KR102191679B1

KR102191679B1 - 드릴 비트

Info

Publication number: KR102191679B1
Application number: KR1020167006829A
Authority: KR
Inventors: 울리히 크렌저; 세르칸 토팔
Original assignee: 마팔 파브릭 퓌어 프래찌지온스베르크쪼이게 독토르 크레쓰카게
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2020-12-16
Also published as: US20160214184A1; US9862036B2; KR20160047494A; EP3038776B1; CN105658361B; CN105658361A; JP6560676B2; PL3038776T3; ES2832298T3; WO2015028431A1; EP3038776A1; JP2016529124A

Abstract

본 발명은 중심축(11), 전면, 주변면, 전면(3)에 위치된 적어도 2개의 메인 절삭 립들(17, 17'), 적어도 2개의 브래드 포인트(brad point)들(19, 19'), 적어도 2개의 브래드 포인트들(19, 19') 및 적어도 2개의 메인 절삭 립들(17, 17')에 연결된 경사면들(37, 39), 플루트들, 적어도 하나의 끌날(chisel edge), 리세스부(recess portion), 및 적어도 2개의 브래드 포인트들(19, 19')의 경사면(39)들에 적어도 연결되는 스와프 가이드 숄더(swaf guide shoulder)들(23a, 23b)을 갖는 드릴 비트(1)에 관한 것이다. 드릴 비트(1)는 전면으로부터의 거리가 증가함에 따라 리세스부 근처에서 중심축(11)과 스와프 가이드 숄더(23a, 23b) 사이의 각도(γ1, γ2)가 감소하는 것을 특징으로 한다.

Description

드릴 비트{DRILL BIT}

본 발명의 청구항 1의 전제부에 따른 드릴에 관한 것이다.

여기서 다뤄지는 형태의 드릴들이 알려진다. 보통, 특히 드릴 직경의 25 내지 35%의 상대적으로 큰 코어 직경을 갖는 고속도강(HSS)으로부터 고성능 드릴들 및 초경 드릴(solid carbide drill)들이 사용된다. 이러한 큰 코어 직경의 경우에 포인트 씨닝(point thinning)에 의해 드릴의 메인날(main edge)들을 연결하는 드릴의 교차날(cross edge)을 짧게 하는 것이 필요하다. 이런 척도는 알려진다. 특히 예를 들어 알루미늄과 같은 꽤 부드러운 재료를 처리할 때 흔히 빌트업 에지(built-up edge)가 드릴의 절삭면들과 드릴에 의해 제거되는 칩들 사이의 큰 마찰로 인해 드릴의 포인트 씨닝의 영역에서 형성되는 것이 발생한다. 빌트업 에지들을 갖는 드릴이 거의 한정되지 않는 에지 기하학적 구조를 갖고 특히 드릴링(drilling) 공정의 시작 중에 회전축으로부터 밀리기 때문에, 이런 빌트업 에지들은 한편으로는 드릴의 절삭 압력을 증가시키고 다른 한편으로는 보어(bore)들의 위치 정확도를 감소시킨다. 이중날 드릴에서, 빌트업 에지들의 형성은 흔히 큰 크기의 광택-연마 포인트 씨닝에 의해 감소될 수 있어, 칩들은 낮은 마찰력으로 획득될 수 있다. 롱-치핑(long-chipping) 재료의 경우에, 하지만 메인날의 상호작용, 포인트 씨닝 및 칩 플루트(chip flute)의 형상이 칩들의 형상을 결정하기 때문에 과도하게 큰 포인트 씨닝은 칩 브레이킹(chip breaking)에 대하여 단점을 갖는다. 전체적인 날 길이가 포인트 씨닝의 길이 및 메인날의 길이에 의해 결정되기에, 칩의 폭은 대체적으로 칩 플루트의 깊이보다 크다. 이는 단지 만약 칩들이 크기로 인해 칩 플루트들을 손쉽게 통과할 수 있는 방법으로 형성된다면 칩 공간을 한정하는 칩 플루트들을 통한 확실한 칩 제거가 확보될 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 칩 형성은 높은 마찰력 및 이에 따른 높은 온도가 드릴 팁에 발생하는 것을 야기한다는 것이 또한 보여진다. 고강도 재료를 처리할 때, 크레이터 마모(crater wear), 즉 칩 표면 상의 크레이터 형성, 및 에지 브레이크아웃(edge breakout)은 흔한 칩들의 약한 이탈의 결과이다.

따라서 본 발명의 목적은 칩 제거가 향상되는 드릴을 제공하는 것이다.

