[첨단 헬로티]

절삭 속도, 이송 등 절삭 조건과 드릴 수명의 관계

원문｜도서출판 성안당 [구멍 가공용 공구의 모든 것]

 

모든 절삭공구는 사용 기간이 경과하면 마모되고 자연스레 절삭 성능이 저하된다. 물론 마모되기 전에 부러지거나 치핑이 생겨서 급속하게 가공에 견디지 못하게 되는 경우도 있다. 이와 같이 마모나 치핑으로 수명이 다 된 드릴은 일반적으로 다시 연삭을 하게 되는데, 이 재연삭을 필요로 할 때까지의 수명의 판정 기준은 어떻게 결정할까.

그리고 실제의 구멍 뚫기 작업에서는 드릴의 수명을 연장시키기 위해 여러 가지 연구가 필요하다. 수명 향상 대책은 바꿔 말하면 마모 감소책이지만 우선 마모하기 어려운 절삭 조건의 선정(기준 절삭 조건의 수정), 날 끝의 냉각(절삭 유제) 등을 검토해서 수명 연장을 생각할 필요가 있다.

이번 [Machine & Tool 아카데미]에서는 드릴의 수명 판정 기준, 그리고 절삭 속도, 이송 등 절삭 조건과 드릴 수명의 관계에 대해 살펴본다.

▲MAG IAS 드릴

1. 수명 판정 기준

<그림1>은 드릴 수명의 판정 기준이다. 이 기준에 따라 바람직한 작업이 되었는지 판단할 수 있다.

물론 반드시 이 조건이 명확한 기준점이 되는 것은 아니다. 어떤 수명 판정 항목이 합리적인지도 일률적으로 정할 수 없다. 작업 내용에 따라 제일 필요로 하는 항목, 혹은 관리하기 쉬운 항목에 주목해서 수명 시점을 판단하고 재연삭을 하거나 교환하거나 한다.

▲<그림1>드릴 수명 판정의 한 예

일반적으로 가공 구멍 수, 공구 마찰, 구멍 정밀도에 따른 수명 관리가 실시되고 있으나 MC(머시닝센터) 가공으로는 문제가 있는 것 같다. 이유는, 공구 잡지에 들어 있는 여러 가지 드릴에 대해서 각각이 몇 개의 구멍을 뚫었는가를 항상 관리하는 것이 곤란하기 때문이다.

또 드릴 지름, 길이 등에 의해 서로 다른 고유의 수명을 갖고 있어서 그것을 예측하지 않으면 안 되는 것도 이유 중 하나다. 현재는 절삭공구 통합 관리 시스템이 있어 효율적인 관리를 할 수 있기는 하지만 이러한 시스템의 보급률은 그리 높지 않다.

그리고 마모량으로 관리하게 되면 누가, 언제, 어느 위치에서 관측하면 되는지와 그것이 가능한지도 문제이다. 더욱이, 드릴이 MC의 주축에 유지되고 있는 상태에서는 일반적으로 미소한 마모나 치핑을 볼 수는 없다. 그렇다고 MC의 운전 중에 공구 매거진 속의 드릴의 마모를 확인하는 것은 위험하다.

따라서 MC에 있어서 드릴의 수명 관리가 실제로 규칙화된 방법으로는 대부분 이루어지고 있지 않다고 말하는 것이 현실일 것이다.

▲코오로이 MDS Plus-s 드릴 <사진 : 코오로이 홈페이지>

2. 절삭 속도의 관계

드릴의 구멍 뚫기 성능을 생각할 때 수명, 가공 정밀도, 구멍 뚫기 능률, 절삭 토크, 추력(스러스트력) 등 여러 가지의 평가 특성이 있다.

이것들은 구멍 뚫기 작업의 내용에 따라 복잡하게 서로 영향을 주고, 때로는 서로를 강하게 하지만 때로는 서로 부정한다. 또 그것들을 정량적으로 받아들여서 기준 절삭 조건의 수정 계수를 구하는 것은 불가능하다. 그러나 될 수 있는 대로 그것에 가깝게 하는 노력은 해야 한다.

<그림2(a), (b)>는 드릴 피삭재 열전대법이라고 하는 방법으로 측정한 주철의 얕은 구멍 뚫기에 있어서의 절삭 온도의 비교 데이터이다. 이 정도의 구멍 뚫기 깊이에서는 칩의 영향을 전혀 생각할 필요가 없기 때문에 정미의 절삭 온도로 봐도 좋은 것이다.

