KR102312775B1 - 스텝 드릴 - Google Patents

Abstract

본 발명은
- 후단부(3) 및 대향하는 전단부(5),
- 상기 스텝 드릴(1)의 상기 후단부(3)에서 팁(9)을 가지며, 다수의 기하학적으로 정의된 커터(17, 19)를 포함하며, 그 각각은 플루트(21, 22)와 쌍을 이루고 상기 스텝 드릴(1)의 세로축(15)을 중심으로 가상의 제1 원형 라인 상에 놓이고, 상기 원형 라인은 제1 반경을 갖는, 드릴 팁(7),
- 상기 후단부(3)로부터 떨어진 곳에 배치되고, 다수의 기하학적으로 정의된 커터(23, 25)를 갖는 단부면(13)을 가지며, 그 각각은 플루트(27, 29)와 쌍을 이루고, 상기 스텝 드릴(1)의 상기 세로축(15)을 중심으로 제2 반경을 갖는 가상의 제2 원형 라인 상에 놓이는 적어도 하나의 드릴 스텝(11)을 포함하고,
- 상기 제1 반경은 상기 제2 반경보다 작은
스텝 드릴(1)에 관한 것이다.
상기 스텝 드릴(1)은
- 상기 드릴 팁(7)의 상기 플루트(21, 22)와 상기 드릴 스텝(11)의 상기 플루트(27, 29)는 드릴 스텝(11)의 단부면(13)보다 후단부(3)로부터 더 먼 거리에 배치된 영역에서 병합되고, 단일 플루트를 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

스텝 드릴

본 발명은 청구항 1항의 전제부에 따른 스텝 드릴(step drill)에 관한 것이다.

여기에 언급된 유형의 스텝 드릴은 알려져 있다. 무엇보다도, 그들은 다수의 기하학적으로 정의된 커터(cutter)를 갖는 드릴 팁(drill tip) 및 드릴 팁보다 큰 외경을 가지며 다수의 커터를 갖는 적어도 하나의 드릴 스텝(drill step)을 포함한다. 드릴 팁과 드릴 스텝의 커터에는, 스텝 드릴이 사용될 때, 즉, 공작물(workpiece)이 가공될 때, 드릴 팁의 커터 또는 드릴 스텝의 커터에 의해 제거되는 부스러기(shaving)를 배출하는데 사용되는 플루트(flutes)가 배치된다. 안전하고 저-마찰인 부스러기 배출은 스텝 드릴의 안전한 작동을 위한 전제 조건이다. 특히 여기서 언급된 유형의 스텝 드릴의 경우, 각각의 스텝의 부스러기 각도가 서로 다르기 때문에 부스러기 관리 및 배출이 매우 어려울 수 있다. 또한, 드릴 팁의 커터 및 적어도 하나의 드릴 스텝의 커팅 속도는 서로 크게 벗어난다. 따라서, 모든 커터가 안전한 부스러기 제거를 위해 요구되는 부스러기를 형성하도록 하는 결과를 갖는, 커팅 조건, 즉 커팅 속도 및 이송 속도(feed rate)를 선택하는 것이 빈번히 매우 어렵다.

스텝 드릴은 다른 디자인으로 구현된다.

드릴 팁 상에서, 간단한 스텝 드릴은, 커터와 동일한 수의, 즉 보통 2개의 플루트(flute)를 갖는다. 이 디자인의 제조는 상대적으로 경제적이며 도구의 안정성이 우수하다. 공작물을 가공할 때, 드릴 팁과 드릴 스텝에 의해 제거된 부스러기는 동일한 플루트로 배출된다. 드릴 스텝에 의해 제거된 부스러기는 드릴 팁에 의해 제거된 부스러기에 도달하고 플루트에서 이들과 혼합된다. 연성이 있고 긴-칩핑(long-chipping) 공작물 소재를 드릴링 할 때, 드릴 팁에 의해 제거된 부스러기와 드릴 스텝 팁에 의해 제거된 부스러기가 드릴 스텝에서 충돌이 발생한다. 그 결과, 드릴 팁으로부터의 부스러기 배출이 종종 차단되고, 상기 드릴 팁이 파열될 수도 있다.

드릴 팁의 커터와 드릴 스텝의 커터가 각각 자신의 플루트를 가지는 이른바 서브랜드 스텝 드릴(subland step drill)은, 드릴 커터에 대한 추가적인 플루트로 인해 전술한 유형의 부스러기 충돌이 방지되므로 상당한 개선점을 제공한다. 드릴 팁과 드릴 커터의 부스러기는 서로 다른 플루트로 흐르며, 서로를 차단할 수 없다. 그러나, 이러한 서브랜드 스텝 드릴의 기하학적 형태의 가장 큰 단점은, 추가적인 플루트로 인한 드릴의 현저한 약화이다. 전술한 유형의 간단한 스텝 드릴과 비교할 때, 이러한 드릴은 안정성이 크게 떨어진다. 큰 깊이, 즉 큰 드릴링(drilling) 깊이에서의 드릴 커터의 부스러기 배출이 어렵다는 것은 서브랜드 스텝 드릴의 또 다른 단점이다. 상대적으로 작은 추가적인 플루트, 즉 드릴 커터의 플루트는, 실제 문제를 야기할 수 있다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 목적은 언급한 단점을 피하는 스텝 드릴을 만드는 것이다.

