KR101824678B1

KR101824678B1 - 절삭 공구

Info

Publication number: KR101824678B1
Application number: KR1020120024952A
Authority: KR
Inventors: 마나부 사이토; 다츠오 나카하타; 히데하루 다카하시; 준지 츠치야; 마사오 와타나베; 에이지 하시모토; 히로후미 히가시와키
Original assignee: 가부시키가이샤 수바루
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2018-02-01
Also published as: EP2505287A2; EP2505287B1; KR20120112018A; CN102728870B; JP5851802B2; JP2012213848A; US20120251253A1; CN102728870A; US9656328B2; EP2505287A3

Abstract

본 발명은, 내마모성이 뛰어나고, 절삭날 선단의 마모에 따른 절삭 성능의 저하가 억제되며, 보다 많은 가공 수에 걸쳐 절삭 성능이 지속되는 절삭 공구를 제공한다.
본 발명의 절삭 공구는, 절삭날(7, 8)에 다이아몬드 피복 등의 내마모 피복(12)이 실시되고, 절삭날의 여유각이 15도 이상이 되며, 피삭재의 절삭 중에, 경사면(6) 상의 피복의 절삭날 선단의 가장자리부가 마모되고, 그 마모가 반경방향 내측으로 진행됨에 따라, 여유면(10) 상의 피복의 절삭날 선단의 가장자리부가 피삭재와의 마찰에 의해 깎여져서 그 아래의 모재가 노출되며, 이 노출된 모재가 더 마모되어 여유면이 반경방향 내측으로 후퇴함으로써 절삭날이 갈려 예리하게 유지된다. 절삭날은, 그 절삭날 선단을 공구 선단(O)으로부터 축(AX)방향 후방으로 따라가다가 비로소 최대 직경이 되는 절삭날 최대 직경 위치(RX)보다 더 축방향 후방에 이르게 형성되고, 마모에 의해 절삭날 최대 직경 위치가 축방향 후방으로 후퇴한다.

Description

절삭 공구{CUTTING TOOL}

본 발명은 절삭날에 내마모 피복이 실시된 절삭 공구에 관한 것이다.

드릴 등의 절삭 공구를 이용하여 탄소 섬유 강화 수지 복합재에 구멍을 가공하는 경우, 디라미네이션(층간 박리), 섬유의 풀림, 버어(burr)의 발생 등이 문제가 된다.

종래, 이러한 문제가 잘 발생하지 않는 드릴로서 특허문헌 1, 2에도 기재되는 더블 앵글 드릴이 사용되었다.

특허문헌 1에 기재된 더블 앵글 드릴에서는, 내마모성을 향상시키기 위해 선단부에 다이아몬드 피복이 실시되어 있다.

일본 실용신안 공개 평성06-075612호 공보 일본 특허 공개 제2008-036759호 공보

여기서, 종래의 전형적인 드릴에 내마모 피복을 실시한 경우에 대해 설명한다.

도 10에 도시한 드릴은, 종래의 전형적인 일례의 드릴이다. 도 10에 도시한 드릴에 있어서는, 선단부(101)와 생크부(102) 사이의 부분에 2줄의 홈(103)이 형성되어 있다. 도 10에서는 홈(103)으로서 나선 홈을 예시한다. 선단부(101)에 2쌍의 절삭날(107, 107)이 형성되어 있다. 절삭날(107)의 한 쪽에 경사면(106)이, 반대측에 여유면(110)이 형성되어 있다.

선단부(101)는 크로스 씨닝(Cross Thinning)되어 있고, 씨닝(111)에 홈(103)이 연속된다. 씨닝(111) 및 홈(103)에 의해 움푹 들어간 부분에 경사면(106)이 형성되어 있다. 경사면(106)과 여유면(110)이 예각을 이루어 절삭날(107)의 선단에서 합쳐진다. 절삭날(107)은 공구 선단(O)으로부터 절삭날 최대 직경 위치(RX)까지 일정한 선단각으로 형성되어 있다.

절삭날 최대 직경 위치(RX)로부터 축(AX)방향 후방에는 마진(105)이 형성되어 있다. 즉, 절삭날 최대 직경 위치(RX)에 있어서 절삭날(107)의 선단 능선(116A)[도 10의 (c) 참조]과 마진(105)이 접속한다. 절삭날(107)의 선단 능선(116A)과 마진(105)은 매끄럽게 연속되지 않으며, 절삭날 최대 직경 위치(RX)에 있어서 상대각을 이루고 있다. 마진(105)은 피가공 구멍의 내면에 닿아 드릴을 지지하는 부분으로서, 피가공 구멍의 내면에 평행해지도록 형성되어 있으며, 그 반면에, 절삭날(107)은 공구 선단(O)으로부터 일정한 선단각으로 형성되어 있으므로, 절삭날 최대 직경 위치(RX)에서의 양자의 각도는 일치하지 않고 비연속적이 된다.

도 11의 (a1)(a2)(a3)(a4)의 단면 모식도에 도시한 바와 같이, 이 드릴에 절삭날(107)로부터 마진(105)의 형성 부분에 걸쳐 내마모 피복(112)이 실시되고 있다고 하자.

아직 절삭에 사용되지 않은 초기의 상태에 있어서 절삭날(107)은, 도 10의 (b)(c)에 있어서 실선으로 도시한 선단 능선(116A)을 가지고 있고, 마모가 생기지 않았으며, 절삭날 형상과 내마모 피복(112)의 상태는 도 11의 (a1)(a2)(a3)(a4)에 도시한 바와 같다.

이 드릴을 절삭에 사용하면, 도 11의 (b1)(b2)(b3)(b4)에 도시한 바와 같이 피삭재(W)와의 마찰로 인한 마모에 의해 내마모 피복(112)이 깎인다. 어느 일정한 마모 후의 절삭날(107)에 있어서는, 도 11의 (b1)(b2)에 도시한 바와 같이 그 모재가 노출되고, 노출된 모재의 마모가 시작되어 마모는 더 진행된다. 반경이 클수록 피삭재(W)에 대한 속도가 커서 절삭 부하가 높기 때문에, 도 11의 (b1)에 도시한 비교적 선단측의 A-A 단면보다, 도 11의 (b2)에 도시한 비교적 후단측의 A1-A1 단면에 있어서 마모가 크게 진행된다.

도 11의 (b3)(b4)에 도시한 마진 형성부에 있어서도 반경은 크지만, 마진(105)에서는 절삭을 행하지 않고, 또한 마진(105)의 폭만큼 피삭재(W)와의 접촉 면적이 커서 단위 면적당 마찰 부하가 작아지기 때문에, 절삭날(107) 만큼 마모는 진행되지 않는다.

