KR101770107B1 - 겹판 구조물용 천공드릴 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중간부에 공간부를 두고 겹판으로 된 구조물에 대구경 구멍을 천공하기 위한 드릴에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구멍을 가공함에 있어, 서로다른 직경을 가지는 다수의 드릴을 사용하지 않고 하나의 드릴을 이용하여 겹판을 연속하여 천공이 가능하게 하는 등 작업상의 편리함과 작업시간의 현격한 단축을 가져오게 하며, 또한, 구멍을 천공함에 있어, 가이드 역할이 동시에 수행되게 함으로써, 천공중 드릴이 떨리는 현상을 방지하며, 이에 따른 드릴의 손상없이 안정된 천공이 가능하게 하며, 특히 각판에 대하여 뒤집어 천공을 수행하지 않아도 됨으로 정확한 중심의 조절 및 각판에 대하여 동일한 위치해서의 천공이 가능하게 하기 위한 겹판 구조물용 천공드릴에 관한 것이다.

Description

겹판 구조물용 천공드릴{Drill for dual plate}

본 발명은 중간부에 공간부를 두고 겹판으로 된 구조물에 대구경 구멍을 천공하기 위한 드릴에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한번의 작업으로 겹판의 동시 천공이 가능하게 하며, 특히 천공 과정에서 발생되는 떨림현상으로 인한 공구의 손상을 방지하기 위한 겹판 구조물용 천공드릴에 관한 것이다.

일반적으로, 절삭공구는 주로 철계, 비철계 금속의 절삭에 이용되는 것으로서, 통상적으로 공작기계에 장착되어 피삭재를 원하는 형상으로 가공하기 위하여 절삭을 수행하는 공구이다. 통상적으로, 이러한 절삭공구는 절인(cutting edge)을 가지고 있는 절삭 인서트와, 이 절삭 인서트를 고정시켜주는 몸체로 이루어진다.

또한 절삭공구는 절삭 인서트를 몸체에 고정시키는 방법에 따라서 브레이징 타입(Brazing type)과 인덱서블 타입(Indexabletype)으로 나눌 수 있는데, 브레이징 타입은 절삭 인서트를 몸체의 일부분에 브레이징 용접하여 영구히 고정시키는 것이며, 인덱서블 타입은 몸체 구비되는 고정장치를 이용하여 절삭 인서트를 몸체에 장착 및 탈착시키는 것이다.

전술한 인덱서블 타입의 절삭공구는 절인이 수명을 다할 때 단시간에 새로운 절인으로 간단하게 교환할 수 있어서 종래의 브레이징 타입 절삭공구가 갖는 문제점, 즉 고 숙련자가 장시간 인선을 재연삭해야 하는 단점을 보완한 새로운 형태의 절삭공구로서 현재 절삭공구 전부분에 활용되고 있다.

한편, 절삭공구를 이용하여 금속을 절삭하는 방법으로는 크게 두가지를 들 수 있는데, 첫째로는 회전하는 금속제의 피가공물에 절삭공구의 절인부분을 접촉시켜서 절삭을 수행하는 것이다. 둘째로는, 절삭날을 가진 공구, 즉 절삭 인서트를 공구용 홀더를 이용하여 공작기계에 고정시킨 후, 이러한 상태 하에서 절삭공구를 회전시키면서 미리 고정된 피가공물에 접촉시켜 피가공물을 원하는 모양으로 가공하는 것이다.

드릴공구는 상기 절삭방법 중 두 번째 방법에 속하는 것으로, 공작물을 고장시킨 상태에서 드릴공구의 회전운동에 의하여 공작물을 천공(穿孔)하는 것이다.

전술한 드릴공구는 플루트(flute) 홈 및 절삭날이 하나의 재질로 이루어진 일체형 솔리드 드릴공구에서 드릴본체에 절삭 인서트를 교체하여 사용할 수 있는 인덱서블 드릴공구가 널리 사용되고 있다.

