KR100982838B1 - 건 드릴 - Google Patents

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Abstract

건-드릴(20)은 정합 주연면을 포함하고 통상의 종축(A)을 포함하는, 섕크(24)에 착탈식으로 고정된 커팅 헤드(22)를 구비한다. 전방으로 테이퍼진 커팅-헤드(86)를 포함하는 섕크 커플링부(78)는 섕크의 전방 단부에서 형성되고, 전방으로 테이퍼진 커팅-헤드 고정면(68)을 포함하는 커팅-헤드 커플링부(58)는 커팅-헤드의 후방 단부에서 형성된다. 섕크와 커팅-헤드 커플링부 모두는 180°보다 큰 주연 커플링 각(φ)에 걸쳐 연장된다. 상기 섕크 및 커팅-헤드는 섕크 후단면의 전방에 커팅-헤드 선단면을 배치시키는 단계와, 커팅-헤드 커플링부를 회전축(A) 측방향으로 섕크 커플링부로 활주식으로 삽입하는 단계와, 커팅-헤드 커플링부 및 섕크 커플링부가 동축 방향으로 상호 체결되도록 커팅-헤드를 회전 방향(R)에 대향 방향으로 섕크를 회전시키는 단계에 의해 조립된다.
Figure R1020077004115
건-드릴, 섕크, 커팅-헤드, 섕크 커플링부, 커팅-헤드 커플링부, 섕크 고정면, 커팅-헤드 고정면.

Description

건 드릴 {GUN-DRILL}
본 발명은 착탈식으로 고정된 커팅 헤드 및 단일 직선 플루트(flute)를 갖는 건-드릴 조립체에 관한 것이다.
미국 특허 제3,304,816호는 구동 수단으로부터 분리 가능하고, 드릴의 섕크(구동 섹션)에 커팅 헤드(피동 섹션)를 동축으로 접합하여 착탈식으로 고정하도록 섹션의 암수 단부에 대응하는 나선 형태로 정합 언더컷 배열의 커플링 기구를 사용하는 멀티 섹션 드릴을 개시한다. 상기 구동 섹션(섕크)은 구동 단부 상의 중공 원통형 슬리브와, 동축 관계의 슬리브 내에 언더컷과, 언더컷 상의 하나의 에지는 나선을 갖고 다른 면은 전체 길이에 대해 편평하고 공구의 회전축에 수직인 두 개의 비평행식 에지 면과, 나선 상에 백 테이퍼를 포함한다. 상기 피동 섹션(커팅 헤드)은 일반적으로 원통형 본체와, 그 위에 원통형 섹션을 형성하는 본체 상의 언더컷과, 원통형 섹션 상의 확장식 동축 플랜지와, 확장식 플랜지 상의 하나의 에지는 나선을 갖고 다른 면은 전체 길이에 대해 편평하고 공구의 회전축에 수직인 두 개의 비평행식 에지 면과, 나선 상의 백 테이퍼를 포함한다. 커팅-헤드 상의 플랜지 및 섕크 내에 언더컷의 협동은 플랜지가 구동부의 두 개의 비평행면들 사이에서 확고히 결합될 때 복합 고정 및 구동 수단을 형성하고, 커팅-헤드의 원통면은 구동 부의 중공 슬리브에 안내되어 구동부 및 커팅-헤드 상의 두 개의 플루트 면은 상호 정렬된다.
정확한 회전식 위치선정과 함께 확실한 고정을 달성하기 위해, '816 특허의 정합면은 정밀한 공차로 연마되어야 한다. 그러나, 이런 면들이 초기에 정밀하게 끼워지더라도, 작업 중 변형은 치수 변화를 발생시킬 수 있고, 회전을 방지하는 한정된 회전 멈춤부가 없기 때문에, 상기 부분들은 특히 작업 부하 하에서, 서로에 대해 회전할 수 있어 회전 정렬을 벗어나고, 오버 타이트닝(over-tightening), 팁 제거의 곤란, 칩 및 유체의 유동에의 교란에 이르게 된다. 또한, 커팅-헤드는 구동 섹션으로 삽입되기 때문에 간극 끼움은 구동 섹션의 중공 실리브와 커팅-헤드의 원통면 사이에 존재하여 두 부분들 사이에서 정밀한 축방향 정렬이 방지된다.
미국 특허 제3,153,356호 및 Re.26,452호에서는 섹션을 동축으로 나사 형성함으로써 공구가 연장될 수 있는 멀티-섹션 건-드릴이 개시되며 상기 나사 형성부는 공구 섹션을 동축으로 정렬하기 위한 수단으로서 암수 나사 형성부를 서로 로킹하도록 특정 나선 각도 범위 형태인 나선이다. 커팅-헤드의 전방 견부는 섕크 상의 인접부와 협동하고 두 개의 면이 커팅-헤드 트레드의 터닝을 섕크의 트레드 카운터 보어로 제한하기 때문에, 두 개의 면들 사이의 공차는 매우 현저해진다. 그러나, 확실한 멈춤 및 토크-전달 수단의 결여는 상기 언급한 문제 즉, 회전 정렬의 손실, 오버 타이트닝, 팁 제거의 곤란, 칩과 유체의 유동에의 교란을 발생시킬 수 있다. 또한, 섕크 및 커팅-헤드의 축방향 정렬은 섕크 상의 인접부와 커팅-헤드의 견부 사이에서 존재하는 공차에 의존되기 때문에, 두 개의 부분들 사이에서 정밀한 축방향 정렬은 달성되기 어렵다.
착탈식 팁 건-드릴의 다른 예는 형성된 수형 섹션을 이에 대응하는 크기 및 형상의 암형 섹션에 미끄럼식으로 피팅함으로써 공구의 길이를 연장하는 장치를 도시한 미국 특허 제2,346,546호에 개시된다. 확실한 토크-전달 및 회전 정렬은 섕크 및 팁을 통과하는 크로스-보어 내로 건-드릴의 회전축에 역으로 삽입되는 크로스-핀을 통하여 달성될 수 있다. 그러나, 세라믹 또는 소결 경질 금속 합성물과 같은 예외적인 경질 재료로 제작된 커팅-헤드(또는 팁)는 크로스-드릴에 곤란하고 고가이다. 또한, 이러한 핀들은 섕크 내에 커팅-헤드의 설치 및 교체가 복잡하다.