(a), (b)의 양 대수 그래프에서 절삭 속도, 이송과 절삭 온도 사이에는 직선적 관계가 성립되고 있는 것을 알 수 있다. 그리고 절삭 속도 쪽이 이송보다 영향을 주는 방법이 강한 것도 알 수 있다. 결국 드릴의 마모 감소(수명 향상) 대책은 우선 절삭 속도, 다음으로 이송에 대한 배려가 필요하다고 할 수 있다.

▲<그림2> 절삭 조건과 절삭 속도

<그림3>은 드릴 지름과 절삭 온도의 관계를 각 절삭 속도마다 비교한 것이다. 드릴 지름이 크게 되면 드릴 자체의 체적도 크게 되고 열을 받아들이는 양이 크게 되어서 날 끝에 발생한 열의 이동, 확산이 빠르게 된다.

▲<그림3> 드릴 지름과 절삭 온도

결국 냉각한 것과 같은 효과가 일어난다. 이것과 유사한 작용은 피삭재의 체적이 크게 된 경우에도 해당된다. 큰 체적을 갖는 피삭재는 절삭 온도가 올라가기 어렵고 드릴의 수명도 길게 된다고 하는 데이터도 있다.

<그림4>, <그림5>는 각종 합금강의 구멍 뚫기 깊이 2D(지름)에 있어서의 절삭 속도, 이송 및 절삭 유제의 효과를 비교한 것이다. 어느 것이나 절삭 속도나 이송을 크게 하면 수명이 급격히 짧아지게 되어 있다.

그리고 같은 절삭 속도, 이송에서는 불수용성 절삭유를 사용하는 것이 수용성 절삭유를 사용하는 경우보다 수명이 길어지게 되는 것을 나타내고 있다.

            ▲<그림4> 합금강에 대한 절삭 속도와 수명                         ▲<그림5> 스테인리스강에 대한 절삭 속도와 수명

<그림4>에서는 피삭재나 경도에 따라 드릴 수명이 어떻게 변화하는가를 나타내고 있다. 딱딱한 재료라 할지라도 드릴 재질, 절삭 속도, 이송, 절삭 유제 등을 잘 선택하면 구멍 뚫기 능률, 수명도 현저하게 개선할 수 있다고 한다.

<그림5>의 스테인리스강의 구멍 뚫기 데이터 중에서 특히 흥미를 끄는 것은 마텐자이트계 피삭재는 일반 합금강 등과 같이 이송이 증가하면 수명이 저하하는 데 반해 오스테나이트계 피삭재는 그 관계가 역전하고 있는 것이다. 이러한 현상은 기공 경화층을 원인으로 생각해볼 수 있다. SUS 304 등으로 대표되는 오스테나이트계 스테인리스강은 가공 경화(硬化)의 성질이 강하기 때문이다.

<그림6>은 가공 경화를 포함하는 가공 변질층의 발생을 설명하기 위한 절삭 상태 모형이다. 공구의 날 끝은 실질적으로는 반지름 r의 둥글기로 되어 있어서 절삭 시에는 가공면에 대해서 큰 배분력(가공면을 수질 방향으로 세게 누르는 힘)을 일으킨다.

▲<그림6> 절삭 상태 모형

실제의 날 끝은 예정 절삭 깊이에 대해서 공구, 피삭재 쌍방에 여유가 생기기 때문에 얕게 되고 그 몫에 해당하는, 절삭되지 않은 부분이 생긴다. 그리고 공작물의 표면에 배니싱면이라고 불리는 표면 유동층을 갖는 광휘면(光輝面)이 남는다. 이것이 탄성 변형, 소성 변형에 의해서 생긴 가공 경화층이다.

이 경화층의 경도나 깊이는 배분력이 클수록, 날 끝의 동그라미 r이 클수록, 혹은 비율로서 예정 절삭 깊이가 작을수록 두드러지게 된다.

따라서 가공 경화성이 큰 재료의 구멍 뚫기에서는 이송을 너무 지나치게 작게 하면 날 끝은 가공 경화층의 딱딱한 부분을 절삭해서 마모가 촉진하게 된다. 이송을 좀 크게 해서 가공 경화의 정도가 작은 아래쪽을 절삭하도록 하면 가공 경화가 낮은 부분을 절삭하는 것이 되고 드릴 수명이 연장되는 경우가 나온다.

