KR101822517B1

KR101822517B1 - 스텝 드릴 비트

Info

Publication number: KR101822517B1
Application number: KR1020170047171A
Authority: KR
Inventors: 임상홍
Original assignee: 임상홍
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2017-04-12
Publication date: 2018-01-26
Anticipated expiration: 2037-04-12

Abstract

본 발명은 스텝 드릴 비트에 관한 것으로, 드릴척에 고정되는 생크(Shank)부와, 상기 생크부로부터 연장되어 대구경을 드릴링하는 제1 드릴부와, 상기 제1 드릴부로부터 연장되어 소구경을 드릴링하는 제2 드릴부를 가지는 스텝 드릴 비트에 있어서, 제1 드릴부는 칩 배출 나선홈(Flute)이 일체로 형성된 적어도 두 개의 제1 나선 수직부와, 제1 나선 수직부의 단부에 형성된 평면 절삭부와, 평면 절삭부의 회전방향 단부에 형성된 수직 절삭단부를 포함한다.
또한, 평면 절삭부는 소정의 오차범위 내에서 상기 회전 중심축에 대해 직각 방향의 동일 평면상에 형성되고, 평면 절삭부의 회전 방향 단부에 형성되는 수직 절삭단부는 회전 중심축 방향으로 나란하게 형성되어 나선홈의 곡면으로 연장되며, 제1 나선 수직부는 수직 절삭단부의 최외연부에 맞닫아 회전 중심축과 평행하게 생크부 방향으로 나선 연장되는 것을 특징으로 한다.

Description

스텝 드릴 비트{STEP DRILL BIT}

본 발명은 스텝 드릴 비트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차의 구동 부품의 하나인 트랜스미션 아웃풋 플랜지(Transmission Output Flange)의 가공 공정에 있어서 드릴링(Drilling), 스폿 페이싱(Spot Facing), 리밍(Reamming) 작업을 한 번에 수행하는 스텝 드릴 비트에 관한 것이다.

도 1은 전형적인 자동차의 구동 출력부 부품의 하나인 트랜스미션 아웃풋 플랜지(TF)를 나타낸 것이다. 도 1의 사진(a)에 보인 바와 같이, 트랜스미션 아웃풋 플랜지(TF)의 중심에는 구동축이 통과하는 중심 관통부가 형성되어 있고, 중심 관통부의 몸체 외연부 모서리에는 볼트 관통공(TH)이 형성되어 있으며, 관통공(TH)의 한쪽면에는 볼트 머리나 너트를 매립시키는 함몰 스폿 페이싱부(SF)가 형성되어 있다.

함몰 스폿 페이싱부(SF)는 함몰부의 볼트 머리나 너트 접촉부를 안정시키기 위하여 관통공(TH)의 중심(C)에 대하여 직각 평면으로 가공된다. 이때, 직각 평면의 평행도 공차는 0.01mm 이하, 직경 공차는 0.027~0.018mm의 정밀한 가공이 요구된다.

그러나 종래의 스폿 페이싱부(SF)의 작업은 주조 또는 단조 공정으로 형성된 관통공(TH)을 정밀한 치수로 넓히는 관통공(TH) 보링 작업단계, 보링 작업단계에서 가공된 관통공(TH)의 상면을 넓히는 리밍 작업단계, 리밍 작업단계로 넓혀진 구멍에 볼트나 너트가 닿는 부분을 평면으로 가공하는 스폿 페이싱 단계를 실시되고 있었다.

이와 같이 다단계 가공공정으로 실시되는, 종래의 스폿 페이싱부(SF)의 작업은 가공시간이 오래 걸리고, 또한, 각 공정마다 별도의 드릴비트를 사용해야 하는 불편함이 있었다. 그 뿐만 아니라, 각 가공 공정마다 드릴비트를 교환하거나 드릴 척의 위치가 달라지기 때문에 관통공(TH)의 중심(C)에 대하여 요구되는 직각 평면의 정밀도를 가지는 스폿 페이싱부(SF)의 가공이 어려웠다.