이런 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 나열된 특징들을 갖는 드릴이 제안된다. 이는 이것이 중심축, 전면측, 원주면, 원주면까지 도달하고 거기서 연결된 보조날(secondary edge)과 만나는, 전면측 상에 위치하는 적어도 2개의 메인날(main edge)들, 원주면의 반대방향을 향하는 메인날들의 종단으로부터 연장되는 적어도 2개의 중심날(central edge)들, 적어도 2개의 중심날들 및 적어도 2개의 메인날들과 연결된 절삭면들, 적어도 2개의 메인날들의 반대방향을 향하고 중심축을 통과하는 적어도 2개의 중심날들의 종단들에 의해 인접한 적어도 하나의 교차날(cross edge), 적어도 2개의 중심날들뿐 아니라 적어도 2개의 메인날들과 연결되고 원주면 안으로 삽입되는 절삭면들, 포인트 씨닝부(point thinning) 및 절삭면들과 연결된 칩 런업 숄더(chip run-up shoulder)들을 갖는 드릴인 것을 의미한다. 본 발명에 따른 드릴은 포인트 씨닝부의 영역에서, 칩 런업 숄더는 전면측으로부터의 거리가 증가함에 따라, 각도가, 바람직하게는 연속적으로, 감소하는 중심축에 대하여 측정된 축각(axial angle)(γ)을 갖는 것을 특징으로 한다. 여기서 언급된 축각은 드릴의 측면에서 특히 잘 보일 수 있다.

본 구체예는 드릴의 사용 동안에 형성된 칩들이 최적으로 제거되고, 칩 형성 동안에 성장하는 마찰력, 및 또한 마찰력과 관련된 이에 따른 온도가 실질적으로 감소되는 것을 보장한다.

바람직한 구체적인 실시예에서, - 전면측에 대한 평면도에서 - 적어도 2개의 중심날들은 원호 형상이 되는 방식으로 연장되고 그렇게 해서 연결된 칩 공간으로 만곡된다는 것이 제공된다. 중심날들은 인접한 메인날들과 여기서 만나고 연결부에서 인접한 메인날들과 함께 10°≤ α ≤ 30°, 바람직하게는 α < 20°의 영역으로 각도(α)를 이룬다. 본 구체예는 최대 하중이 불균형의 기계 하중 및 열하중으로 유도할 날들의 영역을 야기하지 않는 방법으로 중심날 및 메인날의 영역에서 칩들의 형성을 야기한다. 더욱이, 상대적으로 동일한 힘으로 하중이 가해지는 것을 의미하는, 균일한 텐션 프로파일(tension profile)은 드릴날에서 달성된다.

원호 형상이 되는 방식으로 연장되는 적어도 2개의 중심날들이, 교차날 및/또는 연결된 메인날과, 선형 섹션(linear section)을 경유하여, 만나는, 드릴의 구체적인 실시예가 바람직하다. 본 구체예는 특히 균일한 텐션 프로파일 또는 날들의 꽤 낮은 기계 하중 및 열하중을 야기한다.

드릴의 더 바람직한 구체적인 실시예에서, 교차날들에 대한 연결부에서, 적어도 2개의 중심날들은 선이 한편으로는 중심날과 인접한 메인날 사이의 연결부 및 다른 한편으로는 중심날의 반대방향을 향하는 메인날의 종단을 연결하는 연결선에 평행하게 연장되는, 이런 연결부와 교차하는 가상선에 대하여, 10°≤ β ≤ 45°, 바람직하게는 15°≤ β ≤ 45°의 각도(β)로 연장되는 것이 제공된다. 또한 본 구체예는 날들에서 균일한 텐션 프로파일을 달성하고 기계 과하중 및 열 과하중을 회피하는 것을 야기한다.

더 바람직한 구체적인 실시예는 이러한 드릴에서, - 드릴의 전면측에 대한 평면도에서 - 적어도 2개의 중심날들이 원호 형상이 되는 방식으로 연장되고 연결된 칩 공간으로 만곡되는 것을 특징으로 한다.

추가적인 구체예들은 종속항들로부터 보여질 수 있다.

본 발명은 이제 첨부된 도면들에 의해 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 드릴의 제 1 구체적인 실시예의 전면측의 평면도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 드릴의 사시도를 도시한다.
도 3은 도 1에 따른 드릴의 분리된 전면 종단의 측면도를 도시한다.
도 4는 드릴의 제 2 구체적인 실시예의 전면측의 평면도를 도시한다.
도 5는 도 4에 따른 드릴의 분리된 전면 종단의 사시도를 도시한다.

도 1은 드릴(1)의 제 1 구체적인 실시예의 평면도를 도시하고, 더욱 상세하게는 드릴의 전면측(3)에 대한 평면도를 도시한다. 드릴은 원주면(5)을 갖는다. 도 1에서, 처리될 보어(bore)의 벽은 원(7)으로 나타난다. 원(7)의 직경은 여기서 도시되는 드릴(1)에 의해 생성될 수 있는 보어의 직경에 상응한다.

원주 방향으로 상호 간에 이격되어 배열되는, 적어도 2개, 여기서는 3개의 날들(9, 9', 9")은 원주면(5)으로부터 돌출된다. 따라서, 여기서 도시된 구체적인 실시예에서, 이는 삼중날 드릴(three-edged drill)(1)이다.