이상의 결과, 어느 일정한 마모 후의 절삭날(107)에 있어서는, 도 10의 (b)(c)에 이점 쇄선으로 도시한 바와 같이, 마진(105)과의 경계인 절삭날 최대 직경 위치(RX) 부근에서 도려내어져 변곡된 절삭날 선단 능선(116B)으로 변화되어 버린다. 도 10의 (c)에 있어서, Ho는 절삭날 최대 직경 위치(RX)를 지나 공구 중심축(AX)에 평행한 보조선을 나타내고, Ha는 절삭날 최대 직경 위치(RX)에서의 초기의 절삭날 선단 능선(116A)의 연장 보조 직선을 나타내며, Hb는 절삭날 최대 직경 위치(RX)에서의 일정한 마모 후의 절삭날 선단 능선(116B)의 연장 보조 직선을 나타낸다. 이 연장 보조 직선(Hb)으로 알 수 있는 바와 같이, 절삭날 최대 직경 위치(RX)에 있어서 절삭날 선단각이 180도에 근접해 버린다. 180도의 선단각의 절삭날에서는, 외주부의 마진이 얇아짐으로써 구멍 크기 및 구멍의 내면의 면 정밀도가 악영향을 받는다. 따라서, 절삭날 최대 직경 위치(RX)에서의 절삭날 선단각이 180도에 근접한 어느 단계에서, 절삭 성능이 현저하게 저하하여 절삭 공구로서의 사용 수명을 다하게 된다는 문제가 있다.

이 문제는 절삭날의 선단각을 변화시킨 더블 앵글 드릴을 적용해도 해소되지 않는다. 또한, 절삭날 선단 능선과 마진을 매끄럽게 연속시켜도, 절삭날과 마진 형성부에서 마모량이 서로 다른 것은 변함이 없어, 여전히 해소되지 않는다.

본 발명자들의 연구에 의해, 절삭날의 여유각을 작게 함으로써, 전술한 마진 형성부와 마찬가지로, 피삭재(W)와의 접촉 면적이 커지고 단위 면적당 마찰 부하가 작아지기 때문에, 마모의 진행을 작게 억제할 수 있음이 확인되었다. 따라서, 절삭날과 마진 형성부에서 마모량을 근접시킬 수 있다. 그러나, 다음과 같은 문제가 발생한다. 도 12에 도시한 바와 같이, 절삭날(207)의 여유면(210)의 여유각을 작게 하면(10도 정도), 도 12의 (a)→(b)→(c)→(d)의 순으로 마모가 진행된다. 마모가 진행함에 따라 여유면(210) 상의 내마모 피복(212)의 피삭재(W)와의 접촉면(S1)의 면적이 커진다. 그 반면에, 경사면(206) 상의 내마모 피복(212)의 피삭재(W)와의 접촉면의 면적은, 내마모 피복(212)의 층 두께 방향의 단면적과 항상 거의 같다. 따라서, 경사면(206) 상의 내마모 피복(212) 및 절삭날 선단(215)의 노출된 모재의 마모가 여전히 진행되는 한편, 여유면(210) 상의 내마모 피복(212)의 마모 진행이 느려지므로, 절삭날 선단(215)의 R이 커지고, 절삭 성능이 저하하여 절삭 공구로서의 사용 수명을 다하게 된다는 문제가 생긴다.

본 발명은 이상의 종래 기술에서의 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 내마모성이 뛰어나고, 절삭날 선단의 마모에 따른 절삭 성능의 저하가 억제되어, 보다 많은 가공 수에 걸쳐 절삭 성능이 지속되는 절삭 공구를 제공하는 것을 과제로 한다.

이상의 과제를 해결하기 위한 청구항 1에 기재된 발명은, 절삭날의 경사면으로부터 여유면에 걸쳐 상기 절삭날의 모재보다 내마모성이 높은 재료의 피복이 실시되고,

상기 절삭날의 여유각이 15도 이상이 되며,

피삭재의 절삭 중에, 상기 경사면 상의 상기 피복의 절삭날 선단의 가장자리부가 상기 피삭재와의 마찰에 의해 마모되고, 그 마모가 반경방향 내측으로 진행됨에 따라, 상기 여유면 상의 상기 피복의 절삭날 선단의 가장자리부가 상기 피삭재와의 마찰에 의해 깎여져서 그 아래의 상기 모재가 노출되며, 이 노출된 모재가 상기 피삭재와의 마찰에 의해 더 마모됨으로써 상기 여유면이 반경방향 내측으로 후퇴하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구이다.

청구항 2에 기재된 발명은, 피삭재와의 마찰에 의해, 상기 절삭날 선단이 마모되어 반경방향 내측으로 변위되면서도, 상기 여유면이 반경방향 내측으로 후퇴함으로써 상기 절삭날이 갈려 상기 절삭날이 예리하게 유지되는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 절삭 공구이다.

청구항 3에 기재된 발명은, 상기 절삭날은 그 절삭날 선단을 공구 선단으로부터 축방향 후방으로 따라가다가 비로소 최대 직경이 되는 절삭날 최대 직경 위치보다 더 축방향 후방에 이르게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 절삭 공구이다.

청구항 4에 기재된 발명은, 피삭재와의 마찰에 의한 상기 절삭날의 마모에 의해, 상기 절삭날 최대 직경 위치가 축방향 후방으로 후퇴하는 것을 특징으로 하는 청구항 3에 기재된 절삭 공구이다.

청구항 5에 기재된 발명은, 피삭재와의 마찰에 의해, 상기 절삭날 선단이 마모되어 반경방향 내측으로 변위되면서도, 상기 절삭날 최대 직경 위치가 축방향 후방으로 후퇴함으로써 상기 절삭날 최대 직경 위치의 축방향의 전후에 걸친 상기 절삭날의 선단 능선이 변곡되지 않고 완만하고 볼록한 곡선으로 유지되는 것을 특징으로 하는 청구항 3에 기재된 절삭 공구이다.

청구항 6에 기재된 발명은, 초경합금을 모재로 하여 상기 절삭날이 형성되고, 상기 피복이 다이아몬드 피복인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나에 기재된 절삭 공구이다.

청구항 7에 기재된 발명은, 상기 절삭날은, 그 선단각이 상기 절삭날 최대 직경 위치에서의 선단각 0도로부터 축방향 전방을 향해 연속된 변화에 의해 증가하면서 공구 선단 또는 공구 선단에 이르는 도중까지 연속적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나에 기재된 절삭 공구이다.

청구항 8에 기재된 발명은, 상기 절삭날의 여유각이 45도 이하인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나에 기재된 절삭 공구이다.

청구항 9에 기재된 발명은, 상기 절삭날의 여유각이 20도 이상인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나에 기재된 절삭 공구이다.

청구항 10에 기재된 발명은, 상기 절삭날의 여유각이 40도 이하인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나에 기재된 절삭 공구이다.