한국 공개특허 10-2010-0111626호에는 두 개의 원통형 구간(4, 5)을 포함하는 솔리드 스텝 드릴에 관한 것으로, 이 두 개의 원통형 구간(4, 5) 중 제1 구간(4)은 전방 팁 (2)으로부터 후방으로 연장되고 제1 직경(D1)을 가지며, 스텝 (6 을 거쳐 더 큰 직경(D2)을 가지는 후방 구간으로 변화되고, 스텝 드릴의 팁(2)은, 제1 구간(4)과 제2 구간(5)에 우묵하게 파여 있고, 2차 절삭날(18)을 형성하면서 스텝(6)과 만나는 칩 플루트(10) 각각과 공동작용하는 두 개의 1차 절삭날(9)을 포함하는 발명을 개시하고 있다. 개시된 발명에 따르면, 적어도 개별적인 2차 절삭날(18) 부근에는, 칩 파단 홈(19)이 절삭날의 절삭날 선과 부속 칩 플루트 표면 사이에 형성되어 있다. 개시된 발명의 목적은 칩의 형성 및 배출이 용이한 스텝 드릴을 제공하는 것으로, 개시된 발명으로는 본 발명에서 요구되는 트랜스미션 아웃풋 플랜지(TF)의 볼트 관통공의 스폿 페이싱부(SF)를 오차범위 내에서 가공하는 것이 불가능하다.

또한, 한국 공개특허 10-2011-0009388호에는 스텝이 형성된 드릴리머에 관한 발명이 개시되어 있으며, 그 구성은 생크와, 상기 생크 일단에서 연장되어 리이밍구간을 갖는 리머부와, 상기 리머부 일단에서 연장되어 드릴링(Drilling) 구간을 갖는 드릴부를 포함하여, 공작물에 천공시 드릴링 되면서 동시에 리이밍 가공이 진행되도록 하는 드릴리머에 있어서, 드릴부 선단각(b)은 180ㅀ로 형성되며, 리머부의 타단은 소정의 기울기(c)를 갖는 스텝이 형성되어 하는 것으로서, 드릴리머의 드릴부 선단각(b)을 종래에 비해 크게, 즉 180ㅀ로 적용한 것으로, 천공시 드릴부에 걸리는 절삭토오크량이 작아지게 되어, 드릴리머의 파손을 방지하고, 또한 드릴리머의 수명을 연장할 수 있음은 물론 직진성을 유지할 수 있으며, 또한, 드릴리머의 리머부 타단에 형성되는 스텝에 의해서, 한 번의 공정으로 드릴링 공정과 리이밍 공정이 동시에 수행됨은 물론이며, 리머부의 타단에 형성된 스텝에 의해서 천공 된 홀의 모서리가 가공되는 면취공정까지 3가지의 공정이 한 번의 공정으로 수행됨으로, 작업시간을 절약하고 제품의 생산량은 높일 수 있는 다양한 효과를 기대할 수 있으나, 개시된 스텝이 형성된 드릴리머로는 본 발명에서 요구되는 스폿 페이싱부(SF)의 직각 평면의 정밀도 가공이 불가능하다.

1. 한국 공개특허 10-2011-0009388(2011.01.28) 2. 한국 공개특허 10-2010-0111626(2010,10,15) 3. 한국 공개특허 10-2003-0084082(2003.11.01) 4. 미국 등록특허 US 8,388,280(2013.03,05)

본 발명의 목적은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스폿 페이싱부(SF)의 드릴링, 스폿 페이싱, 리밍 작업을 한번에 효율적으로 수행할 수 있고, 동시에 스폿 페이싱부의 관통공 중심축에 대해 정밀한 직각 평행도를 가공할 수 있는 스텝 드릴 비트를 제공하는 데에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스텝 드릴 비트는 드릴척에 고정되는 생크(Shank)부와, 생크부로부터 연장되어 대구경을 드릴링하는 제1 드릴부와, 제1 드릴부로부터 연장되어 소구경을 드릴링하는 제2 드릴부를 가지는 스텝 드릴 비트에 있어서, 제1 드릴부는 칩 배출 나선홈(Flute)이 일체로 형성된 적어도 두 개의 제1 나선 수직부와, 상기 제1 나선 수직부의 단부에 형성된 평면 절삭부와, 평면 절삭부의 회전방향 단부에 형성된 수직 절삭단부를 포함하는 것에 의해 달성된다.