이와 같이 드릴의 날 끝이 가공 경화층의 내부를 절삭하느냐, 혹은 경화 정도가 낮은 부분을 절삭하느냐 하는 것은 드릴 선단각의 대소에 따라서도 영향을 받는다.

<그림7>은 드릴의 선단각 𝑎가 큰 경우와 작은 경우로 한쪽의 피삭재에 실제로 절삭해 들어가는 깊이 h를 비교한 것이다.

▲<그림7> 선단각 𝑎와 절삭 깊이 h

선단각 𝑎가 작으면 당연히 절삭날 길이 𝑙은 길게 되고, 그 몫만큼 절삭 깊이 𝑕는 작게 된다. 이 절삭 깊이 h가 경화층의 깊이에 대해 어느 정도인가에 따라서 드릴의 수명이 크게 달라진다.

선단각 𝑎와 이송 𝑓에 따라 절삭 깊이 h의 관계를 보면, 선단각 𝑎가 크고, 그리고 이송 𝑓가 크면 절삭 깊이 h는 크게 된다.

<그림8>은 가공 경화의 표면에서 0.3mm 정도에까지 이르고 있다. 드릴 가공만이 아니라 가공 경화성이 높은 재료의 가공에서는 절삭날의 절삭 깊이 h를 될 수 있는 대로 크게 잡고, 조금이라도 가공 경화의 영향을 받지 않는 곳을 절삭하여야 한다.

<그림9>는 절삭 속도, 피삭재 경도, 절삭유와 수명의 관계를 본 것이다. 경도가 낮은 재료를 고속 영역에서 ‘구멍 뚫기’하는 경우에는 불수용성 절삭유가 우수한 성능을 나타내고 있다. 이것은 얕은 구멍 뚫기 가공 때문에 불수용성 절삭유의 침투가 가능하게 되고, 그 윤활 효과가 충분히 발휘된 것으로 생각할 수 있다. 그러나 칩은 상당한 고열이 발생하기 때문에 절삭유의 공급량이 부족하게 되면 발열이나 발화 등의 문제가 생긴다.

▲<그림8> 가공 경화 깊이의 예                            ▲<그림9> 절삭 속도, 피삭재 경도, 절삭 유제와 수명

<그림10>은 난삭재로서 유명한 내열 합금 RENE 41의 구멍 뚫기 데이터이다. 이러한 종류의 재료의 구멍 뚫기에서는 특히 높은 강성을 가진 드릴을 사용해서 극히 낮은 절삭 속도로 구멍 뚫기하는 것이 특징이다. 이 그림에서는 절삭 속도가 높아지는 것에 따라, 또 이송이 크게 되는 것에 따라 수명이 짧아지고 있다.

반대로 저절삭 속도의 영역에서는 앞에서 말한 관계는 볼 수 없고, 절삭 속도와 이송의 조합으로서 수명이 최대로 되는 곳이 있는 것을 나타내고 있다.

<그림11>도 마찬가지로 내열 합금으로 유명한 UDIMET 700(주물)의 구멍 뚫기 데이터이다. 이 재료도 절삭 속도에 관해서 피크 수명이 있는 것을 나타내고 있다. 초경 드릴에 의한 고경도재의 구멍 뚫기에서도 절삭 속도와 이송의 조합에 의해 수명이 최고값을 나타내는 조건이 있다.

▲<그림10> 내열 합금에 대한 절삭 속도와 수명                        ▲<그림11> 내열 합금에 대한 절삭 속도와 수명

고무와 석면으로 구성된 브레이크용 내마재(耐摩材)의 구멍 뚫기에서는 절삭날을 마모시키기 쉬운 딱딱한 석면 파이퍼가 대량으로 들어 있다. 그리고 열전도 속도가 대단히 낮기 때문에 절삭에 의해서 발생하는 열의 대부분이 드릴에 축적되어 마모를 촉진시킨다.

이와 같은 재료나 FRP(유리섬유 강화플라스틱)와 같은 보강 섬유가 들어있는 수지계 재료를 구멍 뚫기 할 때는 여유각 등은 치핑에 신경 쓰지 말고 될 수 있는 대로 크게 할 필요가 있다. 이에 의해서 날 끝과 피삭재의 접촉 면적을 줄이고, 발열을 작게 한다. 여유각이 크고 절삭 속도는 낮은 것이 좋은 결과를 나타낸다.

