KR101101727B1

KR101101727B1 - 공구

Info

Publication number: KR101101727B1
Application number: KR1020040032355A
Authority: KR
Inventors: 스벤손마티아스; 그뢴쿠이스트미카엘; 브룬조뉘
Original assignee: 쎄코 툴스 에이비
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2004-05-07
Publication date: 2012-01-05
Also published as: CN1550276A; EP1475174A1; US6948890B2; EP1475174B1; SE0301338D0; KR20040095735A; ATE514506T1; SE0301338L; SE526387C2; CZ2004585A3; CZ301728B6; US20050047879A1

Abstract

본 발명은 절삭 단부(21), 섕크(22) 및 고정부(23)를 포함하는 칩 제거 기계 가공용 드릴에 관한 것이다. 절삭 단부(21)는 1이상의 절삭날(26A, 26B)을 포함한다. 드릴(20)은 1이상의 칩 채널(13A, 13B) 및 1이상의 플러싱 채널(12A, 12B)을 구비한다. 드릴(20)의 모든 부분은 동일한 재료로 형성된다. 칩 채널(13A, 13B)는 실질적으로 밀폐되어 있다. 본 발명은 또한 드릴용 블랭크에 관한 것이다.

Description

공구{TOOL}

도 1a 는 본 발명에 따른 블랭크의 사시도.

도 1b 는 상기 블랭크의 단면도(端面圖).

도 2a 는 본 발명에 따른 드릴 공구의 사시도.

도 2b 는 드릴 공구의 다른 사시도.

도 2c 는 드릴 공구의 측면도.

도 2d 는 드릴 공구의 다른 측면도.

도 2e 및 2f 는 드릴 공구의 반대측 단면도(端面圖).

도 3a 는 홀더내 드릴 공구의 사시도.

도 3b 는 홀더내 드릴 공구의 다른 사시도.

도 4 는 홀더의 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 블랭크 11 튜브

12A, 12B 플러싱 채널 13A, 13B 리턴 채널

14 필러 15A, 15B 내벽

16A, 16B 경계면 20 드릴

21 절삭 단부 22 섕크

23 고정부 26A, 26B 절삭날

34A, 34B 리세스 50 홀더

본 발명은, 절삭 단부, 섕크 및 고정부를 포함하는 칩 제거 기계 가공용 드릴로서, 상기 절삭 단부는 1이상의 절삭날을 포함하며, 상기 드릴은 1이상의 칩 채널 및 1이상의 플러싱 채널을 포함하는 칩 제거 기계 가공용 드릴 및, 종방향의 관통 공간을 가지며 완성된 드릴에서 1이상의 칩 채널 및 1이상의 플러싱 채널을 형성하는 상기 블랭크에 관한 것이다. 이러한 바는 내부 냉각용으로 미리 성형된 플러싱 홀과 함께 사용가능하다. 문제는, 효율적인 드릴을 위해 칩 공간이 커야하는데, 이것은 많은 재료가 연마되어 없어지게 되어 높은 비용을 초래한다는 것이다. 큰 칩 공간은 또한 무엇보다도 토션 및 굽힘 강성의 점에서 드릴을 약하게 한다. 다른 문제는, 개방 칩 공간을 통해 이송되는 칩이 기계 가공되는 보어 벽에 세부적인 자국을 낸다는 것이다. 오늘날, 후자의 문제를 해결하기 위해 칩을 내부로 안내하는, 소위, 이젝터 드릴(예를 들어, 본 청구범위 제1항의 전제부에 대응하는 US-A-5,964,553 참조)이 있다. 공지의 공구는 강으로 제조되며, 이것은 솔리드 초경 합금(solid cemented carbide)의 종래 드릴과 비교하여 강성이나 안정성에 대하여 어떤 개선점도 없다. 또한, 공지의 드릴은 제조하기에 복잡하고 통상 20 mm보다 큰 구멍에만 적합하다.

본 발명의 목적은 큰 칩 공간을 갖는 효과적인 드릴 공구를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 더 작은 구멍 직경에 대한 강성 드릴 공구를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 칩이 기계 가공되는 보어 벽에 세부적인 자국을 내지 않는 드릴 공구를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 간단하게 제조되는 드릴 공구 및 블랭크를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 마모 후 재연마될 가능성이 큰 드릴 공구를 제공하는 것이다.