청구항 11에 기재된 발명은, 고속도공구강을 모재로 하여 절삭날이 형성되고,

상기 절삭날의 경사면으로부터 여유면에 걸쳐 피복이 실시되며,

피삭재의 절삭 중에, 상기 경사면 상의 상기 피복의 절삭날 선단의 가장자리부가 상기 피삭재와의 마찰에 의해 마모되고, 그 마모가 반경방향 내측으로 진행됨에 따라, 상기 여유면 상의 상기 피복의 절삭날 선단의 가장자리부가 상기 피삭재와의 마찰에 의해 깎여져서 그 아래의 상기 모재가 노출되고, 이 노출된 모재가 상기 피삭재와의 마찰에 의해 더 마모됨으로써 상기 여유면이 반경방향 내측으로 후퇴하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구이다.

청구항 12에 기재된 발명은, 피삭재와의 마찰에 의해, 상기 절삭날 선단이 마모되어 반경방향 내측으로 변위되면서도, 상기 여유면이 반경방향 내측으로 후퇴함으로써 상기 절삭날이 갈려 상기 절삭날이 예리하게 유지되는 것을 특징으로 하는 청구항 11에 기재된 절삭 공구이다.

청구항 13에 기재된 발명은, 상기 절삭날은, 그 절삭날 선단을 공구 선단으로부터 축방향 후방으로 따라가다가 비로소 최대 직경이 되는 절삭날 최대 직경 위치보다 더 축방향 후방에 이르게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 11 또는 청구항 12에 기재된 절삭 공구이다.

청구항 14에 기재된 발명은, 피삭재와의 마찰에 의한 상기 절삭날의 마모에 의해, 상기 절삭날 최대 직경 위치가 축방향 후방으로 후퇴하는 것을 특징으로 하는 청구항 13에 기재된 절삭 공구이다.

청구항 15에 기재된 발명은, 피삭재와의 마찰에 의해, 상기 절삭날 선단이 마모되어 반경방향 내측으로 변위되면서도, 상기 절삭날 최대 직경 위치가 축방향 후방으로 후퇴함으로써 상기 절삭날 최대 직경 위치의 축방향의 전후에 걸친 상기 절삭날의 선단 능선이 변곡되지 않고 완만하고 볼록한 곡선으로 유지되는 것을 특징으로 하는 청구항 13에 기재된 절삭 공구이다.

청구항 16에 기재된 발명은, 상기 절삭날은, 그 선단각이 상기 절삭날 최대 직경 위치에서의 선단각 0도로부터 축방향 전방을 향해 연속된 변화에 의해 증가하면서, 공구 선단 또는 공구 선단에 이르는 도중까지 연속적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 11 내지 청구항 15 중 어느 하나에 기재된 절삭 공구이다.

청구항 17에 기재된 발명은, 절삭날의 여유각이 15도 이상인 것을 특징으로 하는 청구항 11 내지 청구항 16 중 어느 하나에 기재된 절삭 공구이다.

청구항 18에 기재된 발명은, 상기 피복은, 물리증착법(Physical Vapor Deposition) 또는 화학증착법(Chemical Vapor Deposition)에 의해 상기 모재 상에 형성된 막인 것을 특징으로 하는 청구항 11 내지 청구항 17 중 어느 하나에 기재된 절삭 공구이다.

청구항 19에 기재된 발명은, 상기 피복은, 비커스 경도(HV)가 2500 이상인 것을 특징으로 하는 청구항 11 내지 청구항 18 중 어느 하나에 기재된 절삭 공구이다.

본 발명에 따르면, 절삭날의 경사면으로부터 여유면에 걸쳐 절삭날의 모재보다 내마모성이 높은 재료의 피복이 실시되어 있으므로, 내마모성이 뛰어나고, 예리한 절삭날로 효율적으로 피삭재를 절삭할 수 있으며, 피삭재의 절삭에 의해 절삭날 선단의 마모가 진행되어도 여유면이, 반경방향 내측으로 후퇴함으로써 절삭날이 갈려 예리하게 유지되고, 나아가서는 절삭날 최대 직경 위치가 축방향 후방으로 후퇴함으로써 절삭날 최대 직경 위치의 축방향의 전후에 걸친 절삭날의 선단 능선이 변곡되지 않고 완만하고 볼록한 곡선으로 유지되어 절삭에 계속 사용할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 내마모성이 뛰어나고, 절삭날 선단의 마모에 따른 절삭 성능의 저하가 억제되어, 보다 많은 가공 수에 걸쳐 절삭 성능이 지속된다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 드릴의 전체 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 것으로, (a)는 드릴의 선단부 측면도이고, (b)는 (a)에 도시한 화살표 α 방향에서 본 도면이며, (c)는 (a)에 도시한 화살표 β 방향에서 본 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 것으로, (a)는 드릴의 선단부 측면도이고, (b)는 (a)에 도시한 화살표 β 방향에서 본 도면이며, (c1)은 절삭날의 A-A 단면 모식도이고, (c2)는 절삭날의 B-B 단면 모식도이며, (c3)는 절삭날의 B1-B1 단면 모식도이고, (c4)는 절삭날의 C-C 단면 모식도이다. 또한, 아직 피삭재의 절삭에 사용하지 않은 초기의 상태를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 것으로, (a)는 도 1에 도시한 드릴의 선단부의 확대도이고, (b)는 (a)에 도시한 화살표 β 방향에서 본 도면이며, (c1)은 절삭날의 A-A 단면 모식도이고, (c2)는 절삭날의 B-B 단면 모식도이며, (c3)는 절삭날의 B1-B1 단면 모식도이고, (c4)는 절삭날의 C-C 단면 모식도이다. 단, 피삭재의 절삭에 의해 마모가 진행된 중기의 상태를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 관한 것으로, (a)는 도 1에 도시한 드릴의 선단부의 확대도이고, 도(b)는 (a)에 도시한 화살표 β 방향에서 본 도면이며, (c1)은 절삭날의 A-A 단면 모식도이고, (c2)는 절삭날의 B-B 단면 모식도이며, (c3)는 절삭날의 B1-B1 단면 모식도이고, (c4)는 절삭날의 C-C 단면 모식도이다. 단, 피삭재의 절삭에 의해 마모가 더 진행된 종기의 상태를 나타낸다.
도 6은 마모가 진행된 절삭날의 단면 모식도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 것으로, (a)는 드릴의 선단부 측면도이고, (b)는 (a)에 도시한 화살표 β 방향에서 본 도면이며, (c1)은 절삭날의 A-A 단면 모식도이고, (c2)는 절삭날의 B-B 단면 모식도이며, (c3)는 절삭날의 B1-B1 단면 모식도이고, (c4)는 절삭날의 C-C 단면 모식도이다. 또한, 아직 피삭재의 절삭에 사용하지 않은 초기의 상태를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 것으로, (a)는 도 1에 도시한 드릴의 선단부의 확대도이고, (b)는 도(a)에 도시한 화살표 β 방향에서 본 도면이며, (c1)은 절삭날의 A-A 단면 모식도이고, (c2)는 절삭날의 B-B 단면 모식도이며, (c3)는 절삭날의 B1-B1 단면 모식도이고, (c4)는 절삭날의 C-C 단면 모식도이다. 단, 피삭재의 절삭에 의해 마모가 진행된 종기의 상태를 나타낸다.
도 9는 도 8에 도시한 D2부의 상세도이다.
도 10은 종래의 일례에 관한 것으로, (a)는 드릴의 전체 측면도이고, (b)는 선단부 측면도이며, (c)는 (b)에 도시한 D1부의 상세도이다.
도 11의 (a1)는 절삭날의 도 10의 (b)에 도시한 A-A 단면 모식도이고, (a2)는 절삭날의 도 9(b)에 도시한 A1-A1 단면 모식도이며, (a3)는 절삭날의 도 10의 (b)에 도시한 B-B 단면 모식도이고, (a4)는 절삭날의 도 10의 (b)에 도시한 C-C 단면 모식도로서, 아직 피삭재의 절삭에 사용하지 않은 초기의 상태를 나타낸다. (b1)은 절삭날의 도 10의 (b)에 도시한 A-A 단면 모식도이고, (b2)는 절삭날의 도 10의 (b)에 도시한 A1-A1 단면 모식도이며, 도(b3)는 절삭날의 도 10의 (b)에 도시한 B-B 단면 모식도이고, (b4)는 절삭날의 도 10의 (b)에 도시한 C-C 단면 모식도로서, 피삭재의 절삭에 의해 마모가 진행된 종기의 상태를 나타낸다.
도 12는 내마모 피복이 실시된 여유각이 비교적 작은 절삭날의 마모의 진행 모습을 도시한 단면 모식도이다.