이송을 너무 작게 하면 절삭날이 만드는 나선형 총절삭 길이가 증가하고 딱딱한 파이퍼를 절단하는 횟수가 증가하여 수명이 짧게 된다. 그러나 이 경우도 단지 수명만이 아니라 흠집이나 빠지는 쪽 구멍 가장자리의 깨짐, 가공 구멍의 정밀도, 품질 등도 고려할 필요가 있을 것이다.

3. 이송의 관계

1) 이송과 이송 속도

절삭 속도는 통상적으로 사용되는 절삭 조건의 범위에서는 절삭 드릴이나 추력에는 전혀 영향을 주지 않으나 이송의 영향력은 크며 대부분 직선적인 비례 관계가 있다. 결국 실용 범위에서는 이송값이 2배로 되면 절삭 토크나 추력도 거의 2배로 된다.

만약 과대한 이송으로 절삭하면 드릴은 비틀림 파괴 및 좌굴에 의해서 부러지고 만다. 따라서 보통의 구멍에서는 드릴 고유의 파괴 토크의 1/6~1/12의 값이 되는 범위에서 기준 절삭 조건으로서의 이송을 구한다.

그런데 드릴의 이송 상태를 표시하는 데는 드릴 1회전마다의 이송 𝑓(mm/rev)와 1분마다의 구멍 뚫기 이송 속도 𝐹(mm/min)가 있다. 이 𝑓와 𝐹의 관계는, 𝐹 = 𝑁 (회전수rpm) × 𝑓로 된다.

이송 𝑓는 절삭 저항, 마모, 치핑, 다듬질면, 거칠기 등 절삭중의 현상을 생각하는 데 편리한 기준이다. 또, 이송 속도 𝐹는 구멍 뚫기 능력을 주체로 해서 구멍 뚫기 코스트 등을 평가하는 데 편리한 지표로, 페니트레이션(Penetration 또는 Penetrat rate)이라고도 한다.

<그림12>는 이송 속도, 절삭 속도와 수명의 관계를 나타낸 탄소 공구강(SK 7)의 구멍 뚫기 데이터이다. 이것은 구멍 뚫기 가공이 제일 많은 구조용강, 탄소강의 구멍 뚫기에 대해서 절삭 속도나 이송 관계를 전형적으로 나타내고 있는 응용 범위가 넓은 데이터이다.

▲<그림12><그림13><그림14> 이송 속도, 절삭 속도와 수명①, ②, ③

구멍 뚫기 깊이는 4D(지름)로 약간 깊기 때문에 칩의 배출에 대한 문제를 포함하며 절삭 속도나 칩의 형상, 배출 형상에 따라서는 절삭유의 침투성도 문제가 된다. <그림13>도 SK 7의 데이터이지만 수명과 관련하여 이송 속도에도 최적값이 있는 것을 나타내고 있다.

단지, 이와 같은 그림을 볼 때 주의하여야 할 것은 그림 상에서는 꺾인 선이 수명의 피크를 나타내고 있으나 이것은 실험값이 그 데이터 중에서 최댓값을 나타낸 것에 불과하다. 결국 피크 위치의 이송 속도의 수준을 좌우 어느 쪽으로나 옮겨 놓으면 훨씬 수명이 긴 값을 얻을 수 있는 가능성도 있다는 것이다.

때때로 실험한 이송 속도가 수명의 최고값을 나타내는 이송 속도라고 할 이유는 없다. 그러나 이 피크의 왼쪽이나 오른쪽 부근에 수명의 최고값을 나타내는 이송 속도가 있을 것이라고는 생각해 볼 수 있다.

같은 절삭 속도로 이송 속도가 크게 되면 당연히 이송도 크게 되고 절삭 토크, 추력, 절삭 온도도 올라가서 드릴 수명은 저하하게 된다.

반대로 이송 속도를 너무 내려도 수명은 저하하게 되는데, 그것은 앞에서 말한 바와 같이 비절삭 저항이 급증하고 배분력의 비율이 늘어나는 것에 수명 저하 원인이 있다. 이 경우에는 배니싱 작용이 강해져서 가공 경화나 절삭날 국부에 대한 구성 날 끝이나 용착의 발생을 촉진하고 입구에서 관통하는 틈새의 절삭날의 총 마찰 길이가 증대하는 등 나쁜 영향이 겹친다.