미국 특허 제5,971,673호는 착탈식 커팅 팁과, 공구 본체 및 커팅 팁을 통해 연장되는 유체 도관을 구비한 트위스트 드릴을 개시한다. 커팅부를 공구 본체에 연결하기 위해, 커팅부 및 공구 본체는 종방향으로 수렴되어 돌출부는 전방 플루트로 도입된다. 이후, 커팅부는 돌출부가 오목부로 도입되게 하면서 전방 플루트를 후방 플루트로 정렬시켜 베이어닛(bayonet)을 형성하도록 공구 본체에 상대적으로 회전되며 커팅 팁의 지지면은 공구 본체의 전방면에 인접된다. 그러나, '673 특허에 개시된 드릴은 직선 보어를 드릴링하는 것을 보장하기 위해 축방향과 측방향 모두 정렬하면서 커팅-팁이 섕크를 지지하여 안내해야 하는 곳에서, 건-드릴에 의해 요구되는 충분한 축방향 및 측 방향 지지를 제공할 수 없다. 또한, '673 특허에 개시된 연결 방법은 단일 프루트를 갖는 커팅-공구에 적용될 수 없다.
본 발명의 목적은 커팅-헤드의 신속하고 간편한 교체를 용이하게 하면서 전술한 단점을 극복하거나 또는 현저하게 감소시키는 착탈식으로 고정된 커팅-헤드를 구비한 단일 플루트 건-드릴을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 회전 방향(R) 및 전후 방향을 형성하는 회전 종축(A)을 구비한 건-드릴이 제공된다. 건-드릴은 섕크에 착탈식으로 고정된 커팅-헤드를 포함한다. 커팅-헤드는 커팅-헤드 전방 단부에 인접한 커팅-헤드 커팅부 및 커팅-헤드 후방 단부에 인접한 커팅-헤드 커플링부를 포함한다. 커팅-헤드 커플링부는 축방향 후방 대면식 커팅-헤드 지지면을 포함한다. 상기 섕크는 섕크 전방 단부에 형성된 섕크 커플링부를 포함한다. 섕크 커플링부는 축방향 전방 대면식 섕크 지지면을 포함한다. 커팅-헤드 커플링부는 전방으로 연장되는 중에 반경방향 내향으로 테이퍼진 일반적으로 전방 배치식 원추형 커팅-헤드 고정면을 포함한다. 커팅-헤드 고정면은 커팅-헤드 플루트 선단면으로부터 커팅-헤드 플루트 후단면까지 180°보다 큰 커팅-헤드 주연각(φC)에 대해 연속적으로 주연방향으로 연장된다. 섕크 커플링부는 전방으로 연장되는 중에 반경방향 내향으로 테이퍼된 일반적으로 전방 배치식 절두 원추형인 섕크 고정면을 포함한다. 섕크 고정면은 섕크 플루트 선단면으로부터 섕크 플루트 후단면까지 180°보다 큰 섕크 주연각(φS)에 걸쳐 연속적으로 주연방향으로 연장된다. 고정 위치에서, 커팅-헤드 및 섕크 커플링 부는 커팅-헤드 지지표면이 섕크 지지면과 접합한 채로, 동축 방향으로 상호 체결되어, 커팅-헤드 및 섕크 주연면과, 커팅-헤드 및 섕크 선단과 후단면은 정합하여 정렬된다.
바람직하게는, 상기 건-드릴은 섕크 및 커팅-헤드를 통하여 축방향으로 연장되는 유체 도관을 제공할 수 있고, 유체 도관은 섕크 및 커팅-헤드 도관을 포함하고, 섕크 및 커팅-헤드 도관은 커팅-헤드가 섕크의 고정 위치에 있을 때 대응되어 정렬된 섕크 및 커팅-헤드 도관 내벽을 포함한다. 커팅-헤드 및 섕크 도관 내벽은 각각의 커팅-헤드 및 섕크 도관 개구에서 접합 커팅-헤드 및 섕크 지지면과 만나고, 고정 위치에서 커팅-헤드 및 섕크 도관 개구는 중첩된다.
일반적으로, 커팅-헤드 주연각(φC)은 사실상 섕크 주연각(φS)과 동일하다.
양호하게도, 커팅-헤드 주연각(φC) 및 섕크 주연각(φS)은 270°이하이다.
더 양호하게도, 커팅-헤드 주연각(φC) 및 섕크 주연각(φS)은 220°와 250°사이이다.
더 양호하게도, 커팅-헤드 주연각(φC) 및 섕크 주연각(φS)은 235°이다.
통상, 커팅-헤드 및 섕크 지지면은 편평하고 회전축(A)에 수직이다.
바람직하게는, 커팅-헤드 커플링부는 커팅-헤드 고정면으로부터 떨어져 축방향으로 연장되고, 커팅-헤드 선단면으로부터 커팅-헤드 후단면까지 연속적으로 주연방향으로 연장되는 커팅-헤드 원통면을 포함할 수 있고, 섕크 커플링부는 섕크 고정면으로부터 떨어져 축방향으로 연장되고, 섕크 선단면으로부터 섕크 후단면까지 연속적으로 주연방향으로 연장되는 섕크 원통면을 포함한다.
통상, 커팅-헤드가 섕크에 고정될 때, 제1 간극은 커팅-헤드 원통면과 섕크 원통면 사이에서 원주방향으로 연속적으로 연장되고, 제2 간극은 커팅-헤드와 섕크 중간면 사이에서 존재한다.
일반적으로, 커팅-헤드 커플링부는 회전 방향(R)으로부터 떨어져 대면하고 커팅-헤드 커플링벽으로부터 떨어져 일반적으로 축방향 전방으로 연장되는 커팅-헤드 멈춤벽을 갖는 커팅-헤드 멈춤 부재를 포함하고, 섕크 커플링부는 회전 방향(R)과 대면하고 섕크 커플링벽으로부터 떨어져 일반적으로 축방향 전방으로 연장되는 섕크 멈춤벽을 갖는 섕크 멈춤 부재를 포함한다. 커팅-헤드 멈춤 부재는 일반적으로 반경방향 외향 대면식 커팅-헤드 원통벽과, 축방향 후방 대면식 커팅-헤드 상벽을 포함하고, 섕크 멈춤 부재는 일반적으로 반경방향 내향 대면식 섕크 원통벽 및 축방향 전방 대면식 섕크 상면을 포함한다.