이하 본 발명의 일 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 이하는 본 발명의 일 실시형태로서 본 발명을 한정하는 것이 아니다.

〔제1 실시형태〕

먼저, 본 발명의 제1 실시형태에 대해 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시형태의 드릴은, 선단부(1)와 생크부(2)를 갖는다. 선단부(1)와 생크부(2) 사이의 부분에 2줄의 스트레이트 홈(3)이 형성되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이 선단부(1)에는, 한 쌍의 절삭날이 중심축(AX)에 대해 대칭으로 설치되어 있다. 절삭날은, 선단으로부터 일차 절삭날(7), 이차 절삭날(8)에 의해 구성되어 있다. 일차 절삭날(7)은, 이차 절삭날(8)의 형성 부위로부터 돌출된 부분의 전단(前端)에 형성되어 있으며, 이차 절삭날(8)과 축방향으로 분리되어 있다. 일차 절삭날(7)의 최대 직경과 이차 절삭날(8)의 최소 직경이 일치한다. 절삭날(7)은 공구 선단(O)으로부터 일정한 선단각으로 형성되어 있다. 이차 절삭날(8)이 형성하는 선단 능선은, 후방으로 갈수록 선단각이 감소하도록 매끄러운 곡선으로 형성되며, 절삭날 최대 직경 위치에서 선단각이 제로가 된다.

즉, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 이차 절삭날(8)은, 그 선단각이 절삭날 최대 직경 위치(RX)에서의 선단각 0도로부터 축(AX)방향 전방을 향해 연속된 변화에 의해 증가하면서, 공구 선단(O)에 이르는 도중까지 연속적으로 형성되어 있다. 그대로 공구 선단(O)까지 형성하여, 직선형의 절삭날(7)을 배제하고, R 형상의 절삭날(8)로서만 실시할 수도 있다.

절삭날에는 각각 경사면(6) 및 여유면(9, 10, 13)이 형성되어 있다.

선단부(1)는 크로스 씨닝되어 있으며, 씨닝(11, 11)에 스트레이트 홈(3, 3)이 연속된다. 씨닝(11, 11) 및 스트레이트 홈(3, 3)에 의해 움푹 들어간 부분에 경사면(6)이 형성되어 있다.

경사면(6)과 절삭날 2번 여유면(9)이 예각을 이루어 일차 절삭날(7)의 선단에서 합쳐진다. 또한, 경사면(6)과 절삭날 2번 여유면(10)이 예각을 이루어 이차 절삭날(8)의 선단에서 합쳐진다. 절삭날 2번 여유면(10)의 절삭 방향 후방에 연속하여 절삭날 3번 여유면(13)이 형성되어 있다. 절삭날 3번 여유면(13)과 절삭날 2번 여유면(10)이 만드는 내각이 180도보다 작은 각도를 이룬다.

스트레이트 홈(3, 3) 사이의 부분에 있어서는, 스트레이트 홈(3, 3)을 따른 양 가장자리에 마진(5, 5)이 형성되어 있다. 양 가장자리의 마진(5, 5) 사이에는 평면 컷 여유면(4)이 형성되어 있다. 절삭 방향 전방 가장자리의 마진은, 절삭날 2번 여유면(10)의 축(AX)방향 후방에 연속하여 형성되어 있다. 절삭날 3번 여유면(13)의 축(AX)방향 후방에는 평면 컷 여유면(4) 및 절삭 방향 후방 가장자리의 마진(5)이 연속하여 형성되어 있다. 4개의 마진(5, 5, 5, 5)은 피가공 구멍의 내면에 닿아 드릴을 지지한다.

도 3의 (a)(b)에 도시한 바와 같이, 이차 절삭날(8)은 절삭날 최대 직경 위치(RX)보다 더 축(AX)방향 후방에 이르게 형성되어 있다. 이차 절삭날(8) 중 초기의 절삭날 최대 직경 위치(RX)보다 축(AX)방향 후방에 형성된 절삭날을 후방 예비날(14)[초기의 절삭날 최대 직경 위치(RX)를 포함하지 않음]이라고 하기로 한다.

후방 예비날(14)은 선단각 제로로 형성되어 있다. 도 3의 (c1)(c2)(c3)에 도시한 바와 같이 후방 예비날(14)을 포함하는 이차 절삭날(8)은, 여유각이 마련되어 있다. 절삭날(7, 8)의 여유각은, 여유면의 적당한 마모성과 절삭날의 필요한 강도를 얻기 위해, 15도 이상 45도 이하로 된다. 보다 바람직하게는, 20도 이상 40도 이하이다.

도 3의 (c1)(c2)에 도시한 바와 같이, 절삭날 최대 직경 위치(RX) 및 이보다 전방 위치에 있어서 이차 절삭날(8)은, 경사면(6)과 절삭날 2번 여유면(10)이 절삭날 선단(15)에서 합쳐진 예리한 형상으로 형성된다. 후방 예비날(14)도 마찬가지로, 경사면(6)과 절삭날 2번 여유면(10)이 절삭날 선단(15)에서 합쳐진 예리한 형상으로 형성될 수도 있다. 그러나, 절삭날 2번 여유면(10)의 형성 오차로 인해 절삭날 선단(15)의 축(AX)으로부터의 반경이 달라져 버릴 우려가 있다. 이 형성 오차로 인한 절삭날 반경에의 영향을 흡수하기 위해, 도 3의 (c3)에 도시한 바와 같이, 경사면(6)에 대해 약간의 마진(17)을 마련하여 절삭날 2번 여유면(10)을 형성하도록 할 수도 있다. 이 오차 흡수용 마진(17)은, 전술한 드릴 지지용 마진(5)과 마찬가지로, 축(AX)을 중심으로 한 반경방향에 수직한 면으로 형성되는데, 마진(17)의 폭은 0.1 ㎜ 이하가 된다. 마진(5)은 예컨대 1.0 ㎜가 된다.

