KR101528936B1 - 드릴 본체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두 개의 절삭날을 포함하는 전방 헤드 (4) 를 갖는 칩 제거 기계가공용 드릴 본체에 관한 것으로, 각각의 절삭날은 두 개의 부분날 (9, 10) 을 포함하며, 제 1 부분날은 전방 치즐 에지 (29) 를 갖는 중앙 선단부에 포함되고, 제 2 부분날은 외주 끝 지점 (11) 과 제 2 부분날이 제 1 부분날에 이어지는 반경방향 내측 끝 지점 (12) 사이에 뻗어있다. 주 여유면 (13) 에, 슈트 바닥부 (17) 에서 서로 만나는 두 개의 부분면 (13a, 13b) 이 포함된다. 본 발명에 따르면, 드릴 본체는 주 여유면 (13) 의 두 개의 부분면 (13a, 13b) 사이의 제 1 슈트 바닥부 (17) 뿐만 아니라, 제 1 슈트 바닥부 (17) 의 연장부에 뻗어있고 제 2 여유면 (15) 에 포함되는 제 2 부분면 (15a, 15b) 으로 분리시키는 제 2 슈트 바닥부 (30) 를 포함한다.

Description

드릴 본체{DRILL BODY}

본 발명은 회전 대칭형인 외피면 및 전방 및 후방 단부, 전방 단부에 형성된 헤드, 개별 절삭날 및 주 여유면을 포함하는 종류의 칩 제거 기계가공용 드릴 본체에 관한 것이며, 전방 단부 및 후방 단부 사이에는 중심 축선이 뻗어있고 드릴 본체는 미리 정해진 회전 방향으로 이 축선을 중심으로 회전 가능하며, 헤드는 두 개의 절삭날을 포함하며, 각각의 절삭날은 두 개의 부분날을 포함하며 제 1 부분날은 중심 축선을 따라 위치된 전방 끝 부분을 갖는 중앙 선단부에 포함되고, 제 2 부분날은 외피면을 따라 위치된 외주 끝 지점과 제 2 부분날이 제 1 부분날에 이어지는 반경방향 내측 끝 지점 사이에 뻗어있고, 두 개의 제 1 부분날은 축선방향 전방 방향으로 양의 노우즈 각 (nose angle) 으로 모이며, 두 개의 다른 부분날은 동일한 방향으로 음의 각으로 발산하고, 개별 절삭날은 한편으로, 외피면에 카운터싱킹된 칩 홈에 인접한 칩 표면과, 다른 한편으로는 회전 방향으로 주 여유면 뒤쪽에 위치된 제 2 여유면에 이어지는 주 여유면 사이에서 범위가 한정되며, 이 외에도 개별 주 여유면은 서로 둔각을 형성하는 두 개의 부분면을 포함하며, 이들 두 부분면은 회전 방향으로 볼 때 외주 부분날의 내측 끝 지점으로부터 회전 방향 후방으로 나 있는 슈트 바닥부 (chute bottom) 에서 서로 만난다.

본 발명이 더 상세하게 설명되기 전에, "드릴 본체" 라는 개념은 넓은 의미로 해석되어야 한다는 것을 말해 둔다. 따라서, 본 발명에 따른 드릴 본체는 초경합금, 고속도 강 등과 같은 상이한 재료의 솔리드 드릴의 형태뿐만 아니라, 소위 루즈 탑 (loose-top), 즉 예컨대, 더 긴 생크의 전방 단부에 분리 가능하게 장착되는 비교적 짧은 초경합금 본체의 형태로도 실현될 수 있다. 또한, 드릴 본체는, 예컨대 납땜에 의해 다른 본체와 반 영구적으로 결합될 수 있다. 해당 드릴 본체의 종류는 주로 예컨대 강, 주철, 알루미늄, 티타늄 등과 같은 금속의 드릴링, 예컨대 단공 드릴링에 사용된다. 이러한 재료는 이들의 야금학적, 화학적 및 기계적 특성, 열 처리, 첨가제, 개재물, 표면 쉘 등과 같은, 보통 모든 형태의 칩 제거 또는 드릴링을 포함하는 절삭 기계가공과 관련하여 가장 다양한 문제 및 어려움을 발생시키는 많은 상이한 요인에 따라 상이한 기계가공성을 갖는다. 예컨대, 낮은 실리콘 함량 (≤ 11%) 을 갖는 알루미늄은 절삭날에 또한 그 주위에 달라붙는 경향이 있고 그 절삭날에 해로운 루즈 에지 (loose-edge) 의 형성을 발생시킨다.