양호하게도, 커팅-헤드 멈춤벽 및 섕크 멈춤벽은 고정 위치에서 접합한다.
더 양호하게도, 고정 위치에 제3 간극은 커팅-헤드 원통벽과 섕크 원통벽 사이에 존재한다.
더 양호하게도, 제4 간극은 커팅-헤드 상면과 섕크 상면 사이에 존재한다.
바람직하게는, 축방향 후방 대면식 커팅-헤드 중간면이 커팅-헤드 고정면과 커팅-헤드 주연면 사이에 위치되고, 축방향 전방 대면식 섕크 중간면이 섕크 고정면과 섕크 주연면 사이에 위치된다. 커팅-헤드가 섕크 내에 고정될 때, 제2 간극이 커팅-헤드와 섕크 중간면 사이에서 존재한다.
이와 달리, 후방 간극이 커팅-헤드 원통면에 인접하게 배치된 일반적으로 축방향 후방 대면식 커팅-헤드 후방면과, 섕크 원통면에 인접하게 배치된 일반적으로 축방향 전방 대면식 섕크 후방면 사이에 존재한다.
본 발명에 따르는 건-드릴 조립의 방법은 커팅-헤드 플루트 선단면이 섕크 후단면과 대면하게 섕크 및 커팅-헤드를 반경방향 활주식으로 위치시키는 단계와, 커팅-헤드 고정면과 섕크 고정면 사이에 접촉부가 형성될 때까지 커팅-헤드 커플링부를 섕크 커플링부로 활주식으로 삽입하는 단계와, 커팅-헤드 고정면이 섕크 고정면과 인접하고 커팅-헤드 멈춤벽이 섕크 멈춤벽과 접합할 때까지, 고정 위치에 섕크에 대해 커팅-헤드를 회전 방향(R)의 대향 방향으로 회전시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 상세한 이해와 본 발명이 실제로 수행되는 방법을 도시하기 위해, 참조는 첨부 도면에 이루어진다.
도1은 고정 위치에서 섕크 내에 장착된 커팅-헤드를 갖는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 건-드릴의 사시도이다.
도2는 도1에 도시된 건-드릴의 분해 사시도이다.
도3은 커팅-헤드 커플링부를 도시하고, 도2에 도시된 건-드릴의 커팅-헤드의 후방 사시도이다.
도4는 도3에 도시된 커팅-헤드의 후방도이다.
도5는 도4의 Ⅴ-Ⅴ 라인을 따라 취해진 커팅-헤드의 단면도이다.
도6은 도2에 도시된 건-드릴의 섕크의 전방 사시도이다.
도7은 도6에 도시된 섕크의 전방 축방향도이다.
도8은 도7의 Ⅷ-Ⅷ 라인을 따라 취해진 섕크의 부분 단면도이다.
도9는 해제 위치에서, 도1 및 도2에 도시된 섕크 및 커팅-헤드의 사시도이다.
도10은 도9에 도시된 섕크 및 커팅-헤드의 정면도이다.
도11은 도9의 XI-XI 평면을 따라 취해진 섕크 및 커팅-헤드의 축방향 단면도이다.
도12는 고정 위치에서 섕크 및 커팅-헤드를 도시하는, 도1에 도시된 건-드릴의 측면도이다.
도13은 고정 위치에서 결합된 섕크 및 커팅 헤드를 상세하게 도시하는, 도12의 XⅢ-XⅢ 라인을 따라 취해진 확대 단면도이다.
도14는 본 발명의 제2 실시예에 따르는 건-드릴의 분해 사시도이다.
도15는 도14에 도시된 건-드릴의 커팅-헤드의 후방 사시도이다.
도16은 도15에 도시된 커팅-헤드의 후방도이다.
도17은 도16의 XVⅡ-XVⅡ 라인을 따라 취해진 커팅-헤드의 부분 단면도이다.
도18은 도14에 도시된 건-드릴의 섕크의 전방 사시도이다.
도19는 도18에 도시된 섕크의 전방 축방향도이다.
도20은 도19의 XX-XX 라인을 따라 취해진 섕크의 부분 단면도이다.
도21은 고정 위치에서 결합된 섕크 및 커팅-헤드를 도시하는, 도14에 도시된 건-드릴의 평면도이다.
도22는 도21의 XXⅡ-XXⅡ 라인을 따라 취해진, 건-드릴의 확대 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따르는 건-드릴(20)이 도1에 도시된다. 건-드릴(20)은 전후 방향을 형성하는 회전 종방향(A) 축 주위의 회전 방향(R)을 갖고, 섕크 전방 단부(24F)에서 섕크(24)에 착탈식으로 고정된 커팅-헤드(22)를 포함한다. 단일 직선 플루트(26)는 섕크(24) 및 커팅-헤드(22)를 따라 축방향으로 연장되고, 서로에 대해 플루트 각(γ)으로 배치된 선단 및 후단 면(28, 30)을 포함한다. 플루트 선단 및 후단 면(28, 30)은 회전축(A)에 인접한 플루트 정점(32)에서 만난다. 건-드릴(20)은 축방향으로 연장되고, 커팅-헤드 전방 단부(22F)에서 유체 배출 출구(38) 및 도관 내벽(36)을 포함하는 유체 도관(34)을 더 포함한다. 커팅-헤드(22)가 섕크(24) 내에 고정 위치에 작동식으로 장착될 때, 커팅-헤드 및 섕크 주연면(40, 42)과, 커팅-헤드 및 섕크 선단과 후단 면(44, 48, 46, 50)과, 커팅-헤드 및 섕크 도관 내벽(52, 54)은 정합되어 정렬된다.