이 문제를 해결하기 위해, 청구항 1의 특징을 포함하는 스텝 드릴이 제안된다. 이것은 후단부(distal end) 및 전단부(proximal end)뿐만 아니라, 후단부에 다수의 기하학적으로 한정된 커터를 갖는 팁을 포함하는 드릴 팁과 함께 제공된다. 여기에서, 기하학적으로 한정된 커터는, 예를 들어, 연삭 공정에 의해, 2개의 인접한 표면을 형성함으로써 생성되는 커터를 지칭하고, 상기 표면의 커팅 라인(cutting line)은 커터를 형성한다. 따라서, 이러한 커터는, 예를 들어, 커터 역할을 하는 개별 연삭 바디(body)를 포함하는 연삭 공구에 제공된 커터와 다르다. 또한, 메인 플루트(main flute)라고 불리는 플루트는 드릴 팁의 커터와 연관되어 있으며, 커터에 의해 제거된 부스러기를 배출하는데 사용된다. 커터는, 제 1 커팅 원(cutting circle)이라고도 불리는 세로축에 대한 가상의 제1 원형 라인에 놓여 있는 커팅 엣지(cutting edge)에 의해 정의된다. 그것은 제1 반경을 구성한다. 드릴은, 후단부로부터 일정한 거리에 배치되고 다수의 기하학적으로 정의된 커터를 구비하는 후단부의 방향으로 대면하는 단부면을 포함하는 적어도 하나의 드릴 스텝을 더 포함하며, 각각은 플루트와 쌍을 이룬다. 따라서 그것은 서브랜드 스텝 드릴이다. 드릴 커터의 플루트는 추가적인 플루트라고도 한다. 드릴 스텝의 커팅 에지는, 스텝 드릴을 실현하기 위해 제2 반경을 갖는 스텝 드릴의 중심 축에 대해 가상의 제2 원형 라인 상에 놓이며, 여기서 제1 반경은 제2 반경보다 작다. 제2 원형 라인은 제2 커팅 원이라고도 불린다. 제1 커팅 원은 제1 직경을 갖고, 제2 커팅 원은 제2 직경을 가지며, 통상적인 방식으로 직경은 대응하는 반경의 2배이며, 여기서 제2 직경은 제1 직경보다 크다.

스텝 드릴은, 드릴 팁의 플루트와 드릴 스텝의 플루트가 드릴 스텝의 단부면보다 후단부로부터 더 멀리 배치된 영역에서 합쳐져서 단일 플루트를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이러한 디자인에 따라, 공작물의 가공 중에 발생되고 드릴 팁의 커터에 의해 제거되는 부스러기 및 드릴 스텝에 의해 제거되는 부스러기가, 먼저 스텝 드릴이 공작물과 맞물리는 영역으로부터 분리되어 배출될 수 있다. 추가적인 플루트의 영역에서, 제거된 부스러기가 형성되어 드릴 스텝의 가공 영역에서 배출된다. 더 또는 덜 규칙적인 부스러기 흐름이 추가적인 플루트에서 형성된 후에만, 이러한 부스러기는 메인 플루트에 의해 배출되는 드릴 팁의 부스러기와 결합된다. 드릴 스텝 영역에서 제거된 부스러기는, 공작물로부터의 제거 직후, 메인 플루트에서 실행되는 부스러기 흐름에 도달하지 않는다. 메인 및 추가적인 플루트에서 배출된 부스러기는, 드릴 스텝의 단부면으로부터 거리를 둔 곳에서, 즉 스텝 드릴의 후단부로부터 드릴 스텝의 단부면까지 거리보다 후단부까지의 거리가 더 먼 곳에서 결합된다. 드릴 스텝과 드릴 팁의 부스러기가 처음에는 별도의 경로로 흐르기 때문에, 서로를 차단할 수 없다. 드릴 스텝과 드릴 팁의 플루트가 결합되어 하나의 공통 플루트를 형성하기 때문에, 스텝 드릴은, 두 개의 별도의 메인 및 추가적인 플루트가 전체 길이에 걸쳐 형성되는 경우보다 약화된다.

본 명세서에서 제안된 스텝 드릴은 종래의 서브랜드 스텝 드릴보다 상당히 높은 안정성을 갖는다. 두 개의 플루트가 스텝 드릴의 후단부로부터 더 먼 거리에서 단일 플루트에 결합되기 때문에, 보다 큰 드릴링 깊이를 생성 할 때, 본 명세서에서 설명된 스텝 드릴에 의해, 부스러기 배출도 안전하게 보장된다.