한편, 종래 인덱서블 드릴은, 주로 공작기계의 아버(arbor)에 장착되며 외주면에 플루트(flute)가 형성된 드릴 본체와, 드릴 본체의 선단부에 체결되는 인서트와, 인서트를 드릴 본체의 선단부에 체결시키는 고정스크루로 이루어진다.

그러나 상기와 같은 종래의 드릴은, 구멍을 가공함에 있어 단일 직경의 구멍의 천공만이 가능하게 구성된 것인바, 공간부를 두고 겹판을 이루는 가공물에 대구경 천공시에는 직경이 작은 드릴부터 큰 드릴을 순차적으로, 일예로 황삭, 중삭, 정삭 순으로 가공하여야 하는 등 작업상의 문제점이 있었다.

또한, 구멍을 천공함에 있어서도 그 이격되는 겹판의 특성상 연속하여 천공시 드릴에 떨림이 발생하게 되는 것인바, 이러한 떨림으로 인해 드릴이 손상되고, 가공이 불안정한 문제점이 있었다.

이에, 드릴의 손상을 방지하기 위해 일측면을 판을 가공후, 가공물을 뒤접어 타측면을 가공하는 이중 천공을 수행하게 되는데, 이는 양측에 대하여 정확한 중심을 맞추기가 곤란하여 정확한 천공이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

대한민국실용신안등록 제20-0468624호.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 구멍을 가공함에 있어, 서로다른 직경을 가지는 다수의 드릴을 사용하지 않고 하나의 드릴을 이용하여 겹판을 연속하여 천공이 가능하게 하는 등 작업상의 편리함과 작업시간의 현격한 단축을 가져오게 하기 위한 겹판 구조물용 천공드릴을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

또한, 구멍을 천공함에 있어, 가이드 역할이 동시에 수행되게 함으로써, 천공중 드릴이 떨리는 현상을 방지하며, 이에 따른 드릴의 손상없이 안정된 천공이 가능하게 하며, 특히 각판에 대하여 뒤집어 천공을 수행하지 않아도 됨으로 정확한 중심의 조절 및 각판에 대하여 동일한 위치에서의 천공이 가능하게 하기 위한 겹판 구조물용 천공드릴을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는, 원통형 제1 바디와, 제1 바디의 외주면에서 한 쌍을 이루는 제1 플루트와, 각각의 제1 플루트 하단부에 형성되는 제1 인서트체결홈과, 각각의 제1 인서트체결홈에 고정스크류로 체결 및 하단으로 소정 돌출되는 제1 절삭인서트로 된 제1 절삭부;

제1 절삭부의 상부로 연장 형성되되, 그 제1 바디보다 큰 직경으로 단차를 이루며 연장되는 제2 바디와, 제2 바디의 외주면에서 한 쌍을 이루며 제1 플루트와 연장되는 제2 플루트와, 각각의 제2 플루트의 하단부에 형성되는 제2 인서트체결홈과, 각각의 제2 인서트체결홈에 고정스크류로 체결 및 하단으로 소정 돌출되는 제2 절삭인서트로 된 제2 절삭부; 및