이제 도2 내지 도5에 도시되는 것을 참조한다. 커팅-헤드(22)는 커팅-헤드 전방 단부(22F)에 인접한 커팅부(56) 및 커팅-헤드 후방 단부(22R)에 인접한 커팅-헤드 커플링부(58)를 포함한다. 커팅부(56)는 임의의 적절한 설계의 커팅 기하학적 형상부를 포함한다. 커팅-헤드 커플링부(58)는 커팅-헤드 선단면(44)으로부터 커팅-헤드 후단면(46)까지 원주 방향으로 연장되고 커팅-헤드 주연면(40)으로부터 커팅-헤드 커플링벽(62)까지 반경방향 내향으로 연장되는 후방 대면식 커팅-헤드 중간면(60)을 갖는다. 커팅-헤드 커플링벽(62)은 커팅-헤드 선단면(44)으로부터 커팅-헤드 후단면(46)까지 원주방향으로 연속적으로 연장되고 커팅-헤드 중간면(60)으로부터 떨어져 후방 대면식 커팅-헤드 지지면(64)을 향하여 후방으로 연장된다. 커팅-헤드 도관 내벽(52)은 커팅-헤드 도관 개구(52A)에서 커팅-헤드 지지면(64)과 만난다.
커팅-헤드 커플링 벽(62)은 커팅-헤드 지지면(64)에 인접한 후방 배치식 커팅-헤드 원통면(66)과, 커팅-헤드 원통면(66)으로부터 커팅-헤드 중간면(60)을 향하여 반경방향의 내향으로 테이퍼지면서 축방향 전방으로 연장되는 일반적으로 전방 배치식 절두 원추형인 커팅-헤드 고정면(68)을 포함한다. 도4에 잘 도시된 바와 같이, 커팅-헤드 커플링 벽(62)은 180°보다 큰 커팅-헤드 주연 커플링 각(φC)을 따라 연속적으로 원주 방향으로 연장된다. 일반적으로, 커팅-헤드 주연 커플링 각(φC)은 210°내지 270°사이이고 더 통상적으로 220°내지 260°사이이다. 구체적인 실시예에 따라, 커팅-헤드 주연 커플링 각(φC)은 대략 235°이다.
커팅-헤드 커플링부(58)는 커팅-헤드 주연면(40)의 후방부에 오목부 형태의 커팅-헤드 멈춤 부재(70)를 더 포함한다. 커팅-헤드 멈춤 부재(70)는 3개의 면 즉, 일반적으로 반경방향 외향 대면식 커팅-헤드 원통벽(72)과, 일반적으로 축방향 후방 대면식 커팅-헤드 상면(74)과, 커팅-헤드 중간면(60)으로부터 커팅-헤드 상면(74)까지 일반적으로 축방향 전방으로 연장되고 커팅-헤드 원통벽(72)으로부터 커팅-헤드 주연면(40)까지 일반적으로 반경방향 외향으로 연장되면서 일반적으로 접선으로 회전 방향(R)과 다른 방향으로 향하는 플랫 커팅-헤드 멈춤 벽(76)에 의해 경계되어 진다. 커팅-헤드 멈춤 부재(70)는 커팅-헤드 후단면(46)에 접선으로, 커팅-헤드 중간면(60)에 축방향 후방으로, 커팅-헤드 주연면(40)에 반경방향 외향으로 개방된다.
이제는 도2 및 도6 내지 도8에 도시되는 것을 참조한다. 섕크 커플링부(78)는 섕크 전방 단부(24F)에 위치되고, 섕크 선단면(48)으로부터 플루트(26)의 섕크 후단면(50)까지 원주 방향으로 연속적으로 연장되고 전방 대면식 섕크 지지면(82)을 향하여 후방으로 연장되는 섕크 커플링 벽(80)을 포함한다. 섕크 도관 내부벽(54)은 섕크 도관 개구(54A)에서 섕크 지지면(82)과 만난다.
섕크 커플링 벽(80)은 섕크 지지면(82)으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 후방 배치식 섕크 원통면(84)과, 섕크 원통면(84)으로부터 전방 대면식 섕크 중간면(88)을 향하여 반경방향 내향으로 테이퍼지면서 축방향 전방으로 연장되는 일반적으로 전방 배치식 절두 원추형인 섕크 고정면(86)을 포함한다. 섕크 멈춤 부재(90)는 섕크 중간면(88)으로부터 떨어져 연장되고, 섕크 고정면(86)으로부터 전방 대면식 섕크 상면(94)까지 연장되는 일반적으로 반경방향 내향 대면식 섕크 원통벽(92)을 포함한다. 회전 방향(R)에 일반적으로 접선으로 지향된 편평 섕크 멈춤 벽(96)은 섕크 중간면(86)으로부터 섕크 상면(94)까지 일반적으로 축방향 전방으로 연장되고 섕크 원통벽(92)으로부터 섕크 주연면(42)까지 일반적으로 반경방향 외향으로 연장된다. 섕크 중간면(88)은 섕크 고정면(86)으로부터 떨어져 섕크 주연면(42)까지 반경방향 외향으로 연장되고 플루트(26)의 섕크 선단면(48)으로부터 섕크 멈춤벽(96)까지 연속적으로 각도를 이루어 연장되고, 섕크 멈춤 부재(90)는 섕크 멈춤벽(96)으로부터 플루트(26)의 섕크 후단면(48)까지 연장된다.
도7에 잘 도시된 바와 같이, 섕크 주연면(42)과 섕크 커플링 벽(80) 모두는 커팅-헤드 주연 커플링 각(φC)과 사실상 동일한 섕크 주연각(φS)에 걸쳐 연속적으로 각을 이루어 연장된다.
이제 도9 내지 도11에 도시되는 것을 참조한다. 커팅-헤드(22)를 섕크(24)에 고정하는 것은 커팅-헤드 커플링부(58)를 섕크 커플링부(78)에 인접하게 그리고 커팅-헤드 선단면(44)을 섕크 후단면(50)에 대면하게 커팅-헤드(22)를 위치선정하고, 커팅-헤드(22)의 해제 위치까지, 커팅-헤드 고정면(68)이 섕크 고정면(86)에 인접할 때까지 커팅-헤드 커플링부(58)를 섕크 커플링부(78)로 활주시킴으로써 달성된다. 건-드릴(20)의 회전 방향(R)에 대하여 섕크(24)에 대한 커팅-헤드(22)의 회전은 커팅-헤드 커플링부(78)가 커팅-헤드 커플링부(58)를 완전히 둘러싸는 도1 및 도12에 도시된 고정 위치에서 커팅-헤드(22)를 위치시킨다. 커팅-헤드(22)를 섕크(24)로부터 제거하기 위해, 커팅-헤드(22)는 해제 위치까지 회전 방향(R)으로 섕크(24)에 대해 회전된다. 해제 위치로부터, 커팅-헤드(22)는 섕크(24)로부터 제거될 수 있고, 이후 새로운 커팅-헤드(22)는 섕크(24)에 고정될 수 있다.