도 1a 및 1b 에는 본 발명에 따른 드릴 공구용 블랭크(10)가 도시되어 있다. 블랭크(10)는 압출된 초경 합금과 같은 솔리드 초경 합금의 튜브(11)로 제조된다. 블랭크는 이하에 따른 결합상(예를 들어, 코발트, Co) 및 경질 성분(예를 들어, 텅스텐 카바이드, WC)으로부터 압출된다. 일정한 코발트 성분을 갖는 초경 합금 분말과 베어러(bearer), 예를 들어 플라스틱이 혼합되어 펠릿 또는 입상으로 형성된다. 베어러는 그린바디(green body), 즉, 소결전 블랭크에서 매트릭스를 구성한다. 본 명세서에서 "코발트"는 금속 결합상으로 이해되며, 이것은 다른 금속, 예를 들어 니켈(Ni)로 대체되거나 또는 니켈을 포함할 수 있다. 그 후, 혼 합물을 적당한 온도까지 예열하고 압출용 기계에 삽입한다. 그런후, 혼합물을 고압 및 어떤 온도, 약 180℃하에서 마우스 피스 앞으로 가압하여, 어떤 내부 형상을 갖는 본질적으로 원통형 바(bar)를 형성한다. 그런후, 베어러가 연소되며, 바인더 금속이 용융되고 카바이드와 결합하도록 바를 별개의 오븐으로 가열한다. 그런후, 블랭크(10)의 후속적인 기계 가공, 예를 들어 단부와 섕크의 연삭을 한다. 대안으로, 블랭크는, 가장 큰 차이가 경질 성분과 결합상 간의 밸런스에 있는 2개의 상이한 초경 합금 등급으로부터 압출될 수 있다. 따라서, 드릴의 절삭 속도가 항상 더 느린 더 단단한 중간부분에서도 여전히 더 경하고 더 강성한 블랭크의 "쉘"을 얻을 수 있다.

튜브(11)는 직선 원통형의 기다란 기본 형상을 갖는다. 블랭크는 그 전체 길이를 따라 동일한 단면을 갖는다. 튜브(11)는 블랭크를 따라 완전히 연장하는 내부의, 일체로 된 익형(翼桁) 또는 필러(14)를 포함한다. 필러(14)는 2개의 실질적으로 동일하게 큰 부분의 내부 공간으로 분할된다. 블랭크는 4개의 종방향의 관통 공간, 즉, 플러싱 채널(12A, 12B)을 형성하는 2개의 공간과 칩 또는 리턴 채널(13A, 13B)을 형성하는 2개의 공간을 구비한다. 플러싱 채널(12A, 12B)은 필러(14)의 내부에 형성된다. 각각의 플러싱 채널은 하나의 짧은 면을 둥글린 실질적으로 직사각형 단면을 구비하며, 상기 둥글린 면은 블랭크의 중심선(CL)을 향하고 있다. 각각의 공간은 압출 공정으로 인해 중심선(CL)에 평행하게 연장한다. 플러싱 채널은 중심선으로부터 일정한 거리에 제공된다. 각각의 플러싱 채널은, 도 1b 에서와 같이 수직방향에서 보다 필러(14)의 반경방향 에서 더 큰 치수를 갖는다. 필러(14)는 중심선(CL)의 양측에 실질적으로 대칭으로 제공되며 칩 채널(13A, 13B)을 한정한다. 이것은, 각각의 칩 채널이 튜브의 내벽(15A, 15B)과 필러(14)의 경계면(16A, 16B)에 의해 실질적으로 밀폐되고 한정된다는 것을 의미한다. 이러한 유형의 제조에서 표면 거칠기는 칩을 이송하는데 유리해지며, 즉, 칩 채널(13A, 13B)은 최대 0.5 ㎛, 바람직하게 0.3 ㎛미만의 R_a 값을 얻는다.

도 2a-2f 에서는 본 발명에 따른 드릴 공구(20)가 도시되어 있다. 상기 드릴 공구는 절삭 단부(21), 섕크(22) 및 고정부(23)를 포함하며, 이들은 블랭크(10)로부터 제조되며, 바람직하게는 연삭에 의해 생산된다.

절삭 단부(21)는 본질적으로 치즐-형상이다. 절삭 단부(21)의 외경은 10 ~ 40 mm의 간격 내에서 선택된다. 단부(21)는 경사면(25A, 25B)과 연관된 2개의 상부 틈새면(24A, 24B)을 구비하며, 각각의 틈새면과 경사면 사이의 교차선에 드릴용 주 절삭날(26A, 26B)이 제공된다. 절삭날(26A, 26B)은 바람직하게 중심선(CL)을 교차하는 치즐 날(27)을 통해 서로 연결된다. 상기 날에는 강화 챔퍼 및/또는 칩 분할 리세스가 제공될 수 있다. 각각의 주 절삭날의 반경 최단부는 축방향의 제 2 절삭날(28A, 28B)에 연결된다. 제 2 절삭날(28A, 28B)은 절삭 단부(21)의 주변부에 제공되는 돌출부(30A, 30B)와 경사면(25A, 25B) 사이의 교차선을 따라 형성된다. 돌출부(30A, 30B)는 절삭 단부의 최대 직경과 일치하며 단부(21)의 직경보다 축방향에서 더 짧으며, 이 돌출부의 축방향 크기는 1 ~ 7 mm 이다. 돌출부는, 구멍의 편차가 감소되도록 드릴링 동안 절삭력에 대한 지지부로서 작용한다. 돌출부(30A, 30B)는 대안적으로 드릴링 동안 토크를 줄이기 위해 리세스에 의해 원주방향으로 분할되거나 또는 한정될 수 있다. 절삭 단부는, F방향에서 필수적인 이송분력(feed force)이 감소될 수 있도록 드릴의 압흔에 대한 저항성을 감소시키도록 의도되어 비교적 중심으로 제공된 절결부(cut-in portion)를 포함한다. 절결부는 여러방법으로 수행될 수 있다.