상기 평면 절삭부는 소정의 오차범위 내에서 상기 회전 중심축에 대해 직각 방향의 동일 평면상에 형성되고, 평면 절삭부의 회전 방향 단부에 형성되는 수직 절삭단부는 회전 중심축 방향으로 나란하게 형성되어 나선홈의 곡면으로 연장되며, 제1 나선 수직부는 수직 절삭단부의 최외연부에 맞닫아 회전 중심축과 평행하게 생크부 방향으로 나선 연장되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 드릴부에 형성된 칩 배출 나선홈은 나선상으로 제2 드릴부의 드릴 첨단부까지 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스텝 드릴 비트는 트랜스미션 아웃풋 프랜지(Transmission Output Flange) 피삭재에 볼트 관통공과 상기 관통공에 볼트 머리나 너트를 집어넣기 위한 스폿 페이싱(Spot Facing) 가공을 동시에 수행하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명에 따른 스텝 드릴 비트에 의하면, 제1 드릴부에 형성된 적어도 두 개의 제1 나선 수직부와, 제1 나선 수직부의 단부에 형성된 평면 절삭부와, 평면 절삭부의 회전방향 단부에 형성된 수직 절삭단부에 의해 트랜스미션 아웃풋 프랜지(Transmission Output Flange) 피삭재에 볼트 관통공과 상기 관통공에 볼트 머리나 너트를 집어넣기 위한 스폿 페이싱(Spot Facing) 가공을 동시에 효율적으로 수행할 수 있다.

도 1(a)는 트랜스미션 아웃풋 플랜지 및 스폿 페이싱부를 나타낸 사진이며, 도 1(b)는 스폿 페이싱부의 확대 측단면도.
도 2(a)는 본 발명의 실시예에 따른 스텝 드릴 비트의 측면도, 도 2(b)는 도 2(a) 평면 절삭부의 A-A'의 평면도.
도 3은 도 2(a)의 제1 및 제2 드릴부를 확대한 사진.

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

도 2(a)는 본 발명의 실시예에 따른 스텝 드릴 비트(SD)의 측면도이며, 도 2(b)는 도 2(a)의 A-A' 평면도이다. 그리고 도 3은 제1 및 제2 드릴부를 확대한 사진이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 스텝 드릴 비트(SD)는 드릴척에 고정되는 생크부(10)와, 생크부(10)로부터 연장되어 대구경(D2)을 드릴링하는 제1 드릴부(20)와, 제1 드릴부(20)로부터 연장되어 소구경(D1)을 드릴링하는 제2 드릴부(30)로 구성된다.

또한, 제1 드릴부(20)에 형성된 칩 배출 나선홈(SH)은 나선상으로 제2 드릴부(30)의 드릴 첨단부(32)까지 연장 형성된다.

또한, 본 발명의 스텝 드릴 비트(SD)는 트랜스미션 아웃풋 프랜지(TF)) 피삭재에 볼트 관통공(TH)과 관통공(TH)에 볼트 머리나 너트를 집어넣기 위한 스폿 페이싱부(SF) 가공을 동시에 수행한다.

제1 드릴부(20)는 칩 배출 나선홈(SH)이 일체로 형성된 두 개의 제1 나선 수직부(22)와, 제1 나선 수직부(22)의 단부에 형성된 평면 절삭부(24)와, 평면 절삭부(24)의 회전방향 단부에 형성된 수직 절삭단부(26)를 가진다.

그리고 두 개의 평면 절삭부(24)는 소정의 오차범위 내에서 회전 중심축(CL)에 대해 직각 방향으로 동일 평면상(180ㅀ)에 형성되고, 평면 절삭부(24)의 회전 방향 단부에 형성되는 수직 절삭단부는 회전 중심축 방향으로 나란하게 형성되어 나선홈의 곡면으로 연장되며, 제1 나선 수직부는 수직 절삭단부의 최외연부에 맞닫아 회전 중심축과 평행하게 생크부 방향으로 나선 연장된다.

또한 제1 드릴부(20)는 소구경(D1) 보다 큰 대구경(D2)을 가지며, 생크부(10) 직경은 스텝 드릴 비트(SD)의 제조 공정상 대구경(D1)과 동일한 것이 바람직하다. 제1 드릴부(20)에 형성되는 두 개의 칩 배출 나선홈(SH)은 생크부(10)의 하단부에서 나선형으로 점진적으로 함몰되어 제2 드릴부(30)의 드릴 첨단부(32) 까지 연장되어 형성된다. 그리고 회전 중심축(CL) 양쪽에 대해 대칭 형성되는 두 개의 수직 절삭단부(26)는 각 칩 배출 나선홈(SH)의 가장자리 외연부를 따라 형성된다.

회전 중심축(CL) 양쪽에 나선상으로 형성되는 수직 절삭단부(26)와 칩 배출 나선홈(SH)은 제2 드릴부(30)가 시작되는 단부에서 회전 중심축(CL) 대해 직각 방향으로 평면 절삭부(24)를 형성시킨다. 회전 중심축(CL)의 양쪽에 형성된 평면 절삭부(24)는 동일한 평면상에, 즉 180ㅀ방향으로 형성시킨다.