절삭날의 모재는 초경합금이다. 도 3의 (c1)(c2)(c3)(c4)에 도시한 바와 같이, 일차 절삭날(7), 이차 절삭날(8)[후방 예비날(14)이 포함됨] 및 마진(5)에까지 이르러 내마모 피복(12)이 실시되어 있다. 일차 절삭날(7), 이차 절삭날(8)에 대해서는, 내마모 피복(12)은 경사면(6)으로부터 여유면(9, 10)에 걸쳐 실시되어 있다. 마진(5)에 대해서는, 내마모 피복(12)은 경사면(6)으로부터 마진(5), 여유면(4)에 걸쳐 실시되어 있다. 내마모 피복(12)은, 내마모성을 향상시키는 목적의 것이므로, 절삭날의 모재보다 내마모성이 높은 재료일 것이 요구되며, 예컨대 초경합금의 모재에 대해 내마모 피복(12)으로서 다이아몬드 피복이 실시된다.

이어서, 이상의 본 실시형태의 드릴을 절삭에 사용했을 때의 작용에 대해 설명한다. 피삭재(W)는 탄소 섬유 강화 수지 복합재이다.

본 드릴을 피삭재(W)의 절삭에 사용하면, 도 3에 도시한 아직 피삭재의 절삭에 사용하지 않은 초기의 상태에 대해, 도 4, 나아가서는 도 5에 도시한 바와 같이, 내마모 피복(12) 및 내마모 피복(12)으로부터 노출된 모재의 마모가 진행된다.

도 3의 (c1)→도 4의 (c1)→도 5의 (c1) 및 도 3의 (c2)→도 4의 (c2)→도 5의 (c2)와 같이, 피삭재(W)의 절삭 중에, 경사면(6) 상의 내마모 피복(12)의 절삭날 선단(15)의 가장자리부가 피삭재(W)와의 마찰에 의해 마모된다. 이 마모가 반경방향 내측으로 진행됨에 따라, 여유면(10) 상의 내마모 피복(12)의 절삭날 선단(15)의 가장자리부가 피삭재(W)와의 마찰에 의해 깎여져서 그 아래의 모재가 노출된다. 또한 이 노출된 모재가 피삭재(W)와의 마찰에 의해 마모됨으로써 절삭날 선단(15)에 인접하는 여유면이 반경방향 내측으로 후퇴한다. 이와 같이 피삭재(W)와의 마찰에 의해 절삭날 선단(15)이 마모되어 반경방향 내측으로 변위되면서도, 여유면이 반경방향 내측으로 후퇴함으로써 절삭날이 갈려져서 절삭날이 예리하게 유지된다.

이러한 작용, 즉 절삭날을 예리하게 유지하기 위한 여유면의 적당한 마모성을 얻기 위해, 전술한 바와 같이, 여유각은 15도 이상, 바람직하게는 20도 이상으로 한다.

도 6에 여유각(θ)과, 여유면(10) 상의 내마모 피복(12)의 피삭재(W)와의 접촉 폭(x)과, 내마모 피복(12)의 두께(t)를 나타냈다. 그리고, 여유각(θ)이 5도, 10도…45도, 50도로 변화할 때, 접촉 폭(x)은 표 1에 나타낸 바와 같이 변화한다.

여유각(θ)이 작을수록 접촉 폭(x)은 커지며, 따라서 피삭재(W)와의 접촉 면적이 커져 단위 면적당 마찰 부하가 작아지기 때문에, 마모의 진행을 작게 억제할 수 있다. 따라서, 여유면(10) 상의 내마모 피복(12)은, 표 1에도 기재한 바와 같이, 여유각(θ)이 작을수록 잘 마모되지 않고, 여유각(θ)이 클수록 마모가 쉽게 일어난다.

이로부터 미루어보면, 여유면의 마모성을 올리려면 여유각(θ)을 크게 하면 된다.

또한, 여유면(10) 상의 내마모 피복(12)에는, 피삭재(W)와의 마찰에 의해 모재로부터 박리되는 방향의 힘이 작용하는 한편, 경사면(6) 상의 내마모 피복(12)에는, 피삭재(W)와의 마찰에 의해 모재에 밀어 붙여지는 방향의 힘이 작용한다. 이 점에서는, 경사면(6) 상의 내마모 피복(12)보다 여유면(10) 상의 내마모 피복(12)이 마모되기 쉬운 경향이 있다. 이 경향과, 여유각(θ)을 크게 함에 따른 여유면(10)의 마모성 향상이 균형을 이루어, 경사면(6) 상의 내마모 피복(12)의 마모 진행과 여유면(10) 상의 내마모 피복(12)의 마모 진행이 균형을 이루게 된다.

그 반면에, 여유각(θ)을 크게 하면, 절삭날이 가늘어져 강도가 저하하여 결락이 쉽게 일어난다. 절삭날은, 표 1에도 기재한 바와 같이, 여유각(θ)이 작을수록 잘 결락되지 않고, 여유각(θ)이 클수록 결락이 쉽게 일어난다.

표 1에 있어서 항목 E, F, G는 절삭 내구 시험 결과의 상대 평가이다.

항목 E는 "디라미네이션의 발생도"로서, ◎, ○, △, ×의 순으로 발생이 많아진다. 여유면이 피가공면에 근접할수록 디라미네이션이 쉽게 일어난다.

항목 F는 "수명"으로서, ◎, ○, △의 순으로 수명이 짧아진다. 항목 G는 "절삭날의 파손의 발생도"이다. 여유각(θ)이 너무 크면 절삭날이 조기에 과도하게 마모되거나, 절삭날에 결락이 발생하거나 하여 수명은 짧아진다.

이상 사실로 미루어보면, 여유면의 적당한 마모성과 절삭날의 필요한 강도를 얻기 위해, 그리고 내마모 피복(12)과 여유면(10) 상의 내마모 피복(12)에서의 마모 진행의 불균형을 억제하기 위해, 더 나아가 탄소 섬유 강화 수지 복합재에 대해서는 디라미네이션의 발생을 억제하기 위해, 절삭날(7, 8)의 여유각은 15도 이상 45도 이하, 보다 바람직하게는 20도 이상 40도 이하로 한다.

또한, 도 3의 (a)(b)→도 4의 (a)(b) →도 5의 (a)(b)와 같이, 피삭재(W)의 절삭 중에, 피삭재(W)와의 마찰로 인한 절삭날(8)의 마모에 의해 절삭날 최대 직경 위치(RX)가 축(AX)방향 후방으로 후퇴한다.