각각의 칩 채널(13A, 13B)은 입구(29A, 29B)를 구비한다. 입구(29A, 29B)는 팁이 드릴 공구의 이송방향(F)을 향하고 면은 중심선(CL)과 평행한 원통형인 원뿔형의 축방향 단면을 갖는다. 팁은 절삭 단부(21)로부터 유동하는 칩의 저항성을 감소시킨다. 칩 채널(13A, 13B)은 결과적으로 실질적으로 밀폐되며, 즉, 칩 채널은 적어도 섕크(22)의 연장부를 따라 반경방향 외향으로 개방되지 않는다. 플러싱 채널(12A, 12B)의 오리피스는, 드릴의 이송방향(F)에 대해 칩 채널(13A, 13B)의 입구 정면에 축방향으로 제공된다. 각각의 채널(12A, 12B, 13A, 13B)은 중심선(CL)에 평행하게 연장한다.

섕크(22)는 보어 벽의 자국과 에너지 소비를 줄이기 위해 원통형이며 절삭 단부(21)의 외경보다 조금 작은 외경을 갖고 있다. 섕크(22)의 재킷면(31)은 바람직하게 중심선(CL)과 실질적으로 평행하다.

고정부(23)의 재킷면(32)은 원통형이며 바람직하게 중심선(CL)과 실질적으로 평행하다. 그 외경은 바람직하게 절삭 단부(21)의 외경과 실질적으로 동일하다. 고정부는 종래의 방법으로 나사(54), 또는 이와 유사한 단부에 의해 홀더(50)에 결합되는 평면(33)을 포함한다. 2개의 리세스(34A, 34B)가 축방향으로 평면(33) 위에 있는 고정부의 타단부(35)에서 반경방향 외향으로 칩 채널(13A, 13B)을 개방시킨다. 리세스(34A, 34B)는 홀더(50)내의 대응하는, 가장 바람직하게는 비스듬하게 후방으로 향하는, 개구(51A, 51B)를 통해 칩과 플러시 매체를 방출한다. 그러나, 외피면(32)이 드릴 중 안정성을 얻기위해 리세스(34A, 34B) 사이의 단부면(35)에서 최대한도로 유지된다. 홀더(50)는 중앙의 입구 채널(52)을 구비하며, 이 입구 채널은 플러싱 채널(12A, 12B)과 대략 유사한 크기의 중간 채널(53)을 통해 유체를 플러싱 채널로 공급한다. 드릴(20)의 섕크부는 홀더내의 원통형 리세스(55)에 삽입된다. 리세스(55)는, 플러싱 채널이 중간 채널(53)과 중심을 맞추도록 드릴의 단부면이 인접하는 바닥부를 갖는다.

결과적으로, 드릴의 모든 부분이 동일한 재료, 예를 들어 압출된 초경 합금으로 형성되며, 팁은 드릴 작업을 위해 연마되고 그 후방 단부는 칩의 소기 작동을 위해 연마된다. 드릴은 냉각유체의 공급을 위한 2개의 작은 플러싱 채널 및 칩의 소기 작동을 위한 2개의 큰 채널을 포함한다. 강의 홀더(50)가 튜브를 지지하고 냉각수가 공급되며, 여기서 칩은 드릴 중 바깥쪽으로 밀쳐지고 내던져진다. 블랭크의 압출에 의해 칩 플루트 홈과 플러싱 채널이 완성된 조건으로 형성되며, 즉, 블랭크의 제조시 비교적 적은 양의 재료가 필요하다. 이것은 또한, 시간을 소비하는 연삭작업, 즉 칩 플루트 홈의 연삭을 회피하게 한다는 것을 의미한다. 또한, 튜브 형상의 공구에서 최대의 굽힘 및 토션 강성을 획득하는데, 이것은, 드 릴 강도에 대해 한계를 설정하는 힘이 접선 방향과 반경 방향으로 작용할 때, 솔리드 초경 합금의 드릴 공구에 있어 매우 중요하다. 칩의 내부 이송은 또한 보어 벽상의 자국을 회피하여 구멍 품질의 열화를 회피한다. 드릴 공구는 여러번 재연마될 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 청구항의 범위내에서 자유롭게 변경될 수도 있다. 적어도 절삭 단부(21)는 예를 들어 TiAlN, Al₂O_3,TiN 및/또는 TiCN 의 1이상의 피복물질로 피복될 수 있다.