커팅-헤드(22)는 해제 위치에서 고정 위치까지 섕크(24)에서 회전되기 때문에, 섕크 고정면(86)은 커팅-헤드 고정면(68)을 축방향 후방으로 가압하여, 커팅-헤드 지지면(64)은 섕크(24)에서 커팅-헤드(22)를 확실하고 정확하게 배치하도록 섕크 지지면(82)과 인접한다. 고정 위치에서, 섕크 도관 개구(54A) 및 커팅-헤드 도관 개구(52A)는 중첩되고, 커팅-헤드 및 섕크 도관 내벽(52, 54)은 정합하여 정렬됨으로써, 섕크(24) 및 커팅-헤드(22)를 통하여 유체 배출 출구(38)로의 냉각제 유동을 용이하게 한다. 도13에 도시된 바와 같이, 커팅-헤드 고정면(68) 및 섕크 고정면(86)은 섕크(24)에서 커팅-헤드(22)의 자가 클램핑 및 자가 중심 설정을 제공하도록 동축으로 상호 체결된다. 커팅-헤드 커플링부(58)와 섕크 커플링부(78) 모두는 각각 180°보다 큰 주연각(φC,φS)을 통하여 원주 방향으로 연속적으로 연장되기 때문에, 섕크 고정면(86)은 커플링-헤드(22)를 축방향으로 섕크(24)와 정렬하기 위해 가압한다. 커팅-헤드(22) 및 섕크(24)의 확실한 회전 위치 및 정렬은 섕크 멈춤 벽(96)에 인접하는 커팅-헤드 멈춤 벽(76)에 의해 달성되어 섕크(24)로부터 커팅-헤드(22)까지 토크 전달을 용이하게 한다. 고정 위치에서, 제1 간극(98)은 커팅-헤드 원통면(66)과 섕크 원통면(84) 사이에서 원주 방향으로 연장되고, 제2 간극(100)은 커팅-헤드 중간면(60)과 섕크 중간면(88) 사이에서 존재하고, 제3 간극(102)은 커팅-헤드 원통 벽(72)과 섕크 원통 벽(92) 사이에서 존재하고, 제4 간극(104)은 커팅-헤드 상면(74)과 섕크 상면(94) 사이에서 존재한다.
이제 본 발명의 제2 실시예에 따르는 건-드릴(220)을 도시하는 도14를 참조한다. 제2 실시예에 따르는 건-드릴(220)은 제1 실시예에 따르는 건-드릴(20)과 유사한 많은 특징부를 갖기 때문에, 제2 실시예에 따르는 건-드릴(220)의 유사한 특징부는 제1 실시예에 따르는 건-드릴(20)에서 200 만큼 증가된 도면 부호로 언급할 수 있다.
제2 실시예에 따르는 건-드릴(220)은 제1 실시예에 따르는 건-드릴(20)의 회전 방향(R) 및 회전축(A)과 같은 동일한 방식으로 형성된 회전 방향(R) 및 회전축(A)을 갖는다. 건-드릴(220)은 섕크 전방 단부(224F)에서 섕크(224)에 착탈식으로 고정된 커팅-헤드(222)를 갖는다. 섕크(224)와 커팅-헤드(222)는 섕크(224) 및 커팅-헤드(222)를 따라 축방향으로 연장되는 단일 직선 플루트(226)를 갖는다. 상기 플루트는 회전축(A)에 인접하고 플루트 정점(232)에서 만나는 선단 및 후단면(228, 230)을 갖는다. 커팅-헤드 전방 단부(222F)에 형성된 유체 배출 출구(238) 및 도관 내벽(236)을 갖는 유체 도관(234)은 건-드릴(220)을 통하여 축방향으로 연장된다. 커팅-헤드(222)가 섕크(224)에 작동식 고정 위치에 장착될 때, 커팅-헤드 및 섕크 주연면(240, 242)과, 커팅-헤드 및 섕크 선단과 후단면(244, 248, 246, 250)과, 커팅-헤드 및 섕크 도관 내벽(252, 254)은 정합하여 정렬된다.
이제 도15 내지 도17에 도시되는 것을 참조한다. 커팅-헤드(222)는 커팅-헤드 전방 단부(222F)에 인접한 커팅부(256) 및 커팅-헤드 후방 단부(222R)에 인접한 커팅-헤드 커플링부(258)를 포함한다. 후방 대면식 커팅-헤드 지지면(264)은 커팅-헤드 선단면(244)으로부터 커팅-헤드 후단면(246)까지 원주 방향으로 연장되고 커팅-헤드 주연면(240)으로부터 커팅-헤드 커플링벽(262)까지 반경방향 내향으로 연장된다. 커팅-헤드 도관 내벽(252)은 커팅-헤드 도관 개구(252A)에서 커팅-헤드 지지면(264)과 만난다.
커팅-헤드 커플링벽(262)은 커팅-헤드 선단면(244)으로부터 커팅-헤드 후단면(246)까지 원주 방향으로 연속적으로 연장되고, 커팅-헤드 지지면(264)으로부터 떨어져 후방 대면식 커팅-헤드 후방면(306)을 향하여 후방으로 연장된다. 커팅-헤드 커플링 벽(262)은 커팅-헤드 후방면(306)에 인접한 후방 배치식 커팅-헤드 원통면(266)과, 커팅-헤드 원통면(266)으로부터 커팅-헤드 지지면(264)을 향하여 내향으로 테이퍼지면서 축방향 전방으로 연장되는 일반적으로 전방 배치식 절두 원추형인 커팅-헤드 고정면(268)을 포함한다.