도 3의 (a)(b)에 도시한 초기의 상태에 있어서는, 절삭날 최대 직경 위치(RX)는 B-B 단면에 위치한다. 마모가 진행하여 도 4의 (a)(b)에 도시한 상태에 있어서는, 절삭날 최대 직경 위치(RX)가 B-B 단면보다 후방으로 이동해 있다. 후방 예비날(14)이 이미 피삭재의 구멍 크기 확대를 위한 절삭에 사용되기 시작했다.

마모가 더 진행하여 도 5의 (a)(b)에 도시한 상태에 있어서는, 절삭날 최대 직경 위치(RX)는 B1-B1 단면보다 후방으로 이동해 있다. 후방 예비날(14)이 피삭재의 구멍 크기 확대를 위한 절삭에 절반 이상의 길이에 걸쳐 사용되고 있다.

도 3의 (a)에 도시한 초기의 상태에서의 절삭날 선단 능선(16A)을, 동 도면에 있어서 실선에 의해, 도 4의 (a) 및 도 5의 (a)에 있어서 이점 쇄선으로 나타냈다. 도 4의 (a)에서의 절삭날 선단 능선은 16B, 도 5의 (a)에서의 절삭날 선단 능선은 16C이다.

피삭재(W)와의 마찰에 의해, 절삭날 선단이 능선 16A→16B→16C로 마모되어 반경방향 내측으로 변위되면서도, 절삭날 최대 직경 위치(RX)가 축(AX)방향 후방으로 후퇴함으로써 절삭날 최대 직경 위치(RX)의 축(AX)방향의 전후에 걸친 절삭날(8)의 선단 능선이 완만하고 볼록한 곡선으로 유지된다. 절삭날 최대 직경 위치(RX)가 축(AX)방향 후방으로 후퇴함으로써 절삭날 최대 직경 위치(RX)의 축(AX)방향의 전후에 걸친 절삭날(8)의 선단 능선은, 그 곡률이 초기의 상태로부터 증가하지 않고 완만하고 볼록한 곡선으로 유지된다.

이상 설명한 본 실시형태의 드릴에 따르면, 절삭날(7, 8)의 경사면(6)으로부터 여유면(9, 10)에 걸쳐 절삭날의 모재보다 내마모성이 높은 재료의 피복(12)이 실시되어 있으므로, 내마모성이 뛰어나고, 예리한 절삭날로 효율적으로 피삭재를 절삭할 수 있어, 피삭재의 절삭에 의해 절삭날 선단의 마모가 진행되어도, 여유면이 반경방향 내측으로 후퇴함으로써 절삭날(7, 8)이 갈려져서 예리하게 유지되며, 나아가서는 절삭날 최대 직경 위치(RX)가 축(AX)방향 후방으로 후퇴함으로써 절삭날 최대 직경 위치(RX)의 축(AX)방향의 전후에 걸친 절삭날의 선단 능선이 완만하고 볼록한 곡선으로 유지되어 절삭에 계속 사용할 수 있다.

따라서, 내마모성이 뛰어나고, 절삭날 선단의 마모에 수반되는 절삭 성능의 저하가 억제되어, 보다 많은 가공 수에 걸쳐 절삭 성능이 지속된다.

〔제2 실시형태〕

이어서, 본 발명의 제2 실시형태에 대해 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 본 실시형태는 상기 제1 실시형태의 후방 예비날(14)의 유효성을 보이기 위한 비교 실시형태이다. 따라서, 도 7에 도시한 바와 같이 본 실시형태의 드릴은, 이차 절삭날(8)이 후방 예비날(14)을 갖지 않는 점에서 다르다. 즉, 본 드릴의 이차 절삭날(8)은 절삭날 최대 직경 위치(RX)보다 더 축(AX)방향 후방에 이르게 형성되어 있지 않고, 이차 절삭날(8)의 후방 종단은 절삭날 최대 직경 위치(RX)이며, 절삭날 최대 직경 위치(RX)로부터 후방은 마진(5)이 형성되어 있다. 그 이외의 형상은 상기 제1 실시형태와 동일하다.

이러한 후방 예비날(14)을 갖지 않는 본 드릴을 절삭에 사용하면, 도 7에 도시한 초기의 상태에서 도 8에 도시한 상태로 마모된다. 초기의 절삭날 선단 능선(16A)은 마모에 의해 도 8의 (a)에 도시한 절삭날 선단 능선(16D)으로 변화된다. 절삭날 최대 직경 위치(RX) 부근에서의 절삭날 선단 능선(16)의 형상은 도 9에 도시한 바와 같아진다. 도 9에 있어서, Ho는 절삭날 최대 직경 위치(RX)를 지나 공구 중심축(AX)에 평행한 보조선을 나타낸다. 보조선(Ho)은 절삭날 최대 직경 위치(RX)에서의 초기의 절삭날 선단 능선(16A)의 연장 직선에도 상당한다. 또한 도 9에 있어서, Hc는 절삭날 최대 직경 위치(RX)에서의 일정한 마모 후의 절삭날 선단 능선(16D)의 연장 보조 직선을 나타낸다.

도 8의 (c2)(c3)(c4)에 나타낸 마진 형성부에 있어서는, 마진(5)에서는 절삭을 행하지 않고, 또한 마진(5)의 폭만큼 피삭재(W)와의 접촉 면적이 크며 단위 면적당 마찰 부하가 작아지기 때문에, 절삭날(8) 만큼 마모는 진행되지 않는다. 그 결과, 어느 일정한 마모 후의 절삭날(8)에 있어서는, 도 8의 (a) 및 도 9에서 도시한 바와 같이, 마진(5)과의 경계인 절삭날 최대 직경 위치(RX) 부근에서 도려내어져 변곡된 절삭날 선단 능선(16D)으로 변화되어 버린다.

이 연장 보조 직선(Hc)에서 알 수 있는 바와 같이, 절삭날 최대 직경 위치(RX)에 있어서 절삭날 선단각이 180도에 근접해 버린다. 180도의 선단각의 절삭날로는 절삭할 수는 없다. 따라서, 절삭날 최대 직경 위치(RX)에서의 절삭날 선단각이 180도에 근접한 어느 단계에서, 절삭 성능이 현저하게 저하하여 절삭 공구로서의 사용 수명을 다하게 되어 버린다.

도 8, 도 9에 도시한 본 실시형태의 드릴의 사용 수명까지의 가공 수는, 도 5에 도시한 상기 제1 실시형태의 드릴의 사용 수명까지의 가공 수에는 미치지 못한다. 즉, 후방 예비날(14)을 갖지 않는 본 실시형태의 드릴에 있어서는, 후방 예비날(14)을 갖는 상기 제1 실시형태의 드릴보다 조기에 사용 수명을 다하게 되어 버린다.