보어의 처리 동안에, 드릴(1)은 대체로 중심축(11)을 중심으로 회전한다. 대체적으로, 보어를 생성하기 위하여 정지된 드릴에 대하여 워크피스(workpiece)를 회전시키는 것이 또한 가능하다. 칩 플루트(chip flute)들(13, 13' 13")은 드릴(1)의 원주면(5)에 도입되고, 드릴(1)에 의해 워크피스로부터 제거된 칩들은 칩 플루트들을 통해 획득될 수 있다. 칩 플루트들(13, 13', 13")의 생성 동안에, 재료는 예를 들어 드릴(1)의 베이스 몸체로부터 제거되어, 직경이 드릴(1)의 직경보다 현저하게 작은 코어(15)가 남는다. 초경 드릴(solid carbide drill)의 경우 또는 고성능 HSS 드릴의 경우에, 코어(15)의 직경은 보통 드릴 직경의 대략 25 내지 35%에 해당하도록 선택된다.

드릴(1)은 바람직하게는 동일하도록 형성된, 적어도 2개, 여기서는 3개의 메인날(main edge)들(17 17', 17")을 갖는다. 메인날들은 메인날들(17, 17', 17")이 요컨대 여기서 날들(9, 9', 9")로 불리는 보조날들과 만나는, 중심축(11)으로부터 가장 이격된 종단으로부터 연장되고, 적어도 하나의 교차날, 여기서는 3개의 교차날(cross edge)들을 갖는, 내측종단, 즉, 중심축(11)에 가장 근접한 종단에서 만나는 연결된 적어도 2개, 여기서는 3개의 중심날(central edge)들(19, 19', 19")까지 코어(15)의 방향으로 내측으로 연장된다. 이와 관련하여, 중심날(19)은 연결된 교차날(21)을 갖고, 중심날(19')은 연결된 교차날(21')을 가지며, 중심날(19")은 연결된 교차날(21")을 갖는다. 3개의 교차날들은 드릴(1)의 회전축을 형성하는 드릴(1)의 중심축(11)에서 만난다.

드릴(1)은 포인트 씨닝부(point thinning)를 구비한다. 이러한 포인트 씨닝부들이 알려져, 단지 다음에 언급하는 것은 이런 점에서 하기에 설명될 것이다:

압입부(indentation)들이 바람직하게는 그라인딩(grinding)에 의해, 드릴의 전면측(3)에 도입되되, 드릴(1)의 베이스 몸체의 재료가 제거된다. 압입부들은 적어도 중심날들(19, 19', 19")들의 영역에 제공된다. 또한 압입부들은 메인날들(17, 17', 17")까지 연장될 수 있다. 모든 압입부들은 동일하도록 설계되어, 압입부(23)만이 여기서 다뤄질 것이다.

포인 씨닝부를 실현하기 위하여 전면측(3)에 도입된 각각의 압입부(23)는 제 2 영역(23b)이 연장되는 제 1 영역(23a)을 갖는다. 이와 관련하여 전면측(3)으로부터 시작하는, 제 1 영역(23a)은 압입부(23)의 제 2 영역(23b)을 갖는 경우보다 중심축(11)에 대하여 더 큰 각도로, 경사진다는 것이 제공된다. 이는 하기에 더 상세하게 설명될 것이다. 더욱이, 제 1 영역(23a)은 바람직하게는 볼록하도록 형성되는, 연결 영역에 위치되는 만곡된 영역으로, 제 2 영역(23b)과 연속적으로 만나는 것이 제공된다.

단지 실시예로서 여기서 도시된 구체적인 실시예에서, 메인날(17)은 오목한 방법으로 만곡되도록 형성된다. 그와 대조적으로, 중심날(19)은 연결된 칩 공간으로 만곡된 방법으로 원호 형상이 되는 방식으로 형성된다. 상기에 언급된 바와 같이, 중심날(19)은 메인날(17)로부터 교차날(21)까지 연장된다. 여기서 설명된 구체예는 동일하도록 설계된, 드릴(1)의 3개의 절삭영역들의 모두에 적용된다.

도 1에서, 날(9)이 제공되는, 중심날(19)과 메인날(17) 사이의 연결부(25)를중심날(19)의 반대방향을 향하는 메인날(17)의 종단과 연결하는, 제 1 가상선인, 보조선(H1)이 그려진다. 제 1 보조선(H1)은 연결부(25)에서 중심날(19)의 접선을 형성한다. 제 2 가상선인 제 2 보조선(H2)은, 중심날(19)에 대한 연결부(25)의 영역에서 메인날(17) 상의 접선을 형성한다. 2개의 보조선들(H1, H2) 및 이에 따른 중심날 및 메인날은 0°≤ α ≤30°, 바람직하게는 α < 20°의 값을 갖는, 연결부(25)에서의 각도(α)를 이룬다.

특히 바람직하게는, 드릴(1)은 포인트 씨닝부에 의해 실현된 중심날(19)이 원호 형상이고 특히 연결된 메인날(17)과 연속적으로 만나는 방법으로 설계되되, 중심날(19) 및 메인날(17)로부터 전체적인 날의 이런 연속적인 연장은 어떤 기계적 및 열적 불균형의 하중 에지 영역이 회피된다는 것을 의미하는, 드릴 날에서 균일한 텐션 프로파일(tension profile)을 야기한다.

추가적인 가상선인, 보조선(H3)은 제 1 가상선(H1)에 평행하게 연장되고 중심날(19)과 연결된 교차날(21) 사이의 연결부(27)를 교차한다. 연결부(27)로부터, 접선은 여기서 제 4 보조선(H4)이라 불리는, 연결부(27)에 인접한 중심날(19)의 영역에서 도시된다.