특히 알루미늄의 기계가공을 위한 구식의 드릴 본체가 WO 01/91960 A1 에 기재되어 있다. 하지만, 이러한 경우 드릴 헤드의 선단부는 대단히 예리하고, 한편 그의 양의 노우즈 각은 대략 90°로 제한되며, 다른 한편, 그의 베이스 폭은 드릴 본체의 직경의 단지 대략 1/3 의 크기이다. 또한, 선단부는 비교적 서로 가까이 위치된 두 개의 정면 연삭 표면 사이에 범위가 한정되어 있어 상당히 얇다. 이 결과 가능한 냉각액 덕트의 개구부는 선단부 옆에 위치되어야 하고, 따라서 냉각액은 적어도 선단부의 전방부를 냉각 및 윤활시키는데 어려움을 갖는다. 다시 말하면, 드릴 본체 상의 루즈 에지 형성은 문제가 될 수 있다.

처음에 언급된 종류의 더 발전된 드릴 본체가 WO 2007/015095 A1 에 더 알려져 있다. 이러한 경우, 선단부는 WO 01/91960 A1 에 따른 드릴 본체의 선단부보다 더 큰 노우즈 각 (바람직하게는 130°) 뿐만 아니라 상당히 더 넓은 베이스 (직경의 50 ~ 90 %) 를 갖는다. 이리하여, 가능한 냉각액 덕트의 개구부는 중심 축선에 비교적 더 가깝게, 즉 외주보다 중심 축선에 더 가깝게 위치될 수 있다. 이러한 이유로, 윤활 및 냉각액은 루즈 에지의 형성을 억제하면서 더 효율적인 방식으로 선단부의 두 부분날에 뿌려지게 될 수 있다. 하지만, 이러한 더 발전된 드릴 본체의 단점은, 음의 각을 갖는 개별 외주 부분날은 접선 방향 신장이 주 여유면의 폭에 의해 제한되는 재료부에 형성될 뿐만 아니라, 매우 작은 반경 방향 신장을 갖는다라는 것인데, 상기 재료부는 제 2 여유면에 대한 주 여유면의 경계선까지만 형성되어 있고, 제 2 여유면을 따르지 않기 때문이다. 이는 외주 부분날이 포함되는 재료부는 작아질 것이고 상당히 약해질 것이라는 것을 의미한다. 드릴 본체의 직경이 작고 (예컨대, 5 ~ 10 ㎜ 내) 주 여유면은 10 분의 수 ㎜ 의 폭을 갖기 때문에, 해당 재료부는 구멍 생성과 관련하여서뿐만 아니라 상이한 상황에서의 드릴 본체의 취급과 관련하여서도 쉽게 손상을 입거나 또는 완전히 파손될 수 있다.

본 발명의 목적은 WO 2007/015095 A1 에 알려진 드릴 본체의 단점을 제거하고 개선된 드릴 본체를 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명의 주 목적은 음의 각을 갖는 외주 부분날이 드릴 본체에 최적의 사용 수명을 주도록 강하고, 성가신 루즈 에지의 형성을 일으키지 않으면서, 알루미늄, 특히 낮은 실리콘 함량을 갖는 연질 알루미늄의 기계가공에 특히 적합한 드릴 본체를 제공하는 것이다. 추가적인 목적은 보통의 절삭력으로 작동될 수 있고 기계가공되는 작업물에 대한 진입과 관련하여 신뢰할 수 있는 방식으로 중심 맞춤되는 드릴 본체를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 축선방향 절삭력뿐만 아니라 반경방향 절삭력을 줄이고 또한 칩 잼잉 (jamming) 및 버 형성의 위험을 최소화하는 드릴 본체를 제공하는 것이다. 다시 말하면, 공구가 너무 큰 정도로 반경방향 밖으로 가압되지 않으면서 드릴 본체를 기계가공되는 작업물 안으로 부드럽게 이송하는 것이 가능해야 한다.

본 발명에 따르면, 적어도 주 목적은 청구항 1 의 특징부에 규정된 구성에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 드릴 본체의 바람직한 실시형태는 종속 청구항에서 더 규정되어 있다.

