KR102381868B1 - 드릴 - Google Patents

Abstract

드릴(1)은, 선단부가 평탄한 플랫 드릴이다. 절삭 날(6)은 원호 형상부 절삭 날(6C), 씨닝부 절삭 날(6A), 외주부 절삭 날(6B)을 구비한다. 원호 형상부 절삭 날(6C)은 원호 형상, 씨닝부 절삭 날(6A) 및 외주부 절삭 날(6B)은 직선 형상으로 형성된다. 씨닝부 절삭 날(6A)에는 씨닝부 챔퍼면(9A), 외주부 절삭 날(6B)에는 외주부 챔퍼면(9B), 원호 형상부 절삭 날(6C)에는 원호 형상부 챔퍼면(9C)이 마련된다. 원호 형상부 챔퍼면(9C)의 드릴 축 방향 폭은 씨닝부 챔퍼면(9A) 및 외주부 챔퍼면(9B)의 각각의 드릴 축 방향 폭보다도 작다. 그 때문에 드릴(1)은 원호 형상부 절삭 날(6C)의 날끝에 예리성을 남길 수 있으므로, 절삭 날(6)의 날끝을 강화하고, 또한 피삭재에 대한 파고들기 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

드릴

본 발명은 드릴에 관한 것이다.

선단각을 170° 내지 180°로 하여, 피삭재에 대한 파고들기 시에 받는 반경 방향의 분력을 작게 하도록 한 드릴이 제안되어 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 드릴의 절삭 날은, 대략 직선부와, 절삭 날 전체에서 차지하는 비율을 15 내지 60%로 한 오목형 R부로 구성되어 있다. 절삭 날과 마진이 접하는 외주 코너부에는 직선의 챔퍼가 마련되어 있다.

일본 특허 공개 제2004-141970호 공보

특허문헌 1에 기재된 드릴은, 선단부가 평탄한 드릴이므로 통상의 드릴에 비해 피삭재에 대한 파고듦성이 나쁘다. 그 때문에 구멍 직경의 확대가 발생하기 쉬워서, 정밀도가 높은 구멍 가공이 곤란하다는 문제점이 있었다. 외주 코너부에는 챔퍼가 마련되어 있지만 대략 직선부와 오목형 R부에는 챔퍼가 마련되어 있지 않으므로, 대략 직선부와 오목형 R부에 있어서 날끝이 이빠지기 쉽다는 문제점도 있었다. 이 문제점을 해소하기 위하여, 예를 들어 외주 코너부와 마찬가지로 대략 직선부와 오목형 R부에도 챔퍼를 마련하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 외주 코너부 및 대략 직선부에 비해 오목형 R부와 같은, 절삭 부하가 걸리기 어려운 부위의 둔화가 필요 이상으로 이루어지므로, 결과적으로 절삭 부하가 커질 가능성이 있었다.

본 발명의 목적은, 절삭 날의 날끝을 강화하고, 또한 피삭재에 대한 파고들기 성능을 향상시킬 수 있는 드릴을 제공하는 것이다.

본 발명의 양태는, 선단부가 평탄하고, 또한 상기 선단부에, 회전 중심으로부터 직경 방향 외측을 향하여 연장되는 적어도 2 이상의 절삭 날을 갖고, 해당 절삭 날은, 원호 형상으로 형성된 원호 형상부와, 해당 원호 형상부의 상기 회전 중심측의 일 단부에 접속되고, 직선 형상으로 형성된 내측 직선 형상부와, 상기 원호 형상부의 상기 일 단부와는 반대측의 타 단부에 접속되고, 직선 형상으로 형성된 외측 직선 형상부를 구비하고, 상기 원호 형상부의 날끝에는, 모따기된 원호 형상부 챔퍼면이 마련되고, 상기 내측 직선 형상부 및 상기 외측 직선 형상부의 각각의 날끝에는, 모따기된 직선 형상부 챔퍼면이 마련된 드릴이며, 상기 원호 형상부 챔퍼면의 드릴 축 방향 폭은 상기 직선 형상부 챔퍼면의 드릴 축 방향 폭보다도 작은 것을 특징으로 한다.

본 양태에 의하면, 원호 형상부 챔퍼면의 드릴 축 방향 폭을 직선 형상부 챔퍼면의 드릴 축 방향 폭보다도 작게 하고 있으므로, 원호 형상부의 날끝에 예리성을 남기면서 날끝을 강화할 수 있다. 이것에 의하여 드릴은 절삭 날의 치핑을 방지하면서 피삭재에 대한 파고들기 성능을 높일 수 있다. 파고들기 성능을 높인 것에 의하여, 드릴 가공 시에 드릴에 생기는 진동을 경감할 수 있다. 진동을 경감할 수 있음으로써 가공 구멍의 위치 어긋남을 방지할 수 있고, 또한 세세한 절삭칩의 형성을 촉구할 수 있다.