제 3 및 제 4 보조선들(H3, H4), 즉 중심날(19)이, 10° 내지 60°의 범위, 바람직하게는 15° 내지 45°의 범위로 존재하는, 연결부(27)에서의 보조선(H3)과 각도(β)를 이룬다는 것이 도 1에서 보여질 수 있다.

메인날(17) 및 중심날(19)은 도 1의 가상평면으로 점점 감소되는 연결된 절삭면들이 연장되고 드릴(1)의 전면측(3)에 대한 평면도에서는 잘 안 보인다. 드릴(1)의 사용 동안에, 칩들은 메인날(17), 중심날(19) 및 교차날(21)에 의해 보어의 하면으로부터 제거되고, 메인날(17) 및 중심날(19)로부터 제거된 칩들은 도 1의 가상평면으로 잘 안 보이는 절삭면들을 따라 이탈되고 칩 플루트(13)들을 경유하여 획득된다.

중심날(19)로부터 이탈되는 칩들은 도 1의 가상평면으로 잘 안 보이는 절삭면을 따라 유동하고, 추가적인 경로에서, 중심날(19)로부터 제거된 칩들을 위한 칩 런오프 숄더(chip run-off shoulder)를 형성하는 압입부(23)의 제 1 영역(23a) 및 제 2 영역(23b)에서 충돌한다.

중심날(19)의 절삭면은, 오목으로 만곡된 영역을 경유하여, 칩 런오프 숄더, 즉, 압입부(23)의 제 1 및 제 2 영역들(23a, 23b)에서 만난다. 바람직하게는, 오목 영역은 원호의 형상으로 설계된다.

메인날(17) 및 중심날(19)에 인접한 전면측(3)의 영역은, 이런 날들의 개방 영역(29)을 형성한다. 이는 메인날(17) 또는 중심날(19)의 절삭면들과 절삭각을 이룬다. 이와 관련하여 중심축(11)으로부터의 거리가 원주면(5)의 방향으로 외측으로, 바람직하게는 연속적으로, 증가함에 따라, 적어도 중심날(19)의 영역에서, 절삭각은 점차 양의 값으로 증가한다는 것이 여기서 도시된 구체적인 실시예에서 제공된다. 이와 관련하여, 즉시 교차날(21)을 따르는 중심날(19)의 영역에서, 음의 값의 절삭각이 제공되는 반면에, 더 외부에 위치되는 중심날(19)의 영역에서는, 양의 값의 절삭각이 실현된다. 바람직하게는, 점차 양의 값으로, 바람직하게는 연속적으로, 연결부(25)로부터 날(9)까지, 즉 내부로부터 외측으로 연장되면서, 절삭각이 되는 것이 메인각(17)에 대하여 제공될 수 있다. 따라서, 중심날 및 메인날은 내부로부터 외측으로 보여진다면 점점 손쉽게 절삭된다.

특히 바람직하게는 중심날(19)이 원호 형상이고 특히 연속적으로 메인날과 만나, 균일한 텐션 프로파일이 드릴(1)의 날들에서 실현되는 것이 제공된다. 더욱이, 보어의 처리 동안에 불균형의 기계 하중 및 열하중을 야기하는 어떤 노출된 날 지점들이 회피된다.

드릴(1)의 전면측(3)에서, 냉각/윤활 채널들이 개방되고, 이들 중에서 연결된 개구들(31, 31', 31")이 보여질 수 있다. 이런 개구들은 냉각수/윤활유를 전달하는 데에 사용되는 반면에, 보어의 처리 동안에, 드릴(1)은 화살표(33)에 의해 나타난 바와 같이 반시계방향으로 회전한다. 따라서 개구(31)로부터 배출되는 어떤 냉각수/윤활유는 연결된 중심날(19") 뿐 아니라 메인날(17")에 도달한다. 동일한 것이 나머지 개구들에 적용된다.

도 2는 사시도로 도 1에 도시된 드릴(1)을 도시한다. 동일하고 기능적으로 동일한 부분들은 동일한 참조 번호를 구비하여, 상기에 대한 도 1의 설명에 대하여 참조가 이루어진다.

전측면(3)이 도 1에 도시된, 드릴(1)은 가장 넓은 의미로 드릴링 기계 또는 기계 공구, 어댑터 등일 수 있는, 리셉터클(receptacle)에 결합될 수 있는 예를 들어 샤프트(35)를 경유하여 전면측(3)의 반대방향을 향하는 일측을 갖는다. 리셉터클을 경유하여, 토크는 대체로 드릴을 회전시키기 위하여, 드릴에 도입된다. 드릴(1)의 전면측(3)에 도입되는 날들과 연결되고 획득되기 위하여 날들로부터 제거된 칩들이 도달하는, 칩 공간을 형성하는, 적어도 2개, 여기서는 3개의 칩 플루트들은 드릴의 원주면(5)에 도입된다.

도 2에서, 메인날(17') 및 중심날(19')과 연결된, 칩 플루트(13')에 의해 실현된 칩 공간은, 특히 명확하게 보여질 수 있으나, 또한 칩 공간들은 중심날들(19, 19") 뿐 아니라 메인날들(17, 17")과 연결되고 칩 플루트들(13, 13")에 의해 실현된다.