도면에 나타낸 실시형태에서, 본 발명에 따른 드릴 본체는 트위스트 드릴의 형태로 실현되었으며, 이는 이후에 간단하게 단지 "드릴" 이라고 부르며, 전방 및 후방 단부 (1, 2) 를 포함하며 이들 단부 사이에는 중심 축선 (C) 이 뻗어있고 드릴은 미리 정해진 회전 방향 (R) 으로 이 축선을 중심으로 회전 가능하다. 회전 대칭형인 외피면 (3) 이 중심 축선 (C) 과 동심이다. 드릴의 길이의 대부분을 따라, 외피면 (3) 은 원통형이지만, 전방에서 약간 원뿔형의 전방 발산 구역으로 변하게되며, 이 구역은 육안으로 인지할 수 없다. 이 전방 구역의 직경 원추도 (conicity) 는 0.06/100 ㎜ 정도로 작을 수 있다. 전방 단부 (1) 에서, 드릴에는 헤드 (4) 가 형성되고, 이 헤드는 두 개의 동일한 절삭날 (5) 을 포함한다. 회전 방향으로 볼 때, 각각의 절삭날 앞에는, 칩 홈 (6) 이 형성되고, 이러한 경우 칩 홈은 목적에 적절한, 소정의 피치를 갖는 나선체 (spiral) 또는 나선형 (helicoidal) 이다. 나타낸 바람직한 실시형태에서, 각각의 절삭날은 전방 드릴 헤드 (4) 에 유체, 특히 액체를 공급하기 위해, 더 정확하게는 칩이 제거되는 재료뿐만 아니라 전방 드릴 헤드를 윤활시키고 냉각시키기 위해, 또한 칩 배출에 기여하기 위해 내부 덕트 (7) 와 협력한다. 도 1 에서 명백하게 보이듯이, 덕트 (7) 는 회전 방향 (R) 으로 볼 때 개별 절삭날 뒤쪽 영역에서 개구된다. 칩 홈이 없는 드릴의 후방부는 드릴을 회전시킬 수 있는 기계에 고정되는 고정부를 형성한다.

도 4 및 도 5 에서, NP 는 기하학적인 직교면을 나타내며, 이는 중심 축선 (C) 에 대해 수직으로 뻗어있고 중심 축선을 따라 임의의 지점에 위치될 수 있다. 또한, SP1 및 SP2 (도 3 및 도 8 참조) 는 두 개의 대칭면을 나타내며, 이들은 직각으로, 더 정확하게는 중심 축선 (C) 을 따라 서로 교차한다. 그러므로, 직교면 (NP) 은 각각의 대칭면과 90°의 각을 형성한다. 개별 대칭면은 드릴 헤드 (4) 를 두 개의 거울 대칭형 절반부, 즉 비록 서로에 대하여 거울 반전 (mirror-inverted) 관계이지만 동일한 두 개의 절반부로 나눈다.

헤드 (4) 에서, 중앙에 위치된 선단부 (8) 가 포함되고, 이 선단부의 노우즈 각 (도 5 참조) 은 둔각이며 α 로 나타내었다. 각각의 개별 절삭날 (5) 은 두 개의 부분날을 포함하며, 그 중 제 1 부분날 (9) 은 중앙 선단부 (8) 에 포함되고 제 2 부분날 (10) 은 외피면 (3) 을 따라 위치된 외주 끝 지점 (11) 과 반경방향 내측 끝 지점 (12) 사이에 뻗어 있으며, 이 반경방향 내측 끝 지점에서 제 2 부분날이 제 1 부분날 (9) 에 이어져 있다. 두 개의 제 1 부분날 (9) 은 축선방향 전방으로 모여 양의 각으로 설명될 수 있는 노우즈 각 (α) 을 규정하게 된다. 하지만, 외주에 있는 두 개의 제 2 부분날 (10) 은 음의 발산각 (β) 을 형성하면서 발산되어 있다 (도 5 참조). 개별 절삭날 (5) 은 주 여유면 (13) 과 적어도 하나의 칩 표면 사이로 범위가 한정되고, 칩 표면은 이러한 경우 절삭날에 연결되는 칩 홈 (6) 의 범위를 한정하는 표면 (14) 의 일부이다. 도 3 에서 보는바와 같이, 주 여유면 (13) 은 경계선 (16) 을 통하여 제 2 여유면 (15) 에 이어져 있다. 두 개의 외주 부분날 (10) 사이에 음의 발산각 (β) 을 제공하기 위해, 각각의 주 여유면 (13) 은 두 개의 부분면 (13a, 13b) 으로 분할되어 있으며, 이들 부분면은 서로 둔각을 형성하며, 회전 방향으로 볼 때 끝 지점 (12) 의 후방에 있는 슈트 바닥부 (17) 에서 서로 만나게 된다. 나타낸 실시예에서, 슈트 바닥부 (17) 는 부분면 (13a, 13b) 을 정면 연삭함으로써 형성되는 곧은 경계선의 형태이다. 개별 유체 덕트 (7) 가 주 여유면 (13) 뒤쪽 영역에서 개구되어 있다는 것을 또한 주목해야한다.