커팅-헤드 커플링 부(258)는 커팅-헤드 주연면(40)의 후방부에서 리세스 형태의 커팅-헤드 멈춤 부재(270)를 더 포함한다. 커팅-헤드 멈춤 부재(270)는 3개의 면 즉, 일반적으로 반경방향 외향 대면식 커팅-헤드 원통벽(272)과, 일반적으로 축방향 후방 대면식 커팅-헤드 상면(274)과, 커팅-헤드 지지면(264)으로부터 커팅-헤드 상면(274)까지 일반적으로 축방향 전방으로 연장되고 커팅-헤드 원통벽(272)으로부터 커팅-헤드 주연면(240)까지 일반적으로 반경방향 외향으로 연장되면서 일반적으로 접선으로 회전 방향(R)과 다른 방향으로 향하는 플랫 커팅-헤드 멈춤벽(276)에 의해 경계되어 진다. 커팅-헤드 멈춤 부재(270)는 커팅-헤드 후단면(246)에 접선으로, 커팅-헤드 지지면(264)에 축방향 후방으로, 커팅-헤드 주연면(240)에 반경방향 외향으로 개방된다.
이제 도18 내지 도20에 도시되는 것을 참조한다. 섕크 커플링부(278)는 섕크 전방 단부(224F)에서 형성되고, 섕크 선단면(248)으로부터 플루트(226)의 섕크 후단면(250)까지 원주방향으로 연속적으로 연장되고 전방 대면식 섕크 지지면(282)으로부터 전방 대면식 섕크 후방면(308)을 향하여 후방으로 연장되는 섕크 커플링벽(280)을 갖는다. 섕크 도관 내벽(254)은 섕크 도관 개구(254A)에서 섕크 지지면(282)과 만난다.
섕크 커플링벽(280)은 섕크 후방면(308)으로부터 멀어지는 방향으로 연장되는 섕크 원통면(284)과, 섕크 원통면(284)으로부터 섕크 지지면(282)을 향하여 전방으로 연장되는 섕크 고정면(286)을 갖는다. 섕크 멈춤 부재(290)는 섕크 지지면(282)으로부터 떨어져 연장되고, 섕크 고정면(286)으로부터 전방 대면식 섕크 상면(294)까지 연장되는 일반적으로 반경방향 내향 대면식 섕크 원통벽(292)을 갖는다. 편평 섕크 멈춤벽(296)은 섕크 지지면(282)으로부터 섕크 상면(294)까지 일반적으로 축방향 전방으로 연장되고 섕크 원통벽(292)으로부터 섕크 주연면(242)까지 일반적으로 반경방향 외향으로 연장되는 회전 방향(R)에서 일반적으로 접선으로 지향된다.
이제 도21 내지 도22에 도시된 것을 참조한다. 커팅-헤드(222)가 해제 위치에서 고정 위치까지 섕크(224)에서 회전될 때, 섕크 고정면(286)은 커팅-헤드 고정면(268)을 축방향 후방으로 가압해서, 커팅-헤드 지지면(264)은 섕크(224)에서 커팅-헤드(222)를 확실하고 정확하게 배치하도록 섕크 지지면(282)과 인접한다. 섕크 도관 개구(254A) 및 커팅-헤드 도관 개구(252A)는 중첩되어, 커팅-헤드 및 섕크 도관 내벽(252, 254)은 정합하여 정렬됨으로써, 섕크(224) 및 커팅-헤드(222)를 통과하여 유체 배출구(238)까지의 냉각제 유동을 용이하게 한다. 고정 위치에서, 제1 간극(298)은 커팅-헤드 원통면(266)과 섕크 원통면(284) 사이에서 원주 방향으로 연장되고, 후방 간극(310)은 커팅-헤드 후방면(306)과 섕크 후방면(308) 사이에서 존재하고, 제3 간극(302)은 커팅-헤드 원통벽(272)과 섕크 원통벽(292) 사이에서 존재하고, 제4 간극(304)은 커팅-헤드 상면(274)과 섕크 상면(294) 사이에서 존재한다.
본 발명은 소정의 특별함으로 기술되었음에도, 건-드릴에 제한되지 않고, 다양한 변경 및 수정은 청구되는 본 발명의 범주 내에 있을 수 있음을 이해할 수 있다.

Claims (27)

  1. 전후 방향 및 회전 방향(R)을 형성하는 회전축(A)을 갖고, 섕크(24,224)에 착탈식으로 고정된 커팅-헤드(22,222)를 포함하는 건-드릴(20, 220)이며,
    커팅-헤드(22, 222)는 커팅-헤드 전방 단부(22F, 222F)에 인접한 커팅부(56, 256) 및 커팅-헤드 후방 단부(22R, 222R)에 인접한 커팅-헤드 커플링부(58, 258)를 포함하고, 커팅-헤드 커플링부(58, 258)는 축방향 후방 대면식 커팅-헤드 지지면(64, 264) 및 커팅-헤드 커팅부(56, 256)를 향해 전방으로 연장되면서 반경방향 내향으로 테이퍼진 일반적으로 절두 원추형인 커팅-헤드 고정면(68, 268)을 포함하고,
    섕크(24, 224)는 섕크 전방 단부(24R, 224R)에 형성된 섕크 커플링부(78, 278)를 포함하고, 섕크 커플링부(78, 278)는 축방향 전방 대면식 섕크 지지면(82, 282) 및 섕크 전방 단부(24R, 224R)를 향해 전방으로 연장되면서 반경방향 내향으로 테이퍼진 일반적으로 절두 원추형인 섕크 고정면(86, 286)을 포함하고,
    커팅-헤드 고정면(68, 268)은 커팅-헤드 플루트 선단면(46, 246)으로부터 커팅-헤드 플루트 후단면(48, 248)까지 180°보다 큰 커팅-헤드 주연각(φC)에 걸쳐 연속적으로 주연방향으로 연장되고,
    섕크 고정면(86, 286)은 섕크 플루트 선단면(48, 248)으로부터 섕크 플루트 후단면(50, 250)까지 180°보다 큰 섕크 주연각(φS)에 걸쳐 연속적으로 주연방향으로 연장되고,
    고정 위치에서, 커팅-헤드 커플링부(58, 258) 및 섕크 커플링부(78, 278)는 섕크 지지면(82, 282)에 인접한 커팅-헤드 지지면(64, 264)과 동축방향으로 상호 체결되고,
    커팅-헤드 및 섕크 주연면(40, 42, 240, 242)과, 커팅-헤드와, 섕크 플루트 선단 및 후단면(44, 48, 46, 50, 244, 248, 246, 250)은 정합하여 상호 정렬되는 건-드릴.