명확하게 보여질 수 있는 것은 포인트 씨닝부에 의해 야기되고 제 1 영역(23a) 및 제 2 영역(23b)을 포함하는, 드릴의 전면측(3)에서 압입부(23)들이다. 영역들(23a, 23b)은 연결된 날, 여기서는 중심날(19)의 칩 런업 숄더(chip run-up shoulder)들을 형성한다.

따라서, 날들(23'a, 23'b)은 중심날(19')의 런업 숄더들을 형성한다. 이는 여기서 서술된 드릴(1)을 이용한 워크피스의 처리 동안에 중심날(19')에 의해 제거된 칩들이, 도 2에서 잘 안 보이는, 중심날(19')과 연결된 절삭면 상에서 이탈되며, 이에 따라 영역들(23'a, 23'b)에 도달하고 이런 영역들 또는 런업 숄더들을 경유하여 칩 플루트(13')로 조정된다는 것을 의미한다.

날들, 압입부들 및 칩 공간들의 모두는 동일하도록 설계되어, 칩 공간들 및 날들 또는 압입부들 중 어느 하나에 대하여 어떤 설명이 다른 날들, 압입부들 및 칩 공간들의 모두에 동일하게 적용된다.

도 3은 드릴(1)의 측면도를 도시하지만 드릴 중에서 분리된 전면 종단만이 여기서 도시된다. 동일한 기능을 갖는 동일한 부분들은 동일한 참조 번호를 구비하여, 여기서 이런 점에서 상기의 서술에 대하여 참조가 이루어진다.

포인트 씨닝부의 경로는 도 3을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이고, 포인트 씨닝부는 드릴(1)의 전면측(3)에 도입되고 중심날(19)의 영역에서 압입부(23)들 및 다른 날들과 연결된 나머지 압입부들을 야기한다.

압입부들은 도 1에 따른 정면도로부터 보여질 수 있다. 제 1 영역(23a)이 후속 제 2 영역(23b)보다 드릴(1)의 전면측(3)에 근접하게 위치되는, 제 1 영역(23a) 및 제 2 영역(23b)을 갖는다는 것이 거기서 도시되었다.

도 3은 제 1 영역(23a) 상의 제 1 접선(T1) 및 제 2 영역(23b) 상의 제 2 접선(T2)을 도시한다.

제 1 접선(T1)은 축방향으로 중심축(11)에 대하여 드릴(1)의 축방향으로, 축각이라 불리는, 각도(γ1)로 경사지는 반면에, 제 2 접선(T2)은 중심축(11)에 대하여 드릴(11)의 축방향으로 각도(γ2)로 경사진다.

각도(γ1)가 각도(γ2)보다 크다는 것이 도 3으로부터 보여질 수 있다. 이는 드릴(1)이 중심에 근접한 중심날(19)의 영역을 위한 칩 런업 숄더를 형성하는, 제 1 영역(23a)이 중심으로부터 더 이격된 중심날(19)의 영역을 위한 칩 런업 숄더를 형성하는 제 2 영역(23b)보다 더 가파르게 경사진다는 것을 의미한다. 이는 전면측(3)으로부터의 거리가 증가함에 따라 영역들(23a, 23b)에 의해 형성된 칩 런업 숄더의 각도가 감소한다는 것을 의미한다. 이는 중심축(11)에 근접하게 위치된 포인트 씨닝부가 상대적으로 큰 축각(γ1)으로 형성된다는 것을 의미한다. 전면측(3)으로부터의 거리가 증가함에 따라 각도(γ)가 점점 감소하여, 제 2 영역(23b)에서, 각도(γ2)가 획득된다. 전면측(3)으로부터의 거리가 증가함에 따라, 포인트 씨닝부의 축각은 코어(15)의 직경에서 제 2 영역(23b)에 대한 접선, 칩 공간을 형성하는 칩 플루트(13)의 부분의 비틀림 각도에 근접한다. 이는 이에 의해 생성된 칩 공간이 드릴(1)의 중심축(11)으로부터 연장되면서, 특히 간소화되도록 설계되어, 날들, 특히 여기서는 중심날(19)들에 의해 제거되는 칩들은, 존재하는 꽤 작은 마찰력으로, 특히 간소화된 방식으로, 칩 공간(13)에 도달한다.

메인날(17') 및 중심날(19')로부터, 도 3은 또한 메인날(17) 및 중심날(19)을 도시한다. 여기서 도시된 측면도에서, 또한 메인날(17)과 연결된 절삭면(37) 및 중심날(19)과 연관된 절삭면(39)이 보여질 수 있다. 이런 절삭면들 상에는, 메인날(17) 및 중심날(19)에 의해 제거된 칩들이 이탈되고 이런 방법으로 이런 날들과 연결된 칩 공간(13)에 도달하며, 중심날(19)에 의해 제거된 칩들은 절삭면(39)으로부터 이탈하고 영역들(23a, 23b) 또는 포인트 씨닝부에 의해 형성된 칩 런업 숄더에 대하여 안내한다. 도 3은 또한 중심날(19)의 절삭면(39)이 다시 말해서 바람직하게는 원호의 형상으로 설계된 만곡된, 오목 영역(41)을 경유하여, 칩 런(chip run)을 형성하는 영역들(23a, 23b)과 만나는 것을 도시한다.