본 양태의 상기 직선 형상부 챔퍼면의 상기 드릴 축 방향 폭은 드릴 직경의 0.12 내지 1.4%의 범위 내이고, 상기 원호 형상부 챔퍼면의 상기 드릴 축 방향 폭은 0.008㎜ 이하이면 된다. 이것에 의하여 본 양태의 드릴은 피삭재에 대한 파고들기 성능을 보다 높일 수 있다.

본 양태의 상기 원호 형상부의 직경 방향 길이는 상기 절삭 날 전체의 직경 방향 길이의 50 내지 70%의 범위 내이면 된다. 이것에 의하여 본 양태의 드릴은 피삭재에 대한 파고들기 성능을 보다 높일 수 있다.

본 양태는, 상기 선단부를 갖는 드릴 본체부와, 상기 드릴 본체부의 외주면에 있어서, 상기 절삭 날로부터 상기 드릴 본체부의 후단측에 걸쳐, 상기 드릴 본체부의 축선 방향을 따라 나선 형상으로 형성된 절삭칩 배출 홈과, 상기 드릴 본체부의 내부를, 상기 후단측으로부터 상기 선단부를 향하여 연장되어, 절삭유가 공급되는 공급로와, 상기 선단부에 마련되고 상기 공급로와 연통되어, 상기 공급로를 흐른 상기 절삭유를 분출하는 오일 구멍을 구비하면 된다. 본 양태의 드릴은, 오일 구멍으로부터 분출되는 절삭유에 의하여, 피삭재와 접촉하는 가공점의 온도를 낮출 수 있다. 이것에 의하여 피삭재를 보다 깊이 절삭할 수 있다. 또한 드릴은, 오일 구멍으로부터 절삭유를 분출함으로써 절삭칩 배출 홈을 따라 세세한 절삭칩을 흘리기 쉽게 할 수 있다.

본 양태에 있어서, 상기 선단부가 평탄하다는 것은, 상기 선단부의 선단각이 160° 내지 180°의 범위 내이면 된다.

본 양태의 드릴은, 선단각이 160° 내지 180°인 플랫 드릴이므로, 예를 들어 경사면이나 곡면에 대한 스폿페이싱 가공, 반균열 구멍 가공 등 다종다양한 용도로 사용할 수 있다.

도 1은 드릴(1)(2매 날)의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 드릴(1)의 선단측의 부분 확대도이다.
도 3은 드릴(1)의 정면도이다.
도 4는 도 3에 도시하는 드릴(1)의 절삭 날(6) 주위의 부분 확대도이다.
도 5는 도 3에 나타내는 Ⅰ-Ⅰ선 화살표 방향으로 본 단면도이다.
도 6은 시험구 1-1(원호 형상부 비율=60%)의 결과를 나타내는 표이다.
도 7은 시험구 1-2(원호 형상부 비율=50%)의 결과를 나타내는 표이다.
도 8은 시험구 1-3(원호 형상부 비율=70%)의 결과를 나타내는 표이다.
도 9는 시험구 1-4(원호 형상부 비율=73%)의 결과를 나타내는 표이다.
도 10은 시험구 1-5(원호 형상부 비율=45%)의 결과를 나타내는 표이다.
도 11은 시험구 2-1(원호 형상부 비율=60%)의 결과를 나타내는 표이다.
도 12는 시험구 2-2(원호 형상부 비율=50%)의 결과를 나타내는 표이다.
도 13은 시험구 2-3(원호 형상부 비율=70%)의 결과를 나타내는 표이다.
도 14는 시험구 2-4(원호 형상부 비율=73%)의 결과를 나타내는 표이다.
도 15는 시험구 2-5(원호 형상부 비율=45%)의 결과를 나타내는 표이다.
도 16은 시험 3에 있어서의 구멍 직경의 결과를 나타내는 표이다.
도 17은 시험 3에 있어서의 구멍 확대값의 결과를 나타내는 표이다.
도 18은 시험 4에 있어서의 구멍 위치 어긋남양의 결과를 나타내는 표이다.
도 19는 시험 5에 있어서 드릴 T1로 피삭재를 가공하였을 때의 절삭칩의 사진이다.
도 20은 시험 5에 있어서 드릴 T2로 피삭재를 가공하였을 때의 절삭칩의 사진이다.
도 21은 드릴(100)(3매 날)의 측면도이다.
도 22는 드릴(1)의 일부를 변형한 측면도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 이하, 기재하는 드릴(1)의 형상은, 특정적인 기재가 없는 한, 그것만에 한정하는 취지는 아니며, 단순한 설명예이다. 도면은, 본 발명이 채용할 수 있는 기술적 특징을 설명하기 위하여 이용되는 것이다. 이하, 설명은, 도면 중에 화살표로 나타내는 전후를 사용한다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 드릴(1)의 구조를 설명한다. 드릴(1)은, 선단부가 평탄한 플랫 드릴이다. 그 때문에 드릴(1)은 다종다양한 가공 용도에 대응할 수 있다. 다종다양한 가공 용도란, 예를 들어 스폿페이싱 가공, 곡면 스폿페이싱 가공, 깊숙한 위치에 대한 스폿페이싱 가공, 구멍 스폿페이싱 가공, 롱 드릴의 가이드 구멍 가공, 출구 경사면 가공, 출구 곡면 가공, 크로스 구멍 가공, 곡면 관통 가공, 박판 관통 가공, 편심 구멍의 교정, 반균열 구멍 가공, 겹침 구멍 가공, 블라인드 탭 하향 구멍 가공 등이다. 선단부가 평탄하므로, 예를 들어 경사면 가공에 있어서의 파고들기 시에 있어서, 드릴(1)에 가해지는 반경 방향의 분력이 작아진다. 그 때문에 드릴(1)은 선단부의 릴리프, 그것에 의한 파고들기 시의 구멍 위치 정밀도의 저하를 억제할 수 있다. 드릴(1)은 2매 날이며, 예를 들어 초경합금이나 고속도 공구강(하이스) 등의 경질 재료로 형성하는 것이 좋다.