드릴 본체의 길이 연장부에서 나선형으로 나 있는 각각의 칩 홈 (6) 은 단면이 오목한 아치형으로 된 표면 (14) 에 의해 범위가 한정된다 (절삭날의 칩 표면은 이러한 경우 이 표면에 포함된다). 도 2 및 도 3 에 보이는 것과 같이, 범위 한정 표면 (14) 은 외주 에지 선 (19, 20) 사이에서 타원형 곡선을 따라 형성되어있고, 드릴의 회전 동안 외주 에지 선 (19) 은 외주 에지선 (20) 을 앞서게 된다. 절삭날 (5) 에 연결되는 에지 선 또는 경계선 (20) (도 2 참조) 은 가장자리 또는 안내 랜드 (land) (21) 에 포함되는데, 이 랜드는 오목한 구멍에 드릴을 안내하기 위한 목적뿐만 아니라, 발생되는 구멍 벽을 고르게 하기 위한 목적을 가지고 있다. 각각의 가장자리 (21) 뒤에서, 외피면 (3) 은 소위 여유면을 형성하고, 이 여유면의 직경은 가장자리의 직경보다 더 작다.

상기에 언급되었듯이, 알려진 드릴은 외주의, 음의 각을 갖는 부분날이 쉽게 손상될 수 있는 소형의 재료부에 포함된다는 악화성 단점에 의해 약하게 된다.

알려진 드릴과 대조적으로, 본 발명에 따른 드릴은 주 여유면 (13) 의 두 개의 부분면 (13a, 13b) 사이의 제 1 슈트 바닥부 (17) 뿐만 아니라, 제 1 슈트 바닥부의 연장부에 있는 제 2 슈트 바닥부 (30) (도 2 및 도 3 참조) 를 포함하는데, 이 제 2 슈트 바닥부는 제 2 여유면에 포함되는 두 개의 제 2 부분면 (15a, 15b) 을 분리시킨다. 또한 두 개의 부분면 (15a, 15b) 은 유리하게는 슈트 바닥부 (30) 를 형성하는 곧은 전환선을 따라 서로 만나는 연삭 평면의 형태이다.

각각의 칩 홈 (6) 의 축선방향 전방 단부에 인접하여, 소위 웨브 씨닝 (web thinning) (22) 이 도 8 에 나타낸 것과 같이, 네 개의 경계선 (23, 24, 25 및 26) 으로 둘러싸인 연삭된 원형의 오목한 아치형 표면의 형태로 형성되어 있고, 경계선 (26) 은 표면 (14 및 22) 사이의 경계를 형성한다. 또한, 선 (25) 은 표면 (22) 과 적절하게 평면인 표면 (27) 사이의 경계를 형성하며, 이 표면 (27) 은 드릴 헤드의 제 2 여유면 (15) 과 칩 홈 (6) 의 범위를 한정하는 표면 (14) 사이의 천이면으로서 역할한다. 이러한 경우, 표면 (27) 이 또한 정면 연삭되기 때문에 표면 (15 및 27) 사이의 경계선 (28) 은 직선이다. 약간 휘어진 선 (23) 은 표면 (22) 과 두 개의 절삭날 중 하나의 주 여유면 (13) 사이의 경계를 형성한다. 마지막으로, 더 좁은 곡선 (24) 은 표면 (22) 과 제 2 절삭날 뒤의 제 2 여유면 사이의 경계를 형성한다. 경계선 (25 및 26) 은 지점 (P) 에서 모인다.