도 4는 드릴의 전면측(3)에 대한 평면도로 드릴(1)의 제 2 구체적인 실시예를 도시한다. 동일한 기능을 갖는 동일한 부분들은 동일한 참조 번호를 구비하여, 이런 점에서 상기의 설명에 대하여 참조가 이루어진다.

본질적으로, 2개의 구체적인 실시예들 사이의 차이점만이 여기서 다뤄질 것이다:

도 1과 도 3에 도시된 드릴(1)의 구체적인 실시예는 삼중날 커터(three-edged cutter)로서 설계된다. 도 4와 도 5에 도시된 드릴(1)의 구체적인 실시예는 단지 2개의 절삭 영역들을 갖는다. 도 4에 도시된 드릴(1)은 여기서 2개의 날들(9, 9')이 이로부터 돌출되는, 원주면(5)을 갖는다. 이는 외부에서는 보조날들의 날들(9, 9')로부터 연장되고 포인트 씨닝부에 의해 발생되었던 연결된 중심날들(19, 19')까지 연장되는 2개의 메인날들(17, 17')을 갖는다. 이를 위하여, 압입부들(23, 23')은 알려진 방식으로 드릴(1)의 전면측(3)에 도입되었으며, 이들은 동일하게 설계되고 이의 각각은 제 1 영역(23a) 및 제 2 영역(23b) 또는 제 1 영역(23'a) 및 제 2 영역(23'b)을 갖는다. 바람직하게는 상호 간에 연속적으로 만나는, 이런 영역들은 중심날들(19, 19')로부터 제거된 칩들을 위한 칩 런업 숄더를 형성한다. 바람직하게는 영역들 사이의 연결부는 여기서 다시 만곡되도록, 즉 볼록하도록 설계된다.

2개의 중심날들(19, 19')은 각각 드릴(1)의 중심축(11)과 교차하는 교차날(21)과 만난다.

도 4에서, 참조 번호 25는 메인날(17)과 중심날(19) 사이의 연결부를 인지한다. 드릴(1)이 중심축(11)에 대하여 점 대칭적으로 형성되기 때문에, 또한 연결부(25')를 갖는 추가적인 날들(17', 19')은 여기서 다뤄지지 않을 것이다.

연결부(25)로부터 연장되는, 날(9)과 연결부(25)를 연결하는 보조선(H1)이 도시된다. 여기서 도시된 구체적인 실시예에서, 메인날(17)은 도 1에 따른 구체적인 실시예에서 경우와 같이 직선이고 만곡되지 않도록 형성된다. 이는 이것이 보조선(H1)과 일치하여, 도 1에 도시된 보조선(H2)이 또한 보조선(H1)과 일치하기 때문에 도 1을 참조하여 설명된 바와 같은 각도(α)는 값 0°를 갖는다는 것을 의미한다.

바람직하게는, 제 1 구체적인 실시예에서 경우와 같이, 드릴 날에서 상기 다뤄진 균일한 텐션 프로파일을 보장하고 불균형의 기계 하중 및 열하중을 갖는 날들에서 영역들을 회피하기 위하여, 중심날(19)이 원호 형상이고 특히 메인날과 연속적으로 만난다는 것이 또한 여기서 도시된 제 2 구체적인 실시예에서 제공된다.

도 4는 교차날(21)로 중심날(19)의 연결부(27)를 교차하는, 제 1 보조선(H1)에 평행한 제 3 보조선(H3)을 도시한다. 도 4에서, 또한 도 1에서 경우와 같이, 연결부(27) 상에서 직접 중심날(19)에 대한 접선은 보조선(H4)으로서 도시된다. 2개의 보조선들(H4, H3)은 각도(β)를 이룬다. 이는 중심날(19)이 10° 내지 60°의 범위, 바람직하게는 15° 내지 45°의 범위이도록 선택되는, 이런 각도(β)로 연결 영역(27)에서 교차날(21)과 만나는 것을 의미한다.

도 4에 도시된 드릴(1)의 구체적인 실시예는 또한 냉각수/윤활유가 통과하여 배출될 수 있는, 개구들(31, 31')을 갖는다.

메인날(17) 및 중심날(19)과 연결된 절삭면들은 도 4의 가상 평면으로 연장되어, 여기서 잘 안 보인다.

중심날(19)로부터 연결된 절삭면으로 이탈되는 칩들은 즉, 드릴(1)의 포인트 씨닝부를 통해, 압입부(23)의 영역들(23a, 23b)에 의해 형성된 연결된 칩 런업 표면들에 대하여 안내한다. 바람직하게는, 또한, 오목으로 만곡된 섹션은 바람직하게는 원호의 형상으로 설계된, 칩 런업 표면들과 절삭면 사이의 연결부에 존재한다는 것이 제공된다.