본 발명에 의하여, 큰 칩 공간을 갖는 효과적인 드릴 공구가 제공되며, 칩이 기계 가공되는 보어 벽에 세부적인 자국을 내지 않는 드릴 공구를 제공하여, 구멍 품질의 열화를 회피한다. 또한, 드릴 공구 및 블랭크를 간단하게 제조할 수 있으며, 마모 후 재연마될 가능성이 큰 드릴 공구를 제공할 수도 있다.

Claims

절삭 단부(21), 섕크(22) 및 고정부(23)를 포함하는 칩 제거 기계 가공용 드릴로서, 상기 절삭 단부(21)는 1이상의 절삭날(26A, 26B)을 포함하며, 상기 드릴(20)은 1이상의 칩 채널(13A, 13B) 을 갖고, 상기 칩 채널(13A, 13B)은 섕크(22)의 연장부를 따라 반경방향 외향으로 밀폐되어 있는 칩 제거 기계 가공용 드릴에 있어서,

상기 드릴(20)은 1이상의 플러싱 채널(12A, 12B)을 포함하고, 상기 드릴(20)의 모든 부분이 동일한 재료로 형성되고, 상기 드릴(20)은 초경 합금으로 형성되며, 상기 칩 채널(13A, 13B)은 최대 0.5 ㎛인 표면 거칠기(R_a)를 갖는 것을 특징으로 하는 드릴.
제 1 항에 있어서, 드릴(20)은 1이상의 플러싱 채널(12A, 12B) 및 1이상의 칩 채널(13A, 13B)을 구비하며, 각각의 채널(12A, 12B, 13A, 13B)은 중심선(CL)에 평행하게 연장하는 것을 특징으로 하는 드릴.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 플러싱 채널(12A, 12B)은, 드릴과 일체로 되는 필러(14)의 내부에 형성되고, 필러는 실질적으로 전체 드릴(20)을 따라 연장하는 것을 특징으로 하는 드릴.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 플러싱 채널(12A, 12B)의 오리피스가 드릴의 이송방향(F)에 대하여 축방향으로 칩 채널(13A, 13B)의 입구 전방에 제공되며, 칩 채널(13A, 13B)로 부터 칩 및 플러싱 매체를 배출하기 위해 고정부(23)에 1이상의 리세스(34A, 34B)가 제공되는 것을 특징으로 하는 드릴.
제 1 항에 따른 유형의 드릴용 블랭크로서, 상기 블랭크(10)는 완성된 드릴에서 1이상의 칩 채널(13A, 13B)을 형성하는 종방향의 관통 공간을 가지며, 상기 공간은 상기 칩 채널(13A, 13B)이 블랭크(10)의 연장부를 따라 반경방향 외향으로 밀폐되도록 형성되어 있는 블랭크에 있어서,

상기 블랭크는 완성된 드릴에서 1이상의 플러싱 채널(12A, 12B)을 형성하는 종방향의 관통 공간을 가지며, 블랭크(10)의 모든 부분이 동일한 재료로 형성되고, 상기 블랭크(10)는 초경 합금으로 형성되며, 상기 칩 채널(13A, 13B)을 형성하는 공간은 최대 0.5 ㎛인 표면 거칠기(R_a)를 갖는 것을 특징으로 하는 드릴용 블랭크.
제 5 항에 있어서, 블랭크는 직선 원통형의 기다란 기본 형상을 갖는 튜브(11)로 제조되고 그 전체 길이를 따라 동일한 단면을 가지며, 각각의 공간은 중심선(CL)에 평행하게 연장하는 것을 특징으로 하는 드릴용 블랭크.
제 6 항에 있어서, 상기 튜브(11)는 블랭크를 따라 완전히 연장하는 내부의 일체로 된 필러(14)를 포함하며, 상기 필러(14)는 튜브의 내부 공간을 2개의 실질적으로 동일한 큰 부분으로 분할하고, 블랭크는 완성된 드릴에서 2개의 플러싱 채널(12A, 12B) 및 2개의 칩 채널(13A, 13B)을 형성하는 4개의 공간을 갖는 것을 특징으로 하는 드릴용 블랭크.
제 7 항에 있어서, 플러싱 채널(12A, 12B)을 형성하는 공간은 필러(14)의 내부에 형성되며, 필러(14)는 블랭크의 중심선(CL)의 양측에 대칭적으로 형성되고 칩 채널(13A, 13B)을 형성하는 공간을 한정하는 것을 특징으로 하는 드릴용 블랭크.
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