스텝 드릴의 바람직한 실시예는, 드릴 스텝과 관련된 플루트의 스핀 경사가 드릴 팁과 관련된 플루트의 스핀 경사보다 크도록 제공한다. 간단한 방식으로, 스텝 드릴의 이러한 디자인은 드릴 스텝과 드릴 팁의 플루트가 수렴하도록 제공한다. 드릴 팁에 의해 제거된 부스러기와 연관된 플루트 및 드릴 스텝에 의해 제거된 부스러기와 관련된 플루트가 수렴한다는 사실은, 부스러기 배출에 대한 단점을 두려워하지 않고 스텝 드릴의 약화를 감소시킨다는 결과를 낳는다. 대신, 깊은 구멍(bore)으로부터의 부스러기가 수렴 플루트(converging flute)로 인해 최적으로 배출될 수 있도록 제공된다.

또 다른 바람직한 실시예는, 드릴 스텝과 관련된 플루트의 코어(core)가, 점점 가늘어 지는 것을 특징으로 하며, 여기서 드릴 스텝의 단부면으로부터 스텝 드릴의 전단부 방향으로 진행하는 코어 직경은 작아진다. 이 디자인으로 인해, 스텝 드릴에 의해 제거된 부스러기는 효과적으로 배출되도록 더 넓은 여유 공간을 갖는다.

추가의 바람직한 실시예는, 드릴 팁과 관련된 플루트의 코어가 크기가 증가하는 것을 제공한다. 이것은 또한 스텝 드릴의 안정성을 증가시킨다.

스텝 드릴의 특히 바람직한 실시예는, 드릴 팁과 관련된 플루트의 코어가 드릴 스텝의 단부면보다 스텝 드릴의 후단부에 더 먼 거리에 배치된 영역에서 크기가 증가한다는 것을 특징으로 한다. 따라서, 이 코어는, 드릴 스텝의 플루트와 관련된 코어의 직경이 점점 작아지는 영역에서 확대된다. 그 결과, 드릴 팁과 드릴 스텝 모두의 부스러기가 배출될 수 있는 공간이 확대되고, 스텝 드릴의 안정성이 증가된다. 드릴 팁의 플루트와 관련된 코어의 확대 및/또는 드릴 스텝의 플루트와 관련된 코어의 테이퍼링(tapering)은 바람직하게는 연속적이며, 따라서 공작물의 가공 중에 스텝 드릴의 로드 피크(load peak)가 방지된다.

스텝 드릴의 또 다른 바람직한 실시예는, 후단부로부터 멀어지는 방향으로 향하는 플루트의 단부에서, 드릴 팁과 관련된 플루트의 코어 직경은 드릴 스텝과 관련된 플루트의 코어 직경에 근사하고, 바람직하게는 이에 대응하는 것을 특징으로 한다. 다시 말해서, 전단 방향으로 드릴 스텝의 단부면에 인접한 영역에서, 드릴 스텝의 플루트와 관련된 코어는 드릴 팁의 플루트와 관련된 코어의 직경보다 크고, 바람직하게는 상당히 큰 직경으로 제겅된다. 본 발명에 따른 스텝 드릴에 있어서, 드릴 팁과 관련된 플루트의 코어 직경은 드릴 스텝과 관련된 플루트의 영역보다 작다. 그 목적을 위해, 코어 직경은 또한 드릴 팁의 영역에서 스텝 드릴의 외경, 특히 제1 커팅 원의 제1 직경과, 드릴 스텝의 영역, 특히 제2 커팅 원의 제2 직경 사이의 차이에 기초하여 선택된다. 외경의 차이가 작으면, 드릴 스텝의 코어 직경이 드릴 팁의 코어 직경보다 1.0 내지 1.5배 큰 값을 갖는다. 외경의 차이가 클 경우, 그 값은 2.0 내지 2.5이다. 외경의 차이가 극단적으로 클 경우에, 플루트와 관련된 코어는 드릴 팁의 플루트와 관련된 플루트의 직경보다 3배 큰 직경을 가질 수 있다.

드릴 스텝의 단부면에서 거리가 멀어질수록, 드릴 스텝의 코어 직경이 감소하고, 드릴 팁의 코어의 코어 직경은 점차 커진다. 결국, 두 코어의 코어 직경은 동일한 크기이므로, 드릴 팁의 플루트와 드릴 스텝의 플루트가 완전히 병합된다.

스텝 드릴의 바람직한 실시예는, 드릴 스텝과 관련된 플루트 사이에 터널(tunnel)이 형성되고, 드릴 스텝의 단부면으로부터 스텝 드릴의 전단부 방향으로 진행하는 너비는 증가한다. 이러한 디자인의 결과로서, 드릴 스텝의 단부면으로부터 스텝 드릴의 전단부 방향으로 진행하는 스텝 드릴의 안정성이 증가된다.

본 발명의 발전은, 메인 플루트 및 추가적인 플루트가, 스텝 드릴의 중심축 또는 세로축을 따라 측정되고, 제2 커팅 원의 제2 직경의 적어도 1.5배 이상이고, 제2 직경의 5배 이하인 커팅 원으로부터 떨어진 곳에서 합쳐지는 것을 제공한다. 바람직하게는, 거리는 제2 직경의 적어도 2배 이상이고 제2 직경의 4배 이하이며, 바람직하게는, 제2 직경의 3배이다.

