요소입니다.