또한, 본 실시형태의 드릴에 있어서는, 사용 수명까지의 가공 수가 적기 때문에, 도 8의 (c1)에 도시한 바와 같이 절삭날(8)에 실시된 내마모 피복(12)의 마모는 도 4의 (c1)나 도 5의 (c1)에 도시한 상기 제1 실시형태의 것만큼은 진행되지 않는다. 따라서, 절삭날을 예리하게 유지하기 위한 여유면의 적당한 마모성을 얻기 위해 여유각을 15도 이상, 바람직하게는 20도 이상으로 하는 것은, 상기 제1 실시형태만큼 유효하게 작용하지 않고 사용 수명을 다하게 된다.

또한, 본 발명의 절삭 공구를 유효하게 사용할 수 있는 피삭재로는, 상기 게재한 재료에 한정되지 않는다. 도 12에 도시한 절삭날의 마모 현상이 생기는 피삭재에 대해서는, 본 발명의 절삭 공구를 유효하게 적용할 수 있으며, 그에 따라 본 발명의 효과를 얻을 수 있다. 구체적으로는, 섬유 강화 수지 복합재, 콘크리트 등에 대해서는 본 발명의 절삭 공구를 유효하게 적용할 수 있다. 점도가 높은 금속 재료에 대해서는, 절삭날이 사용 불가능해지는 과정이 도 12에 도시한 바와 같은 마모 현상에 의한 것은 아니므로, 이와 같은 재료에는 전술한 본 발명에 따른 절삭날 유지 원리가 유효하게 작용하지 않는다. 금속이라도 주물 등 점도가 낮은 재료에 대해서는, 본 발명의 절삭 공구를 유효하게 적용할 수 있다.

또한, 초경합금에 다이아몬드 피복을 실시하기 위해, 초경합금의 코발트 함유율이 6%(중량 농도, 이하 동일) 이하일 필요가 있음이 종래에 알려져 있다. 코발트 함유율이 증가함으로써, 다이아몬드 피복이 박리되기 때문이다.

본 발명의 절삭날 유지 원리는, 여유면의 모재를 절삭시의 마모에 의해 줄이는 데 있으므로, 모재는 저경도인 것이 바람직하다. 따라서, 다이아몬드 피복을 적용하는 경우, 초경합금의 코발트 함유율을 종래의 상한의 최대 6%로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 절삭날 유지 원리를 크게 활용하기 위해, 장래적으로는 "코발트 함유율이 6%를 초과하는 초경합금을 모재로 하여 절삭날이 형성되고, 상기 절삭날에 다이아몬드 피복이 실시된 절삭 공구"를 구성하는 것은 유효하다.

〔제3 실시형태〕

이어서, 본 발명의 제3 실시형태에 대해 설명한다.

전술한 본 발명의 절삭날 유지 원리를 활용하기 위해서는, 고속도공구강을 모재로 하여 절삭날이 형성된 드릴도 유효하다. 본 실시형태의 드릴은, 상기 제1 실시형태의 드릴에 있어서, 모재를 고속도공구강을 모재로 하고, 내마모 피복(12)으로서 이하에 예로 드는 것을 적용한 것이다.

예를 들어, 모재의 고속도공구강으로서 SKH51이나 HAP72를 적용한다. SKH51의 비커스 경도(HV)는 700이고, HAP72의 비커스 경도(HV)는 940이다.

절삭날의 경사면으로부터 여유면에 걸쳐 실시되는 내마목 피복(12)으로서는, 물리증착법(Physical Vapor Deposition ; PVD) 또는 화학증착법(Chemical Vapor Deposition ; CVD)에 의해 모재 상에 형성된 피막을 적용할 수 있다. 그 중에 앞서 게재한 SKH51 상에도 성막할 수 있는 것으로서는, TiAlN막[예컨대, 욀리컨 발저스사 제조 BALINIT-SQ(BALINIT는 등록상표), HV=3300], TiC막[예컨대, 욀리컨 발저스사 제조 BALINIT-B(BALINIT는 등록상표), HV=3000] 등을 예로 들 수 있다.

이들 피막과 같이, 비커스 경도(HV)가 2500 이상이면, 모재의 고속도공구강의 경도에 비해 충분히 높아, 내마모성을 향상시킬 수 있고, 마모 진행에 따라 전술한 본 발명의 절삭날 유지 원리를 양호하게 실현할 수 있다.

절삭날 형상은 상기 제1 실시형태와 동일하며, 상기 제1 실시형태에서 설명한 내마모 피복(12) 및 모재의 마모 진행에 따른 절삭날 형상의 변천이 동일하게 일어나서, 보다 많은 가공 수에 걸쳐 절삭 성능이 유지되는 효과가 동일하게 얻어진다.

즉, 도 3의 (c1)→도 4의 (c1)→도 5의 (c1) 및 도 3의 (c2)→도 4의 (c2)→도 5의 (c2)와 같이, 피삭재(W)의 절삭 중에, 경사면(6) 상의 내마모 피복(12)의 절삭날 선단(15)의 가장자리부가 피삭재(W)와의 마찰에 의해 마모된다. 이 마모가 반경방향 내측으로 진행됨에 따라, 여유면(10) 상의 내마모 피복(12)의 절삭날 선단(15)의 가장자리부가 피삭재(W)와의 마찰에 의해 깎여져서 그 아래의 모재가 노출된다. 또한 이 노출된 모재가 피삭재(W)와의 마찰에 의해 마모됨으로써 절삭날 선단(15)에 인접하는 여유면이 반경방향 내측으로 후퇴한다. 이와 같이 피삭재(W)와의 마찰에 의해 절삭날 선단(15)이 마모되어 반경방향 내측으로 변위되면서도, 여유면이 반경방향 내측으로 후퇴함으로써 절삭날이 갈려져서 절삭날이 예리하게 유지된다.

이 효과를 양호하게 가져오기 위해서는, 여유각이, 상기 제1 실시형태와 마찬가지로 15도 이상인 것이 바람직하다.

또한, 초경합금에 비해 고속도공구강은 인성(靭性)이 높으므로, 모재를 초경합금으로 한 경우와 비교하여, 모재를 고속도공구강으로 한 본 실시형태에서는, 여유각을 크게 하여 절삭날의 강성이 약해져도, 이지러짐 등의 파손이 일어나지 않는 필요한 강도를 확보하기가 쉽다. 따라서, 여유각을 20도 이상, 더 나아가 30도 이상, 40도 이상으로 하는 것도 용이하다.

또한, 피삭재(W)와의 마찰에 의해, 절삭날 선단이 능선 16A→16B→16C로 마모되어 반경방향 내측으로 변위되면서도, 절삭날 최대 직경 위치(RX)가 축(AX)방향 후방으로 후퇴함으로써 절삭날 최대 직경 위치(RX)의 축(AX)방향의 전후에 걸친 절삭날(8)의 선단 능선이 완만하고 볼록한 곡선으로 유지된다. 절삭날 최대 직경 위치(RX)가 축(AX)방향 후방으로 후퇴함으로써 절삭날 최대 직경 위치(RX)의 축(AX)방향의 전후에 걸친 절삭날(8)의 선단 능선은, 그 곡률이 초기의 상태로부터 증가하지 않고 완만하고 볼록한 곡선으로 유지된다.