전반적으로, 본원에서 제안된 스텝 드릴의 안정성은, 드릴 팁 및 드릴 스텝과 관련된 플루트의 합병으로 인해, 또한 드릴 스텝의 단부면으로부터 스텝 드릴의 전단부 방향으로 진행하는 터널의 특정 디자인에 의해, 증가한다는 것이 명백하다.

본 명세서에서 제안된 스텝 드릴은 종래의 서브랜드 스텝 드릴보다 상당히 높은 안정성을 갖는다.

도 1은 스텝 드릴의 측면도를 도시한다.
도 2는 세로축에 대하여 약 90°회전시킨 도 1에 도시된 스텝 드릴을 도시한다.
도 3은 드릴 스텝의 단부면 근처의 스텝 드릴의 세로축에 수직인 제1 단면을 도시한다.
도 4는 도 3보다 드릴 스텝의 단부면까지 더 먼 거리에 있는 스텝 드릴의 제2 단면을 도시한다.
도 5는 도 4보다 드릴 스텝의 단부면까지 더 먼 거리에 있는 스텝 드릴의 다른 단면을 도시한다.
도 6은 도 2에 따른 스텝 드릴의 전방부의 확대된 측면도를 도시한다.

이하, 도면을 이용하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 후단부(3) 및 대향하는 전단부(5)뿐만 아니라, 후단부(3)에서 팁(9)을 갖는 드릴 팁(7) 및 후단부(3)로부터 거리를 두고 배치된 드릴 스텝(11)을 포함하며, 후단부(3)에 대면하는 단부면(13)을 포함하는 스텝 드릴(1)을 도시한다.

드릴 팁(7)의 팁(9)에는, 다수의 기하학적으로 정의된 커터가 제공된다. 본 명세서에 도시된 실시예에서, 도 1은 대향하는 제2 커터(19)뿐만 아니라 스텝 드릴(1)의 세로축(15) 위의 제1 커터(17)를 도시한다. 각각의 커터는 플루트와 짝을 이룬다. 도 1은 제1 커터(17)에 의해 제거된 부스러기를 배출하는데 사용되는 제1 커터(17)와 관련된 플루트(21)를 도시한다. 도면은 또한 제2 커터와 관련된 플루트(22)를 도시한다.

드릴 스텝(11)의 단부면(13)의 영역에는 복수개의 커터가 제공되며, 여기에 도시된 실시예는 세로축(15) 위에 놓이는 제1 커터(23) 및 대향하는 제2 커터(25)를 갖는다. 2개의 커터(23, 25)는 각각 드릴 팁(7)의 제1 및 제2 커터(17, 19)와 관련된 플루트와 겹치지(coincide) 않는 그들 자신의 플루트와 쌍을 이루며, 즉 전술한 플루트와 별도로 형성된다. 도 1은 제1 커터(23)와 관련된 플루트(27) 및 제2 커터(25)와 관련된 플루트(29)를 도시한다.

드릴 팁(7)의 제1 및 제2 커터(17, 19)는, 스텝 드릴(1)의 세로축(15)이 수직으로 세워지는 평면 상에 본질적으로 놓인, 제1 반경을 갖는 가상의 제1 원형 라인(미도시) 상에 배치된다. 이에 대응하여, 드릴 스텝(11)의 제1 및 제2 커터(23, 25)는, 세로축(15)이 수직으로 세워지는 평면 상에 본질적으로 놓인, 제2 반경을 갖는 가상의 제2 원형 라인(미도시) 상에 배치된다. 2개의 가상 원형 라인은 각각 실질적으로 스텝 드릴(1)의 세로축(15)이 수직으로 세워지는 평면에 놓여 있다고 가정한다. 이것은 스텝 드릴(1)의 세로축(15)의 방향에서 보았을 때, 드릴 팁(7)의 2 개의 커터(17, 19)와 드릴 스텝(11)의 2개의 커터(23, 25)가 동일한 레벨에 있을 때, 가정된다. 기본적으로, 드릴 팁(7) 또는 드릴 스텝(11)의 2개의 커터를 축 방향으로 오프셋(offset)시킬 수도 있다.

제1 원형 라인의 제1 반경은 제2 원형 라인의 제2 반경보다 작기 때문에, 드릴 팁(7)의 제1 커팅 원의 제1 직경은 드릴 스텝(11)의 제2 커팅 원의 제2 직경보다 작다. 이러한 방식으로, 여기에 도시된 스텝 드릴(1)이 실현된다.

스텝 드릴(1)은, 드릴 팁(7)의 커터(17, 19)와 드릴 스텝(11)의 커터(23, 25)가 각각 자신의 플루트와 쌍을 이루기 때문에, 소위 서브랜드 스텝 드릴로 설계된다. 드릴 팁(7) 이외에 단 하나의 드릴 스텝(11)을 갖는 스텝 드릴(1)의 본원의 실시예에서, 4개의 플루트가 전체적으로 제공된다.

전단부(5)의 방향에서 보았을 때, 본원의 드릴 스텝(11)의 단부면(13)으로부터 거리를 둔 곳에 추가적인 드릴 스텝이 제공되는 것이 가능하다.