드릴(1)은 본체부(2)와 섕크부(8)를 구비한다. 섕크부(8)는 원기둥 봉 형상으로 형성된다. 섕크부(8)의 후단부는, 도시하지 않은 공작 기계의 주축 등에 설치되어 회전 구동된다. 본체부(2)는, 섕크부(8)의 선단부에 동축 상에 고정되어, 섕크부(8)의 축선을 따라 전방으로 연장 설치된다. 본체부(2)의 전단부는 선단부이며, 드릴(1)의 선단부이다. 도 3에 도시한 바와 같이 본체부(2)의 선단부에는, 2매의 절삭 날(6)이, 축선 O를 사이에 두고 정면에서 보아 대략 직선 형상으로 형성된다. 본체부(2)의 외주면에는, 절삭칩을 배출하기 위한 2조의 배출 홈(3)이 나선 형상으로 형성된다. 배출 홈(3)의 선단의 홈면은 레이크 면(4)(도 2 참조)이며, 그 레이크 면(4)과 선단의 릴리프 면(5)이 교차한 위치의 능선, 및 본체부(2)의 선단 중심에 형성된 씨닝부(7)의 홈면과 릴리프 면(5)이 교차한 위치의 능선에 의하여 1매의 절삭 날(6)이 형성된다.

본체부(2)와 섕크부(8)의 내부에는, 외부로부터 절삭액이 공급되는 2개의 공급로(도시 생략)가 마련된다. 2개의 공급로는, 섕크부(8)의 후단측으로부터 상기 본체부(2)의 선단부를 향하여, 축선 O를 따라 나선 형상으로 연장된다. 본체부(2)의 선단부에 형성된 2개의 릴리프 면(5)에는 원 형상의 오일 구멍(12)이 각각 마련된다. 이들 2개의 오일 구멍(12)은 2개의 공급로와 연통된다.

드릴(1)은, 축선 O를 중심으로 회전함으로써 피삭재를 절삭 날(6)로 절삭하고, 절삭칩을 배출 홈(3)에서 배출하면서 구멍 등을 형성한다. 가공 시의 드릴(1)의 회전 방향 T는, 정면에서 보아 반시계 방향이다(도 3 참조). 드릴(1)을 주축에 설치한 공작 기계는 주축을 우회전시켜 피삭재를 절삭한다. 주축 회전 중, 외부로부터 공급되는 절삭액은 드릴(1)의 공급로를 흘러서 본체부(2) 선단부의 오일 구멍(12)으로부터 분출된다. 절삭액은 드릴(1)의 선단부의 가공점을 냉각하며, 절삭칩과 함께 배출 홈(3)을 흘러서 배출된다.

절삭 날(6)의 구성을 설명한다. 또한 2매의 절삭 날(6)의 각 형상은 축선 O를 사이에 두고 서로 점대칭이므로, 여기서는 1매의 절삭 날(6)의 구성을 설명한다. 도 3, 도 4에 도시한 바와 같이 절삭 날(6)은 씨닝부 절삭 날(6A), 외주부 절삭 날(6B), 원호 형상부 절삭 날(6C)을 구비한다. 씨닝부 절삭 날(6A)은, 씨닝부(7)를 따른 부분에 직선 형상으로 형성되어, 직경 방향을 따라 연장된다. 외주부 절삭 날(6B)은 절삭 날(6)의 외단측의 부분에 직선 형상으로 형성되어, 직경 방향을 따라 연장된다. 원호 형상부 절삭 날(6C)은 씨닝부 절삭 날(6A)과 외주부 절삭 날(6B) 사이에 형성되며, 회전 방향 T와는 반대측을 향하여 원호 형상으로 오목하게 형성된다. 절삭 날(6) 전역에서 차지하는 원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율은 50 내지 70%의 범위 내로 설정하면 된다.