제2 절삭부의 상단으로부터 연장 형성되어 공작기계의 아버에 결합하기 위한 생크를 포함하여 구성함으로 달성할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명 겹판 구조물용 천공드릴은, 제1 절삭부와 제2 절삭부가 단차를 이루도록 구성되어 있어 서로다른 다수의 드릴을 사용하지 않고도 하나의 드릴을 이용하여 연속하여 겹판의 천공이 가능하게 되는 등 작업상의 편리함과 작업시간의 현격한 단축을 가져오며, 나아가 생산성의 향상을 가져오는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 천공 과정에서 제1,2 절삭부가 서로간에 가이드 역할을 수행하게 되는 것인바, 천공 과정에서 드릴의 떨림 현상을 방지하게 되는 등 이에 따른 드릴의 손상이 없으면서도 정확한 위치에 천공이 가능한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 겹판에 대한 연속된 천공으로 이중 작업이 필요없게 되며, 각판에 대하여 정확한 중심으로 각판에 대하여 동일한 위치에서의 천공이 가능하게 되는 등 그 정밀도가 현격히 향상되는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명 겹판 구조물용 천공드릴의 저면 사시도.
도 2는 본 발명 겹판 구조물용 천공드릴의 저면도.
도 3은 본 발명 겹판 구조물용 천공드릴의 정단면도.
도 4는 본 발명 겹판 구조물용 천공드릴의 상판 1단 천공상태도.
도 5는 본 발명 겹판 구조물용 천공드릴의 상판 2단 천공상태도.
도 6은 본 발명 겹판 구조물용 천공드릴의 하판 2단 천공상태도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 겹판 구조물용 천공드릴의 저면 사시도이고, 도 2는 본 발명 겹판 구조물용 천공드릴의 저면도이며, 도 3은 본 발명 겹판 구조물용 천공드릴의 정단면도이다.

도 1 내지 도 3의 도시와 같이 본 발명 겹판 구조물용 천공드릴(1)은, 제1 절삭부(100)와, 제2 절삭부(200)와, 생크(300)로 구성된다.

여기서 상기 제1 절삭부(100)는, 먼저 기초를 이루는 원통형 제1 바디(110)가 구성된다.

그리고 제1 바디(110)에는, 양측 한 쌍의 제1 플루트(120)(120')가 구성된 것으로, 이때 제1 플루트(120)(120')는 제1 바디(110)의 중심으로부터 양측에 형성되되, 대각선 방향으로 교차되게 구성된다.

그리고 각각의 제1 플루트(120)(120')의 단부에는, 제1 인서트체결홈(130)이 구성된 것으로, 이때 제1 인서트체결홈(130)은, 제1 내측체결홈(131)과 제1 외측체결홈(132)으로 구성된다.

이때 제1 내측체결홈(131)은, 제1 바디(110)의 중심으로부터 어느 하나의 제1 플루트(120)에 형성되는 것으로, 그 제1 플루트(120)의 내측으로 편심되는 위치에서 하부 및 전방으로 개방되는 사각 형태로 구성되며, 그 제1 내측체결홈(131)의 내측단은 제1 바디(110)의 중심과 접하게 구성된다.

또한 제1 외측체결홈(132)은, 제1 바디(110)의 중심으로부터 다른 하나의 제1 플루트(120')에 형성되는 것으로, 그 제1 플루트(120')의 외측으로 편심되는 위치에서 하부 및 전방 그리고 제1 바디(110)의 둘레로 개방되는 사각 형태로 구성된다.

한편, 상기와 같이 구성된 제1 내,외측체결홈(131)(132)은, 제1 바디(110)의 중심으로부터 일부 겹쳐지는 회전반경에 구성되도록 하여 절삭시 서로 겹쳐지는 절삭 면적을 형성하도록 구성된다.

그리고 각각의 제1 내,외측체결홈(131)(132)에는, 초경팁으로 된 제1 절삭인서트(140)가 고정스크류를 통해 체결되게 구성된 것으로, 이때 제1 절삭인서트(140)는, 제1 내측인서트(141)와 제1 외측인서트(142)로 구성되며 사각 형태로 구성된다.

즉, 제1 내측인서트(141)는, 제1 내측체결홈(131)에 체결되되, 체결시 하단으로 소정 돌출되고, 그 내측단이 제1 바디(110)의 중심과 접하게 구성된다.

또한 제1 외측인서트(142)는, 제1 외측체결홈(132)에 체결되되, 체결시 하단으로 소정 돌출되고, 그 외측단이 제1 바디(110)의 둘레로 소정 돌출되게 구성된다.

상기 제2 절삭부(200)는, 상기 제1 절삭부(100)의 상부로 연장되게 구성된 것으로, 먼저 기초를 이루는 원통형 제2 바디(210)가 제1 바디(110)의 상단으로부터 연장되게 구성되되, 제2 바디(210)의 직경은 제1 바디(110)의 직경보다 크게 단차를 이루게 구성된다.