나타낸 바람직한 실시형태에서, 제 2 슈트 바닥부 (30) 는 제 1 슈트 바닥부 (17) 와 경계선 (28) 이 외주에서 끝나는 지점 (31) 사이에 나 있다. 이러한 경우 천이면 (27) 뿐만 아니라 부분면 (15b) 도 평면이기 때문에, 경계선 (28) 은 직선이 된다. 이렇게 해서, 부분면 (15b) 은 일반적으로 삼각형 형상을 얻게 되며, 이 삼각형에서 경계선 (28) 은 빗변을 형성하고 경계선 (16, 30) 은 카테터를 형성한다. 부분면 (15a) 은 외피면 (3) 을 따르는 원호형 경계선 (32) 뿐만 아니라 두 개의 직선 경계선 (16, 30) 에 의해 범위가 한정된다. 따라서, 부분면 (15a) 은 끝부분이 잘린 초승달 형상을 얻는다.

도 8 에서 더 보이듯이, 두 개의 제 2 여유면 (15) 은, 대칭면 (SP1) 에 대하여 각 (γ) 으로 뻗어있는 전환선 (29) 을 따라 서로 만난다. 전환선의 두 개의 반대편 끝 지점에서, 라인 (29) 은 두 개의 주 여유면 (13) 에 대한 경계를 형성하는 경계선 (23) 에 이어져 있다. 실제로, 전환선 (29) 은 드릴 헤드의 축선방향 최전방 요소를 형성하는, 소위 치즐 에지 (chisel edge) 를 형성하는데, 이 치즐 에지는 드릴이 기계가공되는 작업물에 들어갈 때 그 드릴을 중심 맞춤시킬뿐만 아니라, 또한 작기 때문에, 반경방향 절삭력뿐만 아니라 축선방향 절삭력을 줄이는데 기여한다.

도 5 에서, D 는 드릴의 직경을 나타내고, E 는 선단부 (8) 의 폭 또는 직경을 나타낸다. 나타낸 바람직한 실시형태에서, E 는 D 의 56 % 이다. 이는, 수직 투영도에서 볼 때, 개별적인 외주 부분날 (10) 의 길이 (F) 가 D 의 22 % 임을 의미한다. 하지만, 실제 길이는 다소 더 큰데, 이는 부분날이 직교면 (NP) 에 대하여 다소 경사져 있기 때문이다. 본 발명의 범위 내에서, 베이스 폭 (E) 은 상기 언급된 값보다 크거나 작을 수 있다. 하지만, E 는 70 % 를 초과하면 안되지만, 또한 50 % 미만이 되어서도 안된다. 한편, E 는 실제로 D 의 67.5 % 미만, 적절하게는 65 % 미만이지만, 다른 한편 52.5 % 초과, 적절하게는 55 % 를 초과해야 한다. F 는 적어도 D 의 15 % 이고 최대 25 % 이다.

또한, 실시예에서, 양의 노우즈 각 (α) 은 140°이고, 개별 부분날 (9) 은 직교면 (NP) 과 20° 인 각 (ε) 을 형성하게 한다. 또한 이러한 각은 본 발명의 범위 내에서 변할 수 있다. 하지만, α 는 적어도 120° 그리고 최대 160° 이어야 한다. 유리하게는, 각 α 은 125°~ 150°, 적절하게는 130°~ 145°내의 범위이다.

실시형태에서, 음의 발산각 (β) 은 200°이고, 따라서 각각의 외주 부분날 (10) 은 직교면 (NP) 에 대하여 10°인 각 (δ) 으로 경사져 있다. 또한 β 는 200°에서 벗어날 수 있지만, 적어도 190° 그리고 최대 210°이어야 한다. 실제로, β 는 적어도 192.5°, 바람직하게는 적어도 195°이지만, 207.5°, 적절하게는 205°를 초과하지 않는다.

α 가 140°그리고 β 가 200°일 때, 한 쌍의 부분날 (9, 10) 은 서로 150° 인 둔각 (χ) 을 형성한다. 또한 χ 는 예컨대 140°~ 160°, 적절하게는 145°~ 155°내에서 변할 수 있다.