도 1은 드릴 스텝(11)의 제1 커터(23)와 연관된 플루트(27)와 드릴 스텝(11)의 제2 커터(25)와 관련된 플루트(29) 사이에 제1 터널(31)이 형성되는 것을 도시한다. 따라서, 제2 터널은 플루트(29)와 플루트(27) 사이에 형성된다.

드릴 스텝(11)이 2개의 커터를 구비하기 때문에 2개의 터널(31, 33)을 갖는 여기에 기술된 스텝 드릴(1)의 디자인이 실현된다. 3개의 커터가 제공되면, 그에 대응하여 3개의 터널이 실현된다. 이러한 관계는 일반적으로 알려져 있으므로 더 자세히 설명되지 않아도 된다.

드릴 스텝(11)의 단부면(13) 근처의 영역에서, 두 개의 터널(31, 33)은 스텝 드릴(1)의 전단부(5)의 방향으로 터널의 다음 경로에서 더 커지는 제1 폭(B1)은 단부면(13)으로부터 떨어진 곳에 제2 폭(B2)을 갖는다. 바람직하게는, 터널 폭은, 스텝 드릴(1)의 작동 중에 로드 피크를 방지하기 위해, 연속적으로 증가한다.

따라서, 도 1에 도시된 스텝 드릴(1)의 실시예는 드릴 팁(7)의 팁(9)을 우측 후단부(3)에 포함한다. 대향하는 전단부(5)의 영역에서, 스텝 드릴(1)은 스텝 드릴(1)을 구동 장치, 예를 들어 드릴링 머신(drilling machine)의 스핀들과 결합 시키는데 사용되는 영역을 구비한다. 이 경우, 예를 들어, 그 영역은 원통형 샤프트(35)에 의해 형성된다. 샤프트(35)의 원주면(37)에는, 샤프트(35)를 드릴링 머신의 스핀들 내에서, 그리고 주어진 회전 위치에서, 회전 불가능하게 고정시키기(clamp) 위해 체결 나사(fastening screw)가 맞물릴 수 있는 평평한 부분(미도시)이 제공될 수 있다. 드릴, 심지어 스텝 드릴의 체결 영역의 디자인은 이미 알려져 있으므로 더 자세히 설명되지 않아도 된다.

샤프트(35)의 원주면(37)은 모따기(chamfer)로서 여기에 설계된 스텝(39)을 통해 드릴 스텝(11) 내로 전이한다. 본 명세서에 도시된 실시예에서, 전술한 스텝은 예로서 제공된다. 그러나, 그것은 쉽게 생략될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 스텝 드릴의 측면도이다. 그러나, 도 1과 비교하면, 도 2의 스텝 드릴은 90° 회전되어 있으므로, 예를 들어 드릴 스텝(11)의 제1 커터(23)는 도 2의 관찰자와 마주하게 된다. 유사하고 기능적으로 유사한 구성 요소는 동일한 참조 부호로 표시되어 있으며, 그와 관련하여, 그 이전의 설명이 여기에 참조된다. 도 2는 드릴 팁(7)이 도 2의 관찰자와 마주하는 제1 커터(17)를 포함하는 팁(9)을 갖는 것을 도시한다. 관찰자와 마주하는 드릴 팁(7)의 제 1 커터(17)와 관련된 제 1 커터(17)가 명확하게 도시되어 있다. 관련된 플루트(21)는 스텝 드릴(1)의 후단부에 제공된 팁(9)으로부터 스텝 드릴(1)의 전단부 방향으로 좌측으로 연장된다. 따라서, 드릴 스텝(11)의 제1 커터(23)와 관련된 플루트(27)는 드릴 스텝(11)의 단부면(13)으로부터 또한 전단부(5)의 방향으로 좌측으로 연장된다.

도 2는 도 1을 사용하여 설명된 터널(33, 31)을 도시한다.

도 2는 스텝 드릴(1)의 길이 세로축(15)이 세워지는 단면 평면을 나타내는 III, IV 및 V로 표시된 3개의 점선으로 된 수직선을 도시한다.

도 3은 도 2의 라인 III-III을 따라 절단된 스텝 드릴(1)의 단면을 도시한다. 도 3의 외측 원형 라인은 샤프트(35)의 원주면(37)을 도시하며, 내부 원형 라인(41)은 원주면(37)에 이르는 스텝(39)에 대한 드릴 스텝(11)의 전이를 나타낸다. 그 외에는, 유사한 부분은 유사한 참조 부호로 표시되고, 이전의 설명을 참조한다.

도 3에 따른 단면에서, 드릴 스텝(11)의 제1 커터(23)는 상부에 놓이고, 드릴 스텝(11)의 제 2 커터(25)는 하부에 놓인다. 또한, 제1 커터(23)와 관련된 플루트(27) 및 제2 커터(25)와 관련된 플루트(29)가 명확하게 보여질 수 있다. 드릴 팁(7)의 제1 커터(17)와 관련된 플루트(21) 및 드릴 팁(7)의 제2 커터(19)와 관련된 플루트(22)가 명백하게 도시되어 있다.