한편, 제1 바디(110)로부터 연장 형성되는 제2 바디(210)는, 그 하단이 제1 바디(110)의 상단으로부터 외측으로 갈수록 상향 경사를 이루게 구성되며, 이때 양측의 경사각은 140°를 이루게 구성함이 가장 바람직할 것이다.

그리고 제2 바디(210)에는, 양측 한 쌍의 제2 플루트(220)(220')가 구성된 것으로, 이때 제2 플루트(220)(220')는 제2 바디(210)의 중심으로부터 양측에 형성되되, 대각선 방향으로 교차되게 구성되며, 상기 제1 플루트(120)(120')와 연장되게 구성된다.

그리고 각각의 제2 플루트(220)(220')의 하단부에는, 제2 인서트체결홈(230)이 구성된 것으로, 이때 제2 인서트체결홈(230)은, 제2 내측체결홈(231)과 제2 외측체결홈(232)으로 구성되며, 제2 바디(210)의 경사를 따라 경사 구성된다.

이때 제2 내측체결홈(231)은, 제2 바디(210)의 중심으로부터 어느 하나의 제2 플루트(220)에 형성되는 것으로, 2개 한 조를 이루게 구성되며, 제2 바디(210)의 중심과 외둘레의 사이에서 전방 및 하부로 개방되는 사각 형태로 구성된다.

또한 제2 외측체결홈(232)은, 제2 바디(210)의 중심으로부터 다른 하나의 제2 플루트(220')에 형성되는 것으로, 3개가 한 조를 이루게 구성되며, 제2 바디(210)의 중심과 외둘레 사이에서 전방 및 하부로 개방되는 사각 형태로 구성되되, 가장 내측단에 위치된 제2 외측체결홈(232)은 제1 바디(110)의 외둘레와 접하고, 가장 외측단에 위치된 제2 외측체결홈(232)은 제2 바디(210)의 둘레로 개방되는 형태로 구성된다.

한편, 상기와 같이 구성된 제2 내,외측체결홈(231)(232)은, 제2 바디(210)의 중심으로부터 일부 겹쳐지는 회전반경에 구성되도록 하여 절삭시 서로 겹쳐지는 절삭 면적을 형성하도록 구성된다.

그리고 각각의 제2 내,외측체결홈(231)(232)에는, 초경팁으로 된 제2 절삭인서트(240)가 고정스크류를 통해 체결되게 구성된 것으로, 이때 제2 절삭인서트(240)는, 제2 내측인서트(241)와 제2 외측인서트(242)로 구성되며 사각 형태로 구성된다.

즉, 제2 내측인서트(241)는, 제2 내측체결홈(231)에 체결되되, 체결시 하단으로 소정 돌출되게 구성된다.

또한 제2 외측인서트(242)는, 제2 내측체결홈(231)에 체결되되, 체결시 하단으로 소정 돌출되고, 가장 내측에 위치되는 제2 외측인서트(242)는 제1 바디(110)의 외둘레와 접하게 되고, 가장 외측에 위치되는 제2 외측인서트(242)는 제1 바디(110)의 둘레로 소정 돌출되게 구성된다.

상기 생크(300)는, 상기 제2 절삭부(200)의 상부 즉 제2 바디(210)의 상단으로부터 상부로 돌출되는 원통 형태로 구성되어 공작기계(도면중 미도시함)의 아버(arbor)에 장착 가능하게 구성된다.

이때 생크(300)를 공작기계의 아버에 장착하기 위한 구조는, 한정되는 것이 아니고 통상의 볼팅 결합되는 키 등을 통해 가능할 것이다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 겹판 구조물용 천공드릴의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명 겹판 구조물용 천공드릴(1)을 사용하기 위해서는 통상의 드릴 등의 장착과 같이 생크(300)를 이용하여 공작기계(10)의 아버(11)에 장착하면 된다.