제2 드릴부(30)는 소정의 각도(α)로 경사 축소되는 드릴 첨단부(32)를 가지며 드릴 첨단부(32)로부터 대칭으로 형성된 칩 배출 나선홈(SH)이 나선형으로 함몰되어 제1 드릴부(20) 까지 연장 형성된다. 또한 칩 배출 나선홈(SH)을 따라 형성된 수직 절삭단부는 피삭재의 소구경에 해당하는 직경(D1)을 가지며, 관통공(D1)을 회전 통과하는 것으로 소구경(D1)이 정밀 가공된다.

이때, 드릴 첨단부(32) 및 제2 드릴부(20) 측면 수직 절삭단부에서 절삭된 칩은 나선상으로 함몰 형성된 칩 배출 나선홈(SH)을 타고 상부에 형성된 제1 드릴부(20)를 거쳐 밖으로 배출된다.

이와 같은 형상으로 제조된 스텝 드릴 비트(SD)는 스폿 페이싱부(SF)를 가공하기 위해 드릴 척에 고정되어 회전하면서 바이스 등 고정수단에 고정된 트랜스미션 아웃풋 플랜지의 가공전 관통공(TH)으로 진입시킨다.

가공 전 관통공(TH)에 회전 진입된 제2 드릴부(30)의 드릴 첨단부(32)는 관통공(TH)을 회전 통과하면서 소구경(D1)을 가공한다. 이때, 제2 드릴부(30)의 수직 절삭부의 외연부는 요구되는 소구경(D1)이 되도록 제작하여 관통공(TH)을 통과하는 것으로 소구경은 요구되는 직경(D1)으로 가공된다.

스텝 드릴 비트(SD)가 회전하면서 관통공(TH)을 계속 진입하게 되면, 관통공(TH) 상부는 제1 드릴부(20)의 평면 절삭부(24) 및 수직 절삭단부(26)와 접촉되면서 대구경(D2)으로 절삭가공된다. 소정의 깊이까지 가공된 대구경(D2)은 평면 절삭부(24)에 의해 관통공 중심(C)에 대해 직각 평면(180ㅀ)으로 가공되고, 수직 절삭단부(26)에 의해 관통공 중심(C)과 평행하는 측벽을 가지는 스폿 페이싱부(SF)가 가공된다.

즉, 트랜스미션 아웃풋 플랜지(TF)에 형성된 가공 전의 관통공(TH)에 본 발명의 스텝 드릴 비트(SD)를 소정 깊이 회전 진입시키는 단일 공정만으로 요구되는 직각 평면의 평행도 공차 0.01mm 이하와 직경공차 0.027~0.018mm를 얻을 수 있는 스폿 페이싱 작업이 이루어진다.

TF: 트랜스미션 아웃풋 플랜지 TH: 관통공
SF: 스폿 페이싱부 C: 관통공 중심
CL: 회전 중심축 SD: 스텝 드릴 비트
SH: 칩 배출 나선홈(Flute)
10: 생크부 20: 제1 드릴부
22: 제1 나선 수직부 24: 평면 절삭부
26: 수직 절삭단부
30: 제2 드릴부 32: 드릴 첨단부

Claims

드릴척에 고정되는 생크(Shank)부와, 상기 생크부로부터 연장되어 대구경을 드릴링하는 제1 드릴부와, 상기 제1 드릴부로부터 연장되어 소구경을 드릴링하는 제2 드릴부를 가지는 스텝 드릴 비트에 있어서,
상기 제1 드릴부는 나선상으로 제2 드릴부의 드릴 첨단부까지 연장 형성되는 칩 배출 나선홈(Flute)이 일체로 형성된 적어도 두 개의 제1 나선 수직부와;
상기 제1 나선 수직부의 단부에 형성되며, 소정의 오차범위 내에서 상기 제1 드릴부의 회전 중심축에 대해 직각 방향의 동일 평면상에 형성되고, 평면 절삭부의 회전 방향 단부에 형성되는 수직 절삭단부는 상기 회전 중심축 방향으로 나란하게 형성되어 상기 나선홈의 곡면으로 연장되며, 상기 제1 나선 수직부는 상기 수직 절삭단부의 최외연부에 맞닫아 회전 중심축과 평행하게 생크부 방향으로 나선 연장되는 평면 절삭부와;
상기 평면 절삭부의 회전방향 단부에 형성된 수직 절삭단부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 아웃풋 프랜지(Transmission Output Flange) 피삭재에 볼트 관통공과 상기 관통공에 볼트 머리나 너트를 집어넣기 위한 스폿 페이싱(Spot Facing) 가공을 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 스텝 드릴 비트.
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