도 1 내지 도 3에 따른 드릴의 경우에서와 같이, 도 4에 도시된 구체적인 실시예에서, 2개의 영역들(23a, 23b)은 전면측의 부근에서 상대적으로 크고 전면측(3)으로부터의 거리가 증가함에 따라 감소하는 축각으로, 중심축(11)에 대하여 축방향으로 경사지도록 설계된다는 것이 적용된다. 바람직하게는 축각은 연속적으로 감소하고 결국 칩 공간을 실현하는 칩 플루트(13)의 비틀림 각도에 접근한다는 것이 제공된다. 이는 이것이 또한 도 3에 도시된 상황을 야기하되, 도 3에서의 축각은 γ1 및 γ2로 불리는 것을 의미한다. 이런 점에서, γ1는 중심축(11)에 대한 제 1 영역(23a)의 경사각에 상응하고, γ2는 전면측(3)으로부터 더 이격되는, 압입부(23)의 제 2 영역(23b)의 경사각에 상응하되, 상기에 언급된 바와 같이, 2개의 영역들(23a, 23b)은 중심날(19)에 의해 제거된 칩들을 위한 런업 숄더를 형성한다.

결국, 도 5는 도 4에 따른 드릴(1)의 제 2 구체적인 실시예의 분리된 전면 종단의 사시도를 도시한다. 동일한 기능을 갖는 동일한 부분들은 동일한 참조 번호를 구비하여, 이런 점에서 상기의 설명에 대하여 참조가 이루어진다.

도 5에 도시되는 바와 같이, 드릴(1)은 메인날(17) 및 중심날(19)과 연결된 절삭면들(37, 39)이 명확하게 보여질 수 있는 방법으로 회전된다. 여기서, 또한, 오목으로 만곡된 영역(41)이 보여지고, 이를 경유하여 중심날(19)의 절삭영역(39)은 연결된 칩 런업 숄더, 즉 영역들(23a, 23b)과 만난다. 바람직하게는, 영역(41)은 원호의 형상으로 설계된다.

드릴(1)의 제 2 구체적인 실시예에서, 2개의 절삭 영역들이 동일하게 형성되어, 제 1 날들(메인날(17), 중심날(19))에 대하여 언급되었던 것은 또한 제 2 날들(메인날(17'), 중심날(19'))에 적용된다는 사실에 대해 다시 참조가 이루어진다. 따라서, 여기서, 또한, 칩 공간들 뿐 아니라 연결된 포인트 씨닝부, 칩 런업 표면, 절삭면들뿐 아니라, 절삭 영역들이 동일하도록 설계되는 것이, 도 1 내지 도 3에 따른 삼중날 커터로서 설계된 드릴(1)에 대하여 언급되어야 한다.

이로부터, 여기서 서술된 드릴은 한편으로, 만약 드릴의 축방향으로 관찰된다면, 상이하게 경사지는 2개의 영역들(23a, 23b)을 갖는 압입부(23)을 갖는 포인트 씨닝부의 특수한 설계에 의해 특징지어진다는 것이 여기서 분명히 지시된다. 상기에 상세하게 설명되었던 바와 같이, 전면측(3)으로부터의 거리가 증가함에 따라 이런 영역들의 각도는 감소한다.

한편으로, 포인트 씨닝부는 적어도 드릴(1)의 중심날(19)이 만곡되도록, 즉 볼록하도록 형성되고, 바람직하게는 균일하게, 특히 일정하게, 원호의 형태로 메인날(17)과 만나는 방법으로 설계된다. 이런 점에서, 메인날(17)은 제 1 구체적인 실시예를 참조하여 설명되었던 바와 같이, 오목하게 형성될 수 있거나, 또는 제 2 구체적인 실시예를 참조하여 설명되었던 바와 같이, 직선 형태로 형성될 수 있다. 특히, 직선 메인날(17)은 이중날 드릴의 경우에 선호된다.

여기서 서술된 바와 같이 특수한 포인트 씨닝부의 2개의 특징들은 드릴(1)에서 상호 간에 독립적으로 실현될 수 있다. 하지만, 상호 간에, 포인트 씨닝부를 기초로 하는, 이런 2개의 구체예들을 조합하는 것이 또한 가능할 것이다.

이로부터, 더욱이 드릴들의 모든 구체적인 실시예들이 공통으로 갖는 것은 오목하게 만곡된, 원호 형상의 중심날(19)이 한편으로는 메인날(17)과 만나고 다른 한편으로는 교차날(21)과 만나는 종단 영역들에서 직선 섹션을 가질 수 있다는 것이다. 본 구체예는 어떤 특수한 기계 하중 및/또는 열하중 날 영역들을 견고하게 회피하는 것의 원인이 된다.

본질적인 것은 드릴의 모든 구체적인 실시예들에서, 포인트 씨닝부, 즉 압입부(23) 및 칩 런업 표면들을 형성하는 영역들(23a, 23b)은 여기서 서술된 드릴에 의해 보어의 처리 동안에 칩들이 칩 공간들을 형성하는 칩 플루트들(13, 13', 13")로 최적으로 안내되고, 특히 칩들이 특히 중심축(11)을 향하는 영역들에서, 잘 획득되도록 설계된다. 어떤 마찰이 견뎌야 하는 칩 형성에 대한 어떠한 손실없이 여기서 최소화된다는 것이 발견된다.