이후, 상기와 같이 장착된 본 발명 겹판 구조물용 천공드릴(1)을 이용하여 중간부에 공간부(23)를 두고 상,하판(21)(22)으로 된 겹판 구조물(20)의 천공을 수행하되,

이는, 먼저 도 4를 참조하여 천공드릴(1)에 회전력을 부여한 상태에서 제1 절삭부(100)의 제1 바디(110) 하단, 즉 제1 절삭인서트(140)를 상판(21)에 접하게 되면 그 제1 절삭인서트(140)의 제1 내,외측인서트(141)(142)를 통해 상판(21)의 절삭 천공이 이루어지되, 이때 제1 내측인서트(141)는 천공하고자 하는 구멍의 내측에 해당하게 절삭을 수행하고, 제1 외측인서트(142)는 천공하고자 하는 구멍의 외측에 해당하게 절삭을 수행하게 되는 것으로, 제1 바디(110)의 외경에 해당하는 1단 천공 즉, 기초홀의 천공이 가능하게 된다.

이후, 상기와 같이 1단 천공이 수행되게 되면 연속하여 2단 천공이 수행되는 것으로, 이는 도 5의 도시와 같이 제2 절삭부(200)에 의해 가능하게 된다.

즉, 제2 절삭부(200)의 제2 바디(210) 하단, 즉 제2 절삭인서트(240)가 상판(21)에 접하게 되면 그 제2 절삭인서트(240)의 경사 하단에 위치한 제2 내,외측인서트(241)(242)를 통해 기초홀의 확장 천공이 이루어지게 된다.

이때 제2 내,외측인서트(241)(242)는, 하단에 위치한 제2 내,외측인서트(241)(242)로부터 상단에 위치한 제2 내,외측인서트(241)(242)까지 순차적으로 접하여 가면서 테이퍼 천공이 수행되게 것인바, 다수의 드릴이 없이도 그 확장 천공이 가능하게 된다.

한편, 상기와 같이 제2 절삭부(200)를 통한 확장 천공이 수행되는 과정에서 제1 절삭부(100)는 연속하여 하판(22)에 대하여 기초홀의 천공이 수행되는 것으로, 그 수행되는 과정은 전술한바와 같다.

단, 본 발명에서는 제2 절삭부(200)에 의해 상판(21)에 대한 확장 천공이 수행시 하부에서는 제1 절삭부(100)를 통한 하판(22)의 절삭이 수행되는 것인바, 그 제1 절삭부(100)가 제2 절삭부(200)의 가이드 역할을 수행하게 되는 것인바, 제2 절삭부(200)의 원활하고 정확한 천공을 가이드하게 된다.

이와 반대로, 제1 절삭부(100)가 하판(22)에 대하여 천공을 수행하는 과정에서는 제2 절삭부(200)가 상판(21)에 대하여 테이퍼 천공을 수행하게 되는 것인바, 제1 절삭부(100)에 대한 가이드 역할을 수행하게 될 것이다.

이후, 상기와 같은 과정을 통해 상판(21)에 대하여 2단 천공이 완료되고, 하판에 대하여 1단 천공이 완료되게 되면 연속하여 하판(22)에 대하여 2단 확장 천공이 이루어지는 것으로, 이때에는 도 6의 도시와 같이 제1 절삭부(100)의 제2 바디(210)가 상판을 관통 및 가이드 역할을 수행하게 되는 것인바, 상판(21)과 하판(22)에 대하여 동일한 직경으로 정확한 천공이 가능하게 된다.

이상에서와 같이 본 발명 겹판 구조물용 천공드릴은, 하나의 드릴로 상판과 하판이 공간부를 사이에 두고 겹판 구조를 이루는 구조물을 천공시 그 다단 형성된 제1,2 절삭부를 통해 연속하여 기초홀 및 확장홀의 천공이 가능하게 되며, 특히 이렇게 천공을 수행하는 과정에서 그 제1,2 절삭부가 서로간에 가이드 역할을 수행하여 드릴의 떨림 현상을 방지하여 드릴의 손상을 방지하면서도 안정되고 정확한 위치에 대한 천공이 가능하게 된다.