각 (δ) 을 5°~ 15°로 제한하고 동시에 선단부 (8) 의 베이스 폭 (E) 을 최대 D 의 70 % 로 제한함으로써, 이에 의해 F 는 D 의 적어도 15 % 가 되고, 동시에 주 여유면의 외주 부분면 (13a) 의 연장부에 외주 부분 표면 (15a) 이 있기 때문에 개별적인 외주 부분날 (10) 은 그의 여유 측에서 충분한 양의 재료 (예컨대 초경합금) 가 뒤따르고, 또한 넓고 강한 음의 절삭 외주 부분날이 얻어진다. 이러한 외주 부분날 (10) 의 강도는, WO 2007/015095 A1 에 따른 드릴의 대응하는 부분날과 비교하여 드릴의 작업과 관련하여 증가된 사용 수명뿐만 아니라, 예컨대 교환, 재연삭, 보관 등의 취급과 관련한 손상 위험의 감소로 나타난다.

도 7 에서 보는바와 같이 (또한 도 3 의 단면 Ⅶ-Ⅶ 참조), 제 2 여유면 (15) 의 여유각 (η) 은 주 여유면 (13) 의 여유각 (ζ) 보다 더 크다. 따라 서, 실시예에서, η 은 대략 17°이고 ζ 은 대략 6°이다. 또한 이들 각은 제한된 범위에서 개별적으로 변할 수 있다. 또한, 실시예에서, 경사각 (σ) 은 대략 23°이고, 이에따라 절삭날 각 (τ) 은 대략 61°가 된다. 이러한 절삭날 각 (τ) 은 각 (σ, ζ) 이 각각 감소함에 따라 증가하고, 그 역도 가능하다. 실제로, τ 는 55°~ 65°, 적절하게는 58°~ 63°의 범위 내이어야 한다.

본 발명에 따른 드릴에서, 제 2 여유면 (15) (도 3 참조) 은 주 여유면 (13) 의 면적보다 상당히 더 큰 면적을 갖는다. 따라서, 여유면 (15) 의 면적은 주 여유면 (13) 의 면적보다 적어도 세 배 더 클 수 있고, 제 2 여유면 (15) 의 슈트 바닥부 (30) 는 주 여유면 (13) 의 슈트 바닥부 (17) 보다 적어도 네 배 더 길다. 실시예에서, 슈트 바닥부 (30) 는 슈트 바닥부 (17) 보다 대략 6 배 더 길다.

또한, 개별 유체 덕트 (7) 는 제 2 여유면 (15) 의 슈트 바닥부 (30) 를 따라 위치된 지점에서 개구된다는 것을 주목해야 한다. 나타낸 바람직한 실시형태에서, 덕트 개구는 슈트 바닥부 (30) 의 두 반대편 단부 사이의 대략 중간에 위치된다. 또한, 덕트 (7) 의 단면의 대부분은 드릴의 중심에 가장 가깝게 위치되는 부분면 (15b) 과 교차한다는 것을 주목해야 한다. 따라서, 냉각액은 부분면 (15b) 을 따라 안쪽 방향으로 효율적으로 뿌려질 수 있으며, 예컨대 기계가공된 구멍의 바닥부로부터 방해받지 않으면서 선단부의 중앙부에 도달할 수 있다.

다시 도 8 을 참조하면, 선단부 (8) 의 최전방 부분을 형성하는 치즐 에지 (29) 는 각 (γ) 으로 경사져 있고, 이 각은 이러한 경우 약 45° 이다. 치즐 에지의 폭 (W) 은, 이러한 경우 웨브 씨닝 (22) 이 대칭면 (SP1) 의 바로 근방에서 연삭된 결과 최소이다. 실제로, 치즐 에지 (29) 는 유리하게는 드릴의 직경 (D) 의 1 % 미만의 길이를 가질 수 있다. 절대치로, W 는 드릴의 직경에 따라 0.05 ~ 0.3 ㎜ 의 범위 내일 수 있다. 이와 관련하여, 여유면 (13, 15) 사이의 경계선 (16) 은 회전 방향으로 볼 때 대칭면 (SP1) 의 앞에 위치된다.