2) 피삭재 경도의 영향

<그림14>는 <그림13>의 절삭 조건의 일부와 비교하면서 피삭재 경도가 바뀌었을 경우의 수명에 대해 조사한 것이다. 피삭재 경도가 수명에 미치는 영향을 본 경우에도 각각의 피삭재 고유의 최적 절삭 속도와 이송 속도가 있는 것 같다. 그렇다고 이들 조건을 고정했을 때의 수명의 비교가 반드시 적당하다고 볼 수는 없다.

예컨대 마라톤 선수와 단거리 선수에게 어느 쪽이 빠른가라는 질문을 하는 것과 같은 것으로 전자는 장거리에서 빠르고 후자는 단거리에서 빠르다고 하는 특성을 갖고 있기 때문이다. 단순히 공평화라는 것으로 중거리에서 양자를 경쟁시키면 양자는 다 같이 충분히 힘을 발휘하지 못한 채 지쳐버린다. 참다운 능력을 비교할 수 없게 되는 것이다.

<그림15(a), (b)>는 <그림14>와 마찬가지로 이송 속도와 피삭재 경도가 드릴 수명에 어떻게 영향을 주는가를 보여주는 것이다. 그러나 이 그림은 피삭재 경도의 수준이 대단히 접근해 있으며 보통 우리들이 피삭재 경도의 허용 범위로 보고 있는 정도의 수준 간격인 것에 주목하기 바란다.

▲<그림15> 이송 속도, 피삭재 경도와 수명

예컨대 어느 부품을 대량 생산하고 있는 공장에서 구멍 뚫기 가공을 하고 있는 피삭재 경도의 허용 범위가 HB 180~210이었다고 가정해보자.

이동해 오는 재료가 규격 내의 경도이므로 OK라는 생각으로 보면, <그림15>에 나타낸 것 같이 경도가 규격의 상한과 하한에 있는 것은 구멍 뚫기 수명이 수배에서 그 이상의 차이가 되어 나타난다.

이와 같이 비교적 작은 경도의 차이가 큰 수명의 차이로 되어 나타나는 재료에는 이 SK 7 이외에 SUJ 2, S 50 C 등이 있고, 경도가 HB 180~250 정도 되는 곳에 드릴 수명에 크게 영향을 주는 범위가 있다.

따라서 대량 생산 또는 반복 생산을 하고 있는 공장에서는 피삭재의 경도 허용 범위가 어느 정도이고 그의 상한과 하한에서 드릴 수명이나 기타의 특성이 어느 정도 변화하는가 하는 것을 실험에 의해서 미리 확인해 둘 필요가 있다.

3) 다수 구멍과 심공 가공

<그림16(a) (b)>는 13크롬 스테인리스강에 대한 구멍 뚫기 데이터이고, 상당히 많은 수의 구멍 뚫기를 하고 있으며 절삭 속도, 이송이 수명에 대해서 전형적인 형상으로 영향을 주고 있다.

▲<그림16> 이송, 절삭 속도와 수명

이와 같이 구멍 뚫기 개수가 상당히 많은 경우는 드릴의 마모 형태가 <그림17>에 나타난 것같이 크게 2가지로 나누어지는 경우가 있다.

일반적으로 (a)의 경우는 수명이 짧은 쪽에 속하고 (b)에 표시한 것같이 플랭크 및 마진이 빗과 같이 들쭉날쭉한 형상으로 마모되기 시작하면 수명은 상당히 길어진다.

이 마진 위의 벤 자리(노치) 형상의 마모는 코너에서 𝑓/2(𝑓 : 이송)의 간격으로 2 ~ 수 피치에 걸쳐 관찰되지만 이 이송 마크는 경계 마모의 일종이다. 그러나 선단 플랭크에 생기는 벤 자리 형상 마모는 마진 위의 것과는 이질적인 것으로 봐야 한다.

그리고 이와 같은 마모 상태가 되면 경사면에 깊이 크레이터 마모가 발생되고 있는 경우가 많고 칩의 흐름 방향에 작용하고 있는 경사각은 크레이터에 의해 제법 크게 되는 데에 효과가 있다고 생각된다.