또한, 이러한 천공은 겹판 구조물에 대하여 천공 작업의 편리함을 가져오면서도 작업시간의 현격을 단축을 가져오게 되어 제품 생산성의 한층 향상되게 된다.

100 : 제1 절삭부 110 : 제1 바디
120,120' : 제1 플루트 130 : 제1 인서트체결홈
131 : 제1 내측체결홈 132 : 제1 외측체결홈
140 : 제1 절삭인서트 141 : 제1 내측인서트
142 : 제1 외측인서트
200 : 제2 절삭부 210 : 제2 바디
220,220' : 제2 플루트 230 : 제2 인서트체결홈
231 : 제2 내측체결홈 232 : 제2 외측체결홈
240 : 제2 절삭인서트 241 : 제2 내측인서트
242 : 제2 내측인서트
300 : 생크

Claims (4)

1. 원통형 제1 바디(110)와, 제1 바디(110)의 중심으로부터 양측에서 대각선 방향으로 교차되게 한 쌍으로 구비되는 제1 플루트(120)(120')와, 상기 제1 플루트(120)(120') 하단부에 각각 위치되면서 내측단이 제1 바디(110)의 중심과 접하는 제1 내측체결홈(131)과 외측단이 제1 바디(110)의 외측으로 개방되는 위치에 형성되는 제1 외측체결홈(132)이 제1 바디(110)의 중심으로부터 일부 겹쳐지는 회전반경에 형성되도록 하는 제1 인서트체결홈(130)과, 내측단이 제1 바디(110)의 중심과 접하도록 제1 내측체결홈(131)에 고정스크류에 의해 체결되는 제1 내측인서트(141)와, 외측단이 제1 바디(110)의 외측으로 소정 돌출되게 제1 외측체결홈(132)에 고정스크류에 의해 체결되는 제1 외측인서트(142)로 구성되는 제1 절삭인서트(140)로서 이루어지는 제1 절삭부(100);
   제1 바디(110)의 상단으로부터 외측으로 갈수록 상향 140° 경사를 이루면서 상부로 연장 형성되되, 제1 바디(110)보다 큰 직경으로 연장되는 제2 바디(210)와, 제2 바디(210)의 중심으로부터 양측에서 대각선 방향으로 교차되도록 하여 상기 제1 플루트(120)(120')에 연장되게 형성되는 제2 플루트(220)(220')와, 제2 바디(210)의 중심으로부터 어느 하나의 제2 플루트(220)의 경사진 하단부에 위치되는 두 개가 한 조를 이루는 제2 내측체결홈(231)과 제2 바디(210)의 중심으로부터 가장 내측이 제1 바디(110)의 외둘레와 접하고 가장 외측이 제2 바디(210)의 외측으로 개방되도록 하여 제2 바디(210)의 중심으로부터 다른 하나의 제2 플루트(220')의 경사진 하단부에 위치되는 3개가 한 조를 이루는 제2 외측체결홈(232)이 제2 바디(210)의 중심으로부터 일부 겹쳐지는 회전반경에 형성되는 제2 인서트체결홈(230)과, 제2 내측체결홈(231)에 고정스크류에 의해 체결되는 두 개가 한 조를 이루는 제2 내측인서트(241)와, 제2 외측체결홈(232)에 고정스크류에 의해 체결되는 3개가 한 조를 이루는 제2 외측인서트(242)로 이루어지면서 제2 바디(210)의 중심으로부터 가장 외측에 위치하는 제2 외측인서트(242)의 외측단은 제2 바디(210)의 외측으로 소정 돌출되게 이루어지는 제2 절삭부(200); 및
   제2 절삭부(200)의 상단으로부터 연장 형성되어 공작기계의 아버에 결합하기 위한 생크(300)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 겹판 구조물용 천공드릴.
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