도 3은 드릴 팁(7) 및 드릴 스텝(11)과 관련된 플루트(21, 23 또는 27, 29)가 각각 돌출부 (43 또는 45)에 의해 서로 분리되어 있음을 명확히 도시하며, 돌출부(43)는 플루트(27)를 플루트(22)로부터 분리시키고, 그에 대응하여 돌출부(45)는 플루트(29)를 플루트(21)로부터 분리시킨다. 다시 말해서, 커터(17, 19)에 의해 제거된 부스러기는 커터와 관련된 드릴 팁의 플루트(21, 22)에서 움직인다. 드릴 스텝(11)의 커터(23, 25)로부터 제거된 부스러기는 관련된 플루트(27, 29)에서 움직이고 드릴 팁(7)과 관련된 플루트(21, 22)의 부스러기와 섞이지 않는다.

스텝 드릴(1)에는 여기서 점선으로 표시된 수직 직경 라인에 배치될 수 있는 냉각제/윤활제 채널(47, 49)이 제공될 수 있다. 냉각제/윤활제를 구비하는, 또한 본원에서 언급된 유형의 스텝 드릴(1)을 포함하는, 드릴의 공급이 알려져 있으므로, 더 상세히 설명될 필요는 없다. 그러나, 냉각 채널(7, 49)은 바람직하게는 스텝 드릴(1)의 후단부(3)에서 팁(9)의 영역 내로 개방되어, 냉각제/윤활제를 위한 출구 개구가 전술한 영역에서 실현된다는 것을 유의해야 한다.

도 3은 또한 터널(31, 33)을 도시한다.

드릴 스텝(11)의 플루트(27, 29)와 관련된 코어는 중심축(15)을 중심으로 회전하는 제1 원 (51)에 의해 표시된다. 드릴 팁(7)의 플루트(21, 22)과 관련된 코어는 중심축(15)을 중심으로 회전하는 또 다른 원(53)으로 표시되어 있다. 원(53)으로 표시된 드릴 팁의 코어는, 원(51)으로 표시된 드릴 스텝(11)의 코어보다 작다는 것을 명확히 알 수 있다. 예를 들어, 원(51)의 직경은 원(53)의 직경의 3 배이다. 정확한 비율은 궁극적으로 중요하지 않다. 원(51)으로 표시된 코어는 원(53)으로 표시된 코어보다 상당히 두꺼운 것이 필수적이다.

도 4는 다시 스텝 드릴(1)의 단면을 도시하며, 여기서 단면은 도 2에 도시된 라인 IV-IV를 따라 절단된다. 유사하고 기능적으로 유사한 구성 요소는 동일한 참조 부호로 표시되어 있으며, 그와 관련하여, 그 이전의 설명이 여기에 참조된다.

도 4에 따른 단면도에서, 플루트(27)와 플루트(22) 사이의 돌출부(43)는 도 3의 것보다 작다는 것을 알 수 있다. 또한, 그것은 원(51) 상에서 시계 방향으로 이동했다. 그에 대응하여, 플루트(29)와 플루트(21) 사이의 돌출부(45)도 또한 작아지고 원형 라인(51) 상에서 시계 방향으로 이동했다. 플루트(27, 22)와 플루트(29, 21) 사이의 분리가 더 이상 결정적이지 않도록 설계되는 것이 중요하다. 따라서, 플루트(27, 22 또는 29, 21)로 배출된 부스러기의 제1 혼합이 발생할 수 있다.

도 3의 단면도와 비교할 때, 터널(31, 33)의 폭이 커지는 것을 볼 수 있다.

도 5는 도 2에 도시 된 라인 V-V에 따른 스텝 드릴(1)의 단면을 도시한다. 유사하고 기능적으로 유사한 구성 요소는 동일한 참조 부호로 표시되어 있으며, 그와 관련하여, 그 이전의 설명이 여기에 참조된다.

커팅 라인(III-III 및 IV-IV)이 위치하는 영역보다 드릴 스텝(11)의 단부면(13)으로부터 더 멀리 위치하는 영역에서, 도 3 및 도 4에서 여전히 눈에 띄던 돌출부(43, 45)는 도 5에 따른 단면 영역에서 완전히 사라졌다. 따라서, 플루트(27, 22 또는 29, 21)는 돌출부(43, 45)에 의해 더 이상 분리되지 않기 때문에 단일 플루트를 형성하며, 병합된다.

도 5는 또한 도 4 및 4에 도시된 원들(51, 53)이 하나의 원(55)으로 합쳐진 것을 도시한다. 도 3 및 도 4에 따른 이전의 단면이 나타내는 바와 같이, 이는 단부면(13)으로부터 진행하는 원(51)에 의해 지시된 드릴 스텝(11)의 코어의 직경이 좌측으로 테이퍼링 된 것, 즉, 스텝 드릴의 전단부(5)의 방향으로, 드릴 팁(7)의 코어의 직경이 우측으로부터 좌측으로, 즉, 드릴 스텝(11)의 단부면(13)으로부터 전단부(5)의 방향으로 더 커지기 때문이다. 도 5에 도시된 단면의 영역에서, 코어 직경이 수렴되었다면, 바람직하게는 동일한 크기로 설계된다.