  2. 제1항에 있어서, 유체 도관(34, 234)은 섕크(24, 224) 및 커팅-헤드(22, 222)를 통해 축방향으로 연장되고, 유체 도관(34, 234)은 커팅-헤드(22, 222)가 섕크(24, 224)의 고정 위치에 있을 때 대응되어 정렬된 커팅-헤드 및 섕크 도관 내벽(52, 54, 252, 254)을 포함하는 건-드릴.
  3. 제2항에 있어서, 커팅-헤드 및 섕크 도관 내벽(52, 54, 252, 254)은 각각 커팅-헤드 및 섕크 도관 개구(52, 54, 252, 254)에서 접합 커팅-헤드 및 섕크 지지면(64, 264, 82, 282)과 만나고, 고정 위치에서 커팅-헤드 및 섕크 도관 개구(52, 54, 252, 254)는 중첩되는 건-드릴.
  4. 제1항에 있어서, 커팅-헤드 주연각(φC)은 섕크 주연각(φS)과 사실상 동일한 건-드릴.
  5. 제4항에 있어서, 커팅-헤드 주연각(φC) 및 섕크 주연각(φS)은 270°보다 작은 건-드릴.
  6. 제4항에 있어서, 커팅-헤드 주연각(φC) 및 섕크 주연각(φS)은 220°와 250°사이인 건-드릴.
  7. 제4항에 있어서, 커팅-헤드 주연각(φC) 및 섕크 주연각(φS)은 235°인 건-드릴.
  8. 제1항에 있어서, 커팅-헤드 및 섕크 지지면(64, 82, 264, 282)은 편평한 건-드릴.
  9. 제8항에 있어서, 커팅-헤드 및 섕크 지지면(64, 82, 264, 282)은 회전축(A)에 수직인 건-드릴.
  10. 제1항에 있어서, 커팅-헤드 커플링부(58)는 커팅-헤드 고정면(68, 268)으로부터 떨어져 축방향으로 연장되고, 커팅-헤드 선단면(44, 244)으로부터 커팅-헤드 후단면(46, 246)까지 연속적으로 주연방향으로 연장되는 커팅-헤드 원통면(66,266)을 포함하고,
    섕크 커플링부(86, 286)는 섕크 고정면(86, 286)으로부터 떨어져 축방향으로 연장되고, 섕크 선단면(48, 248)으로부터 섕크 후단면(50, 250)까지 연속적으로 주연방향으로 연장되는 섕크 원통면(84, 284)을 포함하는 건-드릴.
  11. 제10항에 있어서, 고정 위치에서, 제1 간극(98, 298)은 커팅-헤드 원통면(66, 266)과 섕크 원통면(84, 284) 사이에서 원주방향으로 연속적으로 연장되는 건-드릴.
  12. 제1항에 있어서, 커팅-헤드 커플링부(58, 258)는 회전축(A)의 방향으로부터 떨어져 대면하고 커팅-헤드 커플링벽(62, 262)(40, 240)으로부터 떨어져 일반적으로 축방향 전방으로 연장되는 커팅-헤드 멈춤벽(76, 276)을 갖는 커팅-헤드 멈춤 부재(70, 270)를 포함하고,
    섕크 커플링부(78, 278)는 회전축(A)의 방향과 대면하고 섕크 커플링벽(80, 280)으로부터 떨어져 일반적으로 축방향 전방으로 연장되는 섕크 멈춤벽(96)을 갖는 섕크 멈춤 부재(90)를 포함하는 건-드릴.
  13. 제12항에 있어서, 상기 고정 위치에서, 커팅-헤드 멈춤벽(76, 276)과 섕크 멈춤벽(96, 296)은 인접하는 건-드릴.
  14. 제12항에 있어서, 커팅-헤드 멈춤 부재(70, 270)는 일반적으로 반경방향 외향 대면식 커팅-헤드 원통벽(72, 272)과, 축방향 후방 대면식 커팅-헤드 상면(74, 274)을 포함하고,
    섕크 멈춤 부재(90, 290)는 일반적으로 반경방향 내향 대면식 섕크 원통벽(92, 292)과, 축방향 전방 대면식 섕크 상면(94, 294)을 포함하는 건-드릴.
  15. 제14항에 있어서, 상기 고정 위치에서, 제3 간극(102, 302)이 커팅-헤드 원통벽(72, 272)과 섕크 원통벽(92, 292) 사이에 존재하는 건-드릴.
  16. 제14항에 있어서, 상기 고정 위치에서, 제4 간극(104, 304)이 커팅-헤드 상면(74, 274)과 섕크 상면(94, 294) 사이에 존재하는 건-드릴.
  17. 제1항에 있어서, 축방향 후방 대면식 커팅-헤드 중간면(60)이 커팅-헤드 고정면(68)과 커팅-헤드 주연면(40) 사이에 위치되고,
    축방향 전방 대면식 섕크 중간면(88)이 섕크 고정면(86)과 섕크 주연면(42) 사이에 위치되는 건-드릴.
  18. 제17항에 있어서, 제2 간극(100)이 커팅-헤드 중간면과 섕크 중간면 사이에서 존재하는 건-드릴.
  19. 제1항에 있어서, 상기 고정 위치에서, 후방 간극(310)이 커팅-헤드 원통면(266)에 인접하게 배치된 일반적으로 축방향 후방 대면식 커팅-헤드 후방면(306)과, 섕크 원통면(308)에 인접하게 배치된 일반적으로 축방향 전방 대면식 섕크 후방면(288) 사이에 존재하는 건-드릴.