또한 중요한 것은 제 1 구체적인 실시예에서 제공된 바와 같이, 또한 2개 이상의 날들을 갖는 드릴들이 실현될 수 있도록 포인트 씨닝부의 깊이가 최소한으로 유지되는 것이다. 여기서 3개의 날들을 의미하는, 날들의 개수의 증가는, 또한 회전 당 더 높은 공급율을 허용하고, 실질적으로 향상된 보어 품질을 야기한다. 이런 점에서, 위치 정확도는 증가되고 보어 입구 및 보어 출구 모두에서 버어(burr) 형성은 실질적으로 감소된다. 또한 더 많은 개수의 날들을 갖는 공구들은 절삭 중단의 경우에 이중날 드릴들에 비해 실질적으로 우수하다는 것이 보여진다.

Claims

중심축(11),
전면측(3),
원주면(5),
전면측(3) 상에 위치하고, 전면측(3)과 원주면(5) 사이의 종단(9, 9', 9")까지 도달하는 적어도 2개의 메인날들(17, 17', 17"),
원주면(5)까지 도달하고 연결된 보조날들과 만나는, 전면측(3) 상에 위치된 적어도 2개의 메인날들(17, 17', 17"),
원주면(5)의 반대방향을 향하는 메인날(17, 17', 17")의 종단으로부터 연장되는 적어도 2개의 중심날들(19, 19', 19"),
적어도 2개의 메인날들(17, 17', 17") 및 적어도 2개의 중심날들(19, 19', 19")과 연결된 절삭면들(37, 39),
적어도 2개의 중심날들(19, 19', 19") 뿐 아니라 적어도 2개의 메인날들(17, 17', 17")과 연결되고 원주면(5)에 도입되는 칩 플루트들(13, 13', 13"),
중심축(11)을 통과하고 적어도 2개의 메인날들(17, 17', 17")의 반대방향을 향하는 적어도 2개의 중심날들(19, 19', 19")의 종단들에 인접하는 적어도 하나의 교차날(21, 21', 21"),
포인트 씨닝부, 및
적어도 2개의 중심날들(19, 19', 19")의 적어도 절삭면(39)과 연결된 칩 런업 숄더를 포함하는 드릴에 있어서,
전면측(3)으로부터의 거리가 증가함에 따라 칩 런업 숄더의 각도(γ)는 중심축(11)을 향하여 포인트 씨닝의 영역에서 연속적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 드릴.
삭제
제1항에 있어서,
칩 런업 숄더는 원호 형상이 되는 방식으로 상호 간에 만나는 2개의 영역들을 갖는 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항에 있어서,
적어도 2개의 중심날들(19, 19', 19")은, 전면측에 대한 평면도에서 볼 때, 원호 형상이 되는 방식으로 연장되고 연결된 칩 플루트들(13, 13', 13")로 만곡되며, 인접한 메인날들(17, 17', 17")과 각도(α) 미만의 각도로 만나되,
적어도 2개의 중심날들(19, 19', 19")은, 10°≤ α ≤ 30°의 범위로 되는 연결부(25)에서 상기 인접한 메인날들(17, 17', 17")과 각도(α)를 이루는 것을 특징으로 하는 드릴.
제4항에 있어서,
적어도 2개의 중심날들(19, 19', 19")은 연결된 메인날(17, 17', 17") 및/또는 교차날(21, 21', 21")과 직선 섹션을 경유하여 만나는 것을 특징으로 하는 드릴.
제4항에 있어서,
적어도 2개의 중심날들(19, 19', 19")은 중심날(19, 19', 19")의 반대방향을 향하는 메인날(17, 17', 17")의 종단을 갖는 인접한 메인날(17, 17', 17")과 중심날(19, 19', 19") 사이의 연결부(25)를 연결하는 연결선(H1)과 평행하게 연장되는 가상선(H3)에 대하여, 10°내지 60°의 각도(β)로 적어도 하나의 교차날(21, 21', 21")까지 연결부(27)에서 연장되되, 가상선(H3)은 중심날(19, 19', 19")과 교차날(21, 21', 21") 사이의 연결부(27)를 통과하여 연장되는 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항에 있어서,
적어도 2개의 중심날들(19, 19', 19")의 절삭면(39)들은 칩 런업 숄더와 만나는 것을 특징으로 하는 드릴.
제7항에 있어서,
칩 런업 숄더들과 절삭면들 사이의 연결부는 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항 및 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
중심축(11)으로부터 원주면(5)의 방향으로 외측으로의 거리가 증가함에 따라 절삭각은 적어도 2개의 중심날들(19, 19' 19")의 영역에서 적어도 점점 양의 값이 되는 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항에 있어서,
드릴(1)은 인접한 메인날들(17, 17', 17")을 갖는 2개 또는 3개의 중심날들(19, 19', 19")을 갖는 것을 특징으로 하는 드릴.
제10항에 있어서,
3개의 중심날들을 갖는 드릴에서, 각도(α)는 10°≤ α ≤ 30°의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 드릴.
제10항에 있어서,
2개의 중심날들을 갖는 드릴에서, 각도(α)는 0°인 것을 특징으로 하는 드릴.