도 5는 또한 터널들(31, 33)의 폭이 증가되었음을 보여준다.

도 6은 도 2에 도시된 위치에서 스텝 드릴(1)의 전방 영역을 확대한 것이다. 여기서, 샤프트(35)는 파단되어 도시되어 있다. 유사하고 기능적으로 유사한 구성 요소는 동일한 참조 부호로 표시되어 있으며, 그와 관련하여, 그 이전의 설명이 여기에 참조된다.

도 6에서, 드릴 팁(7)과 관련된 플루트(21)의 스핀 경사의 절반은 보조 라인(S1)에 의해 표시된다. 드릴 스텝(11)과 관련된 플루트(27)의 스핀 경사의 절반은 제2 보조 라인(S2)에 의해 표시된다.

커터(21, 23)와 관련된 플루트(21, 22)는 동일한 스핀 경사를 갖는다. 대응하여, 커터(23, 25)의 플루트(27, 29)과 관련된 스핀 경사도는 동일하다.

드릴 스텝(11)과 관련된 플루트(27, 29)의 스핀 경사도는 드릴 팁(7)과 관련된 플루트(21, 22)의 스핀 경사도보다 더 크다는 것이 명백하다. 이러한 디자인은 도 3 내지 도 5에 따른 단면으로부터 알 수 있는 바와 같이 플루트(27, 22 또는 29, 21)의 병합을 실현하도록 선택된다.

설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따른 스텝 드릴은 서브랜드 스텝 드릴(subland step drill)로서 설계되고, 드릴 팁(7)과 관련된 두 개의 플루트(21, 22) 및 플루트(21, 22)로부터 분리된 드릴 스텝(11)과 관련된 두 개의 플루트(27, 29)를 포함한다. 기본적으로 4개의 플루트가 있는 스텝 드릴이 약해져서, 어떤 경우에는 브레이크가 발생할 수 있다는 것이 명백해진다. 그러나, 상세한 설명으로부터, 특히 도 3 내지 도 5에 따른 단면으로부터, 드릴 팁(7)의 플루트(21, 22)와 관련된 코어의 직경은 스텝 드릴(1)의 전단부(5)의 방향으로 드릴 스텝(11)의 단부면(13)의 영역으로 증가하는 코어 직경을 갖는다는 것이 명백해진다. 동시에, 드릴 스텝(11)의 플루트(27, 29)와 관련된 코어의 코어 직경은 이 영역에서 감소한다. 동시에, 드릴 스텝(11)의 단부면(13)으로부터 스텝 드릴(1)의 후단부(5)를 향하는 방향으로 진행하는 터널(31, 33)의 폭이 증가한다. 결과적으로, 드릴 팁(7)과 드릴 스텝(11)의 플루트 공간은 병합되고, 공지된 서브랜드 스텝 드릴의 경우보다 전반적으로 감소된 공간 요구를 갖는다. 터널(31, 33)의 폭이 증가함에 따라, 드릴 스텝(11)의 단부면(13)으로부터 스텝 드릴(1)의 후단부(5)의 방향으로 진행하는 스텝 드릴(1)의 안정성 또한 증가한다.

도 3 내지 도 5에 따른 단면을 비교할 때, 드릴 스텝(11)의 단부면(13)으로부터 스텝 드릴의 전단부(5) 방향으로 진행하는 스텝 드릴(1)의 단면 영역(여기에서는 음영 처리 됨)은 연속적으로 증가한다는 것은 분명하다. 다시 말하면, 드릴 스텝(11)의 단부면(13)으로부터 스텝 드릴(1)의 전단부(5)의 방향으로 진행하는, 스텝 드릴(1)의 주요 부분은 두껍고 튼튼해진다. 그 결과, 스텝 드릴(1)의 안정성이 향상된다. 그러나, 플루트(27, 22 또는 29, 21)의 병합으로 인해, 드릴 팁(7)의 커터(17, 19) 및 드릴 스텝(11)의 커터(23, 25)에 의해 제거된 부스러기를 위해 제공된 공간은 여전히 큰 드릴 깊이에서도 분제가 없는 부스러기 배출을 보장하기에 충분하다.

드릴 팁(7)의 플루트(21, 22) 즉, 메인 플루트 및 드릴 스텝(11)의 플루트(27, 29) 즉, 추가적인 플루트는 바람직하게는, 드릴 스텝(11)의 가상의 제2 원형 라인으로부터 스텝 드릴(1)의 세로축(15)의 방향으로 측정된 거리에서 병합되므로, 제2 커팅 원에서 이 거리는 제2 반경의 적어도 3배 이상이고 제2 반경의 10배 이하이다. 바람직하게, 이 거리는 제2 반경의 4배 이상이고, 제2 반경의 8배 이하이며, 바람직하게는 제2 반경의 6배이다.