이와 같이 발생된 크레이터와 절삭날 사이에 생기는 소위 ‘흙 제방’은 쉽게 부서지지 않고 여기저기 여유면에 생긴 벤 자리 형상의 마모와 부분적으로 줄지어 있다. 절삭 중에 이 타입의 마모를 인지하게 되면 마모의 진행은 대단히 완만하고 수명은 경이적으로 늘어나는 것이 보통이다.

▲<그림17> 드릴의 특이한 마모 형상

일찍이, 이 벤 자리 형상 마모를 인공적으로 만들어서 수명이 긴 드릴을 만들 수 없을까 하고 시도해 본 일이 있었으나 실패로 끝났다. 아마도, 경사면의 크레이터가 중요한 역할을 다하고 있는 것으로 생각할 수 있으나 실패는 크레이터 마모에 해당하는 것을 만드는 등의 작은 일들을 할 수 없었기 때문인지도 모른다.

      ▲<그림18> 스텝 이송에 있어서 이송과 수명                        ▲<그림19> 초경 드릴에 있어서 이송과 수명

<그림18>은 심공 가공을 롱 드릴로 약 28𝐷 (𝐷 : 지름)의 구멍 뚫기 가공을 실시한 경우의 이송과 수명 관계를 표시한 것이다. 테이퍼부에는 당연히 가이드 부시가 사용된다. 이 그림의 이송은 이제까지의 얕은 구멍 뚫기 이송값과 비교해서 대단히 작다는 것을 알 수 있다. 그리고 특징적인 것은 1𝐷마다 스텝 이송으로 가공한다는 것이다.

롱 드릴은 이송을 크게 하면 활과 같이 좌굴이 일어나서 채터링도 크게 되고 수명은 현저하게 단축된다. 심공 가공의 스텝 이송은 칩의 배출을 돕는 것뿐만 아니라 절삭유를 구멍 바닥까지 공급하는 데에도 효과적이다.

4) 초경 드릴의 이송

<그림19>는 초경 드릴에 있어서 이송과 수명의 관계를 나타낸 것이다. 구멍 뚫기 깊이는 2𝐷~3𝐷이고, 칩이 막히는 데에 따르는 트러블은 생기지 않는 범위이다.

그러나 절삭 속도로 볼 때 절삭유가 날 끝까지 충분히 도달했는가 하는 의문이 남는다. 118˚/90˚의 2단 선단각으로 되어 있는 것은 코너의 치핑을 방지하는 의미가 있기 때문인 것으로 생각할 수 있다.

초경 드릴이 하이스 드릴과 다른 점은 그것의 높은 경도를 고온 상태에서도 유지하기 위해 내마모성이 높다는 것이다. 또 철 베이스의 공구와 달라 피삭재와의 친화성이 낮고 반용착성이 우수하다는 것, 영률이 높고 정밀도가 좋은 구멍 뚫기를 할 수 있다는 것 등을 들 수 있다.

그러나 약점은 항절력(抗折力)이 낮고 치핑이나 깨짐, 절손(折損), 열충격에 의한 균열 등이다. 이와 같은 성질을 생각하면 초경 드릴의 사용 조건을 은연 중에 알게 된다. 이송은 어느 정도 작게 해서 그것의 능률 저하분을 절삭 속도로 커버하고 긴 수명의 절삭을 할 수 있도록 하는 것이다. 초경 드릴은 소위 중절삭에는 적합하지 않다.

일반적으로 하이스 드릴의 파괴 토크에 대해서 초경 솔리드 드릴은 그 항절력으로 추정해서 1/2~1/3의 값으로 수정해서 판단하면 된다고 생각한다. 혹은 하이스 드릴 이송의 기준 절삭 조건에 있어서 안전 계수 S를, 초경 솔리드 드릴에서는 하이스의 2~3배로 본다고 하는 관점과도 같다.

그러나 납땜 타입이나 메터니컬 크램프 타입에서는 절삭 토크에 의한 본체 절손의 염려는 적으므로, 하이스 드릴에 가까운 고토크 절삭(고이송 절삭)이 가능하게 된다. 그러나 이러한 초경 드릴은 홈의 길이는 현저하게 짧고 단면 형상은 고강성(高剛性)이 되도록 설계되어 있어서 채터링 등에 의한 절삭날의 치핑 방지에 최대한의 주의가 주어져 있는 것을 알 수 있다.