본 실시형태의 드릴에 따르면, 절삭날(7, 8)의 경사면(6)으로부터 여유면(9, 10)에 걸쳐 절삭날의 모재보다 내마모성이 높은 재료의 피복(12)이 실시되어 있으므로, 내마모성이 뛰어나고, 예리한 절삭날로 효율적으로 피삭재를 절삭할 수 있어, 피삭재의 절삭에 의해 절삭날 선단의 마모가 진행되어도, 여유면이 반경방향 내측으로 후퇴함으로써 절삭날(7, 8)이 갈려져서 예리하게 유지되며, 나아가서는 절삭날 최대 직경 위치(RX)가 축(AX)방향 후방으로 후퇴함으로써 절삭날 최대 직경 위치(RX)의 축(AX)방향의 전후에 걸친 절삭날의 선단 능선이 완만하고 볼록한 곡선으로 유지되어 절삭에 계속 사용할 수 있다.

1 : 선단부 2 : 생크부
3 : 스트레이트 홈 4 : 평면 컷 여유면
5 : 마진 6 : 경사면
7 : 일차 절삭날 8 : 이차 절삭날
9 : 절삭날 2번 여유면 10 : 절삭날 2번 여유면
11 : 씨닝 12 : 내마모 피복
13 : 절삭날 3번 여유면 14 : 후방 예비날
15 : 절삭날 선단 16A∼D : 절삭날 선단 능선
W : 피삭재 RX : 절삭날 최대 직경 위치

Claims

절삭날의 경사면으로부터 여유면에 걸쳐 상기 절삭날의 모재보다 내마모성이 높은 재료의 피복이 실시되고,
상기 절삭날의 여유각이 15도 이상이 되며,
피삭재의 절삭 중에, 상기 경사면 상의 상기 피복의 절삭날 선단의 가장자리부가 상기 피삭재와의 마찰에 의해 마모되고, 그 마모가 반경방향 내측으로 진행됨에 따라, 상기 여유면 상의 상기 피복의 절삭날 선단의 가장자리부가 상기 피삭재와의 마찰에 의해 깎여져서 그 아래의 상기 모재가 노출되고, 이 노출된 모재가 상기 피삭재와의 마찰에 의해 더 마모됨으로써 상기 여유면이 반경방향 내측으로 후퇴하고,
상기 절삭날은, 그 절삭날 선단을 공구 선단으로부터 축방향 후방으로 따라가다가 비로소 최대 직경이 되는 절삭날 최대 직경 위치보다 더 축방향 후방에 이르게 형성되어 있고, 피삭재와의 마찰에 의한 상기 절삭날의 마모에 의해, 상기 절삭날 최대 직경 위치가 축방향 후방으로 후퇴하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항에 있어서, 피삭재와의 마찰에 의해, 상기 절삭날 선단이 마모되어 반경방향 내측으로 변위되면서도, 상기 여유면이 반경방향 내측으로 후퇴함으로써 상기 절삭날이 갈려 상기 절삭날이 예리하게 유지되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항에 있어서, 피삭재와의 마찰에 의해, 상기 절삭날 선단이 마모되어 반경방향 내측으로 변위되면서도, 상기 절삭날 최대 직경 위치가 축방향 후방으로 후퇴함으로써 상기 절삭날 최대 직경 위치의 축방향의 전후에 걸친 상기 절삭날의 선단 능선이 변곡되지 않고 완만하고 볼록한 곡선으로 유지되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 초경합금을 모재로 하여 상기 절삭날이 형성되고,
상기 피복이 다이아몬드 피복인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭날은, 그 선단각이 절삭날 최대 직경 위치에서의 선단각 0도로부터 축방향 전방을 향해 연속된 변화에 의해 증가하면서, 공구 선단 또는 공구 선단에 이르는 도중까지 연속적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭날의 여유각이 45도 이하인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭날의 여유각이 20도 이상인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭날의 여유각이 40도 이하인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
고속도공구강을 모재로 하여 절삭날이 형성되고,
상기 절삭날의 경사면으로부터 여유면에 걸쳐 피복이 실시되며,
피삭재의 절삭 중에, 상기 경사면 상의 상기 피복의 절삭날 선단의 가장자리부가 상기 피삭재와의 마찰에 의해 마모되고, 그 마모가 반경방향 내측으로 진행됨에 따라, 상기 여유면 상의 상기 피복의 절삭날 선단의 가장자리부가 상기 피삭재와의 마찰에 의해 깎여져서 그 아래의 상기 모재가 노출되고, 이 노출된 모재가 상기 피삭재와의 마찰에 의해 더 마모됨으로써 상기 여유면이 반경방향 내측으로 후퇴하고,
상기 절삭날은, 그 절삭날 선단을 공구 선단으로부터 축방향 후방으로 따라가다가 비로소 최대 직경이 되는 절삭날 최대 직경 위치보다 더 축방향 후방에 이르게 형성되어 있고, 피삭재와의 마찰에 의한 상기 절삭날의 마모에 의해, 상기 절삭날 최대 직경 위치가 축방향 후방으로 후퇴하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제9항에 있어서, 피삭재와의 마찰에 의해, 상기 절삭날 선단이 마모되어 반경방향 내측으로 변위되면서도, 상기 여유면이 반경방향 내측으로 후퇴함으로써 상기 절삭날이 갈려 상기 절삭날이 예리하게 유지되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제9항에 있어서, 피삭재와의 마찰에 의해, 상기 절삭날 선단이 마모되어 반경방향 내측으로 변위되면서도, 상기 절삭날 최대 직경 위치가 축방향 후방으로 후퇴함으로써 상기 절삭날 최대 직경 위치의 축방향의 전후에 걸친 상기 절삭날의 선단 능선이 변곡되지 않고 완만하고 볼록한 곡선으로 유지되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭날은, 그 선단각이 절삭날 최대 직경 위치에서의 선단각 0도로부터 축방향 전방을 향해 연속된 변화에 의해 증가하면서, 공구 선단 또는 공구 선단에 이르는 도중까지 연속적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭날의 여유각이 15도 이상인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피복은, 물리증착법(Physical Vapor Deposition) 또는 화학증착법(Chemical Vapor Deposition)에 의해 상기 모재 상에 형성된 막인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피복은, 비커스 경도(HV)가 2500 이상인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
제1항 또는 제9항에 있어서, 상기 절삭날 선단은, 피삭재와의 마찰에 의해 상기 피복이 마모되어 상기 절삭날 선단의 모재가 노출되는 경우에, 상기 여유면 상의 피복의 피삭재와의 접촉 폭(x)과 피복의 두께(t)의 관계는, x:t=1.5:1 내지 3:1인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
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