  20. 회전 축(R)을 갖고, 커팅-헤드 주연면(40, 240)과, 커팅-헤드 전방 단부(22F, 222F)에 인접한 커팅-헤드 커팅부(56, 256)와, 커팅-헤드 후방 단부(22R, 222R)에 인접한 커팅-헤드 커플링부(58) 및 커팅-헤드 주연면(40, 240)으로 일반적으로 반경방향으로 연장된 커팅-헤드 선단 및 후단면(44, 46, 244, 246)을 갖는 축방향 연장식 플루트(26, 226)를 포함하는 건-드릴(20,220)의 섕크(24, 224)상에 장착하기 위해 교체 가능식 커팅-헤드(22, 222)이며,
    상기 커팅-헤드 커플링부(58, 258)는 축방향 후방 대면식 커팅-헤드 지지면(64, 264)을 포함하고, 커팅-헤드 커플링벽(62, 262)은 커팅부(56, 256)로부터 떨어져 축방향 후방으로 연장되고, 커팅-헤드 선단면(46, 246)으로부터 커팅-헤드 후단면(48, 248)까지 180°보다 큰 주연 커팅-헤드 각(φC)에 걸쳐 연속적으로 주연방향으로 연장되고,
    상기 커팅-헤드 커플링벽(62, 262)은 커팅-헤드 커팅부(56, 256)에 인접한 전방 테이퍼진 커팅-헤드 고정면(68, 268)까지 후방으로 연장되는 후방 배치식 커팅-헤드 원통면(66, 266)을 포함하는 교체 가능식 커팅-헤드.
  21. 제20항에서, 커팅-헤드 멈춤 부재(70, 270)는 커팅-헤드 후단면(46)에 인접한 커팅-헤드 커팅부(56)까지 커팅-헤드 커플링벽(62, 262)으로부터 떨어져 축방향 후방으로 연장되는 교체 가능식 커팅-헤드.
  22. 제21항에 있어서, 커팅-헤드 멈춤 부재(70, 270)는 커팅-헤드 후단면(48, 248)까지 접선방향 전방으로 개방되는 교체 가능식 커팅-헤드.
  23. 제21항에 있어서, 커팅-헤드 멈춤 부재(70, 270)는 커팅-헤드 주연면(40, 240)까지 반경방향 외향으로 개방되는 교체 가능식 커팅-헤드.
  24. 제21항에 있어서, 커팅-헤드 멈춤 부재(70, 270)는 일반적으로 축방향 후방 대면식 커팅-헤드 상면(74, 274)과, 일반적으로 반경방향 외향 대면식 커팅-헤드 원통벽(72, 272)과, 커팅-헤드 커플링부(58, 258)로부터 떨어져 커팅-헤드 상면(74, 274)까지 연장되고 커팅-헤드 원통벽(72, 272)으로부터 커팅-헤드 주연면(40, 240)까지 연장되는 커팅-헤드 멈춤벽(76, 276)을 포함하는 교체 가능식 커팅-헤드.
  25. 제21항에 있어서, 축방향 후방 대면식 커팅-헤드 중간면(60)은 커팅-헤드 고정면(68)과 커팅-헤드 주연면(40) 사이에 위치되고, 커팅-헤드 지지면(64)은 커팅-헤드 원통면(66)에 인접한 커팅-헤드 후방 단부(22R)에 위치되는 교체 가능식 커팅-헤드.
  26. 제21항에 있어서, 커팅-헤드 지지면(264)은 커팅-헤드 고정면(268)과 커팅-헤드 주연면(240) 사이에 위치되고, 일반적으로 축방향 후방 대면식 커팅-헤드 후방면(306)은 커팅-헤드 원통면(266)에 인접한 커팅-헤드 후방 단부(222R)에 위치되는 교체 가능식 커팅-헤드.
  27. 건-드릴(20, 220)을 조립하는 방법이며,
    커팅-헤드(22, 222) 및 섕크(24, 242)를 포함하고, 이를 따라 중심적으로 연장되는 회전 종축(A)을 갖고, 회전 방향(R) 및 전후 방향을 형성하고, 커팅-헤드 및 섕크 주연면(40, 42, 240, 242)과, 커팅-헤드 및 섕크 플루트 선단과 후단면(44, 48, 46, 50, 244, 248, 246, 250)을 포함하고,
    섕크(24, 224)는 섕크 전방 단부(24F, 224F)에 형성된 섕크 커플링부(78, 278)를 포함하고, 전방 테이퍼진 섕크 고정면(86)과 후방으로 연장되는 섕크 원통면(84)과 축방향 전방 대면식 섕크 지지면(82)을 포함하고, 섕크 고정면(86, 286) 및 섕크 원통면(84, 284)은 섕크 선단면(48, 248)으로부터 섕크 후단면(50, 250)까지 180°보다 큰 각(φS)에 걸쳐 연속적으로 주연방향으로 연장되고,
    커팅-헤드(22, 222)는 커팅-헤드 전방 단부(22F, 224F)에 인접한 커팅부(56, 256) 및 커팅-헤드 후방 단부(22R, 222R)에 인접한 커팅-헤드 커플링부(58, 258)를 갖고, 커팅-헤드 커플링부(58, 258)는 전방 테이퍼링된 커팅-헤드 고정면(68, 268)과, 후방으로 연장되는 커팅-헤드 원통면(66, 266)과, 후방 대면식 커팅-헤드 지지면(64, 264)을 포함하고, 커팅-헤드 고정면(68, 268) 및 커팅-헤드 원통면(66, 266)은 커팅-헤드 선단면(46, 246)으로부터 커팅-헤드 후단면(48, 248)까지 180°보다 큰 각(φC)에 걸쳐 연속적으로 주연방향으로 연장되는 건-드릴 조립 방법이며,
    건드릴을 조립하는 방법은,
    커팅-헤드 선단면(46, 246)이 섕크 후단면(50, 250)과 대면하게 커팅-헤드(22, 222) 및 섕크(24, 224)를 위치시키는 단계와,
    커팅-헤드 고정면(68, 268)과 섕크 고정면(86, 286) 사이에 접촉부가 형성될 때까지 커팅-헤드 커플링부(58, 258)를 섕크 커플링부(78, 278)로 활주식으로 삽입시키는 단계와,
    커팅-헤드 고정면(68)이 섕크 고정면(86)과 인접하고 커팅-헤드 및 섕크 주연면(40, 42, 240, 242)과, 커팅-헤드와, 섕크 플루트 선단 및 후단면(44, 48, 46, 50, 244, 248, 246, 250)이 상호 정렬될 때까지 섕크(24)에 대해 커팅-헤드(22)를 회전 방향(R)의 대향 방향으로 회전시키는 단계를 포함하는 건-드릴 조립 방법.
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