웨브 씨닝 (22) 의 연삭 덕분에, 선단부 (8) 에 포함되는 부분날 (9) 은 두 개의 보조 아치형 절삭날 부분으로 나뉘어지고, 이들 절삭날 부분은 지점 (33) 에서 서로 만나고 (도 3 및 도 8 참조), 한편으로, 지점 (12 및 33) 사이에 뻗어있는 아치형 부분날 (9) 의 절삭날 선의 일부이고, 다른 한편으로는 칩 제거가 이루어지는 절삭날 선을 또한 형성하는 아치형 경계선 (23) 이다. 따라서, 회전 방향으로 볼 때 절삭날 선 (23) 앞에 있는 웨브 씨닝 표면 (22) 의 부분은 오목한 칩 표면을 형성하고, 이 칩 표면은 주 여유면의 부분면 (13b) 의 연결부와 함께 절삭날을 형성한다. 이렇게 해서 선단부 (8) 의 부분날 (9) 이 지점 (33) 에서 꺽여 휘어진 절삭날 부분 (23) 으로 됨으로써, 기계가공되는 작업물 안으로 선단부가 들어갈 때 발생되는 초기 칩은 웨브 씨닝 (22) 으로 향하게 되고 반경방향이 아닌 축선방향으로 이동하게 될 것이다. 다시 말하면, 이미 초기 칩은 드릴 헤드의 축선방향 뒤쪽에 위치된 칩 홈 (6) 안으로 부드럽게 안내된다. 게다가, 전체 칩은 파괴점 (33) 에서 약해지거나 또는 심지어 부서질 수도 있는데, 이리하여 줄어든 칩 크기의 결과 추가적으로 칩 배출이 개선된다. 게다가, 치즐 에지가 작기 때문에 루즈 에지의 형성뿐만 아니라 축선방향 절삭력 및 반경방향 절삭력의 합력이 제한된다.

음의 절삭 외주 부분날이 존재하기 때문에, 알려진 드릴의 유리한 기능이 유지되어 칩의 외주 부분은 구멍 벽 쪽으로 외측으로 가지 않고 내측 방향으로 밀리게 되며 외주 부분날은 강해지고 드릴의 사용 수명을 길게 해 주고, 게다가 드릴의 취급시 손상의 위험이 최소화된다. 이 외에도, 무엇보다도, 전방 치즐 에지를 둘러싸는 선단부의 일부분에 효율적으로 액체가 뿌려지는 것 덕분에, 특히 연 알루미늄의 기계가공 동안 성가신 루즈 에지의 형성이 억제된다. 특히, 한편으로, 오목한 아치형의 칩 홈이 개별 절삭날에 아치 형상을 주고, 다른 한편으로는, 드릴의 중심 근방의 웨브 씨닝으로 인해 절삭날에 치즐 에지의 바로 근방에서 추가적인 아치형 부분이 존재하기 때문에, 본 발명에 따른 드릴은 상당히 개선된 칩 안내를 준다.

본 발명에 따른 드릴은 갖가지 금속 외에도, 상이한 종류의 복합 재료의 드릴링에 또한 사용될 수 있다. 하지만, 본 드릴은 목재, 콘크리트 등, 즉 칩이 소성화로 제거될 수 없는 재료의 드릴링에는 의도된 것이 아니거나 적당하지 않다. 서두에 언급한 것과 같이, 해당 드릴 또는 드릴 본체는 초경합금, 고속도 강과 같은 상이한 재료로 제조될 수 있고, 솔리드 드릴, 루즈 탑 등과 같은 상이한 제품의 형태로 실현될 수 있다. 또한, 절삭날들이 전술한 대칭형 드릴의 두 절삭날과 동일한 방식으로 대칭적으로 위치된다면 드릴 본체에는 상기 절삭날들이 세 개 이상 만들어질 수 있다. 중요한 점은 해당 드릴 본체에는 상기 설명된 기하학적 설계를 갖는 헤드 또는 전방부가 형성된다는 것이다. 비록 대표적인 바람직한 실시형태의 드릴 본체에는 유체 덕트가 형성되지만, 드릴 본체는 이러한 덕트 없이 도 실현될 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 드릴 본체의 부분 분해 사시도이다.

도 2 는 드릴 본체에 포함되는 헤드의 외형을 나타내는 확대된 부분 사시도이다.

도 3 은 동일한 헤드의 단부도 (end view) 이다.

도 4 는 도 3 의 부분 측면도이다.

도 5 는 드릴 헤드의 기하학적 데이타 중 일부를 나타내는 단순화한 실루엣 도면이다.

도 6 은 도 3 의 Ⅵ-Ⅵ 을 따라 취한 부분 측면도이다.

도 7 은 도 3 의 Ⅶ-Ⅶ 을 따라 취한 단면도이다.