1: 스텝 드릴 3: 후단부
5: 전단부 7: 드릴 팁
9: 팁 11: 드릴 스텝
13: 단부면 15: 세로축
17: 커터 19: 커터
21: 플루트 22: 플루트
23: 커터 25: 커터
27: 플루트 29: 플루트
31: 터널 33: 터널
35: 샤프트 37: 원주면
39: 스텝 41: 내부 원형 라인
43: 돌출부 45: 돌출부
47: 채널 49: 채널
51: 원 53: 원
55: 원

Claims (10)

1. 스텝 드릴로서,
   - 후단부(3) 및 대향하는 전단부(5),
   - 상기 스텝 드릴(1)의 상기 후단부(3)에서 팁(9)을 가지며, 다수의 기하학적으로 정의된 커터(17, 19)를 포함하며, 그 각각은 플루트(21, 22)와 쌍을 이루고 상기 스텝 드릴(1)의 세로축(15)을 중심으로 가상의 제1 원형 라인 상에 놓이고, 상기 원형 라인은 제1 반경을 갖는, 드릴 팁(7),
   - 상기 후단부(3)로부터 떨어진 곳에 배치되고, 다수의 기하학적으로 정의된 커터(23, 25)를 갖는 단부면(13)을 가지며, 그 각각은 플루트(27, 29)와 쌍을 이루고, 상기 스텝 드릴(1)의 상기 세로축(15)을 중심으로 가상의 제2 원형 라인 상에 놓이고 제2 반경을 갖는 적어도 하나의 드릴 스텝(11)을 포함하고,
   - 상기 제1 반경은 상기 제2 반경보다 작으며,
   - 상기 드릴 팁(7)의 상기 플루트(21, 22)와 상기 드릴 스텝(11)의 상기 플루트(27, 29)는 상기 드릴 스텝(11)의 상기 단부면(13)보다 상기 후단부(3)로부터 더 먼 거리에 배치된 영역에서 병합되고, 단일 플루트를 형성하며,
   - 상기 드릴 스텝(11)과 관련된 상기 플루트(27, 29)의 코어는 테이퍼지고(taper), 상기 드릴 스텝(11)의 상기 단부면(13)으로부터 상기 스텝 드릴(1)의 상기 전단부(5)의 방향으로 진행하는 상기 코어 직경은 작아지는 것을 특징으로 하는,
   스텝 드릴.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 드릴 스텝(11)과 관련된 상기 플루트(27, 29)의 스핀 경사도는 상기 드릴 팁(7)과 관련된 상기 플루트(21, 22)의 상기 스핀 경사도보다 큰 것을 특징으로 하는
   스텝 드릴.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 드릴 팁(7)과 관련된 상기 플루트(21, 22)의 코어는 상기 전단부(5)의 방향으로 증가하는 것을 특징으로 하는
   스텝 드릴.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 드릴 팁(7)과 관련된 상기 플루트(21, 22)의 상기 코어는 상기 드릴 스텝(11)의 상기 단부면(13)보다 상기 스텝 드릴(1)의 상기 후단부(3)까지 더 큰 거리를 갖는 영역에서 증가하는 것을 특징으로 하는
   스텝 드릴.
5. 제3 항에 있어서,
   상기 후단부(3)로부터 멀어지는 방향으로 향하는 상기 플루트의 상기 단부에서 상기 드릴 팁(7)과 관련된 상기 플루트(21, 22)의 상기 코어 직경은, 상기 드릴 스텝(11)과 관련된 상기 플루트(27, 29)의 상기 코어 직경과 비슷한 것을 특징으로 하는,
   스텝 드릴.
6. 제3 항에 있어서,
   상기 후단부(3)로부터 멀어지는 방향으로 향하는 상기 플루트의 상기 단부에서 상기 드릴 팁(7)과 관련된 상기 플루트(21, 22)의 상기 코어 직경은, 상기 드릴 스텝(11)과 관련된 상기 플루트(27, 29)의 상기 코어 직경과 동일한 것을 특징으로 하는,
   스텝 드릴.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 드릴 스텝(11)의 상기 플루트(27, 29) 사이에, 터널(31, 33)이 형성되고, 상기 드릴 스텝(11)의 상기 단부면(13)으로부터 상기 스텝 드릴(1)의 상기 전단부(5)의 방향으로 진행하는 그 폭은 증가하는 것을 특징으로 하는
   스텝 드릴.
8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 드릴 팁(7)의 상기 플루트(21, 22)와 상기 드릴 스텝(11)의 상기 플루트(27, 29)는, 상기 드릴 스텝(11)의 상기 가상의 제2 원형 라인으로부터 상기 스텝 드릴(1)의 상기 세로축(15)의 방향으로 측정되며 상기 제2 반경의 3배 이상이고 상기 제2 반경의 10배 이하인 거리에서 병합되는 것을 특징으로 하는
   스텝 드릴.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 거리는 상기 제2 반경의 4배 이상이고 상기 제2 반경의 8배 이하인 것을 특징으로 하는
   스텝 드릴.
10. 제8 항에 있어서,
    상기 거리는 상기 제2 반경의 6배인 것을 특징으로 하는
    스텝 드릴.

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