도 8 은 드릴 헤드의 중앙부의 설계를 나타내는 매우 확대된 상세 단부도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 전방 단부 4 : 헤드

6 : 칩 홈 7 : 내부 덕트

8 : 선단부 9 : 제 1 부분날

10 : 제 2 부분날 11 : 외주 끝 지점

12 : 내측 끝 지점 13 : 주 여유면

16 : 경계선 17 : 제 1 슈트 바닥부

30 : 제 2 슈트 바닥부

Claims (4)

1. 칩 제거 기계가공용 드릴 본체로서,

   회전 대칭형인 외피면 (3) 및 전방 및 후방 단부 (1, 2), 전방 단부에 형성된 헤드 (4), 절삭날 (5), 주 여유면 (13) 을 포함하고,

   전방 및 후방 단부 (1, 2) 사이에는 중심 축선 (C) 이 뻗어있고, 드릴 본체는 미리 정해진 회전 방향 (R) 으로 이 축선을 중심으로 회전 가능하며,

   상기 헤드 (4) 는 두 개의 절삭날 (5) 을 포함하며, 각각의 절삭날은 제 1 부분날 (9) 및 제 2 부분날 (10) 을 포함하며, 제 1 부분날 (9) 은 중심 축선을 따라 위치된 전방 끝 부분 (29) 을 갖는 중앙 선단부 (8) 에 포함되고, 제 2 부분날 (10) 은 외피면 (3) 을 따라 위치된 외주 끝 지점 (11) 과 제 2 부분날 (10) 이 제 1 부분날 (9) 에 이어지는 반경방향 내측 끝 지점 (12) 사이에 뻗어있고, 두 개의 제 1 부분날 (9) 은 축선방향 전방 방향으로 양의 노우즈 각 (nose angle) (α) 으로 모이고, 두 개의 제 2 부분날 (10) 은 축선방향 전방 방향으로 음의 각 (β) 으로 발산하고,

   각각의 절삭날 (5) 은 외피면에 카운터싱킹된 칩 홈 (6) 의 칩 표면 (14) 과 회전 방향으로 주 여유면 (13) 뒤쪽에 위치된 제 2 여유면 (15) 에 이어지는 주 여유면 (13) 사이에서 범위가 한정되며,

   각각의 주 여유면 (13) 은 서로 둔각 (χ) 을 형성하는 두 개의 부분면 (13a, 13b) 을 포함하며, 이들 두 부분면은 제 2 부분날 (10) 의 내측 끝 지점 (12) 으로부터 회전 방향 후방으로 나 있는 제 1 슈트 바닥부 (17) 에서 서로 만나는 상기 드릴 본체에 있어서,

   상기 드릴 본체는 제 1 슈트 바닥부 (17) 의 연장부에서 뻗어있는 제 2 슈트 바닥부 (30) 를 포함하고, 이 제 2 슈트 바닥부는 제 2 여유면 (15) 에 포함된 두 개의 제 2 부분면 (15a, 15b) 을 분리시키고,

   상기 제 2 여유면 (15) 은 상기 주 여유면보다 더 큰 여유각을 갖고,

   상기 제 2 여유면 (15) 은 경계선 (28) 을 통해 각각의 칩 홈 (6) 까지 형성되어 있는 천이면 (27) 에 이어지고, 제 2 슈트 바닥부 (30) 는 제 1 슈트 바닥부 (17) 와 경계선 (28) 이 외피면 (3) 에서 끝나는 지점 (31) 사이에 뻗어있는 것을 특징으로 하는 칩 제거 기계가공용 드릴 본체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 드릴 본체는 각각의 제 2 슈트 바닥부 (30) 를 따라 개구되는 제 1 및 제 2 내부 유체 덕트 (7) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 제거 기계가공용 드릴 본체.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 주 여유면 (13) 의 두 개의 부분면 (13a, 13b) 및 제 2 여유면 (15) 의 두 개의 제 2 부분면 (15a, 15b) 은 평면이고, 상기 주 여유면 (13) 의 두 개의 부분면 (13a, 13b) 은 직선의 형태인 슈트 바닥부 (17) 에 의해 이격되어 있고, 제 2 여유면 (15) 의 두 개의 제 2 부분면 (15a, 15b) 은 직선의 형태인 슈트 바닥부 (30) 에 의해 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 칩 제거 기계가공용 드릴 본체.
4. 삭제

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