절삭 날(6)은 챔퍼면(9)을 더 구비한다. 챔퍼면(9)은, 절삭 날(6)의 날끝을 모따기하여 형성되는 면이다. 본 실시 형태의 드릴(1)은 초경합금이므로, 선단부가 피삭재에 닿음으로써 날끝이 이빠지기 쉬운 성질을 갖는다. 챔퍼면(9)은, 절삭 날(6)의 날끝을 모따기하여 강화함으로써, 절삭 날(6)에 생기는 치핑을 방지한다. 챔퍼면(9)은 씨닝부 챔퍼면(9A), 외주부 챔퍼면(9B), 원호 형상부 챔퍼면(9C)을 구비한다. 씨닝부 챔퍼면(9A)은, 씨닝부 절삭 날(6A)의 날끝에 있어서의 레이크 면(4)측의 부분에 마련된다(도 5 참조). 외주부 챔퍼면(9B)은, 외주부 절삭 날(6B)의 날끝에 있어서의 레이크 면(4)측의 부분에 마련된다. 원호 형상부 챔퍼면(9C)은, 원호 형상부 절삭 날(6C)의 날끝에 있어서의 레이크 면(4)측의 부분에 마련된다. 또한 챔퍼면(9)은 직선 형상의 테이퍼면으로서 형성되어 있지만, 예를 들어 원호 형상의 R면이어도 된다. 씨닝부 챔퍼면(9A), 외주부 챔퍼면(9B), 원호 형상부 챔퍼면(9C)의 각각의 면 형상은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.

상기 형상을 갖는 본 실시 형태의 드릴(1)에 있어서, 선단각 θ(도 2 참조)는 160° 내지 180°의 범위 내로 설정하면 된다. 이것에 의하여, 예를 들어 경사면에 구멍을 형성하는 경사면 가공에 있어서, 파고들기 시에 드릴(1)에 가해지는 반경 방향의 분력을 작게 할 수 있다. 그 때문에 선단부의 릴리프, 그것에 의한 파고들기 시의 구멍 위치 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

또한 드릴(1)은 절삭 날(6)을 씨닝부 절삭 날(6A), 외주부 절삭 날(6B), 원호 형상부 절삭 날(6C)로 구성하며, 원호 형상부 절삭 날(6C)의 양측을 직선 형상의 씨닝부 절삭 날(6A)과 외주부 절삭 날(6B) 사이에 두는 구성으로 한다. 이것에 의하여, 피삭재에 대하여 씨닝부 절삭 날(6A)과 외주부 절삭 날(6B)이 맨 처음에 접촉하고, 그때에는 원호 형상부 절삭 날(6C)은 접촉하지 않으므로, 절삭 날(6)이 피삭재에 맨 처음에 파고들 때의, 절삭 날(6)에 걸리는 부하를 경감할 수 있다. 따라서 절삭 날(6)이 피삭재에 맨 처음에 파고들 때의 드릴(1)의 안정성을 향상시킬 수 있다.

피삭재에 대하여 씨닝부 절삭 날(6A) 및 외주부 절삭 날(6B)이 접촉하여 파고들고, 그 다음으로 원호 형상부 절삭 날(6C)이 접촉하여 파고든다. 이것에 의하여 피삭재가 깎이는데, 원호 형상부 절삭 날(6C)에 있어서 생성되는 절삭칩에는 폭 방향으로의 압축력이 작용하므로, 절삭칩은 꺾이기 쉬워진다. 이것에 의하여, 가공 중에 생기는 절삭칩을 짧게 할 수 있으므로, 배출 홈(3)에 있어서 절삭칩의 막힘이나 얽힘 등이 생기기 어려워진다. 따라서 드릴(1)은, 배출 홈(3)에 의한 절삭칩의 배출 성능을 향상시킬 수 있다.

또한 절삭 날(6) 전역에서 차지하는 원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율은 50 내지 70%의 범위 내로 설정하면 된다. 또한 「절삭 날(6) 전역」이란, 2개의 절삭 날(6)의 직경 방향의 길이를 더한 전역의 길이를 의미하고, 「원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율」이란, 절삭 날(6) 전역에서 차지하는 2개의 원호 형상부 절삭 날(6C)의 직경 방향의 길이를 더한 길이의 비율을 의미한다. 이것에 의하여 드릴(1)은, 원호 형상부 절삭 날(6C)로부터 생성되는 절삭칩에 대하여 폭 방향으로의 압축력을 효과적으로 작용시킬 수 있다. 따라서 절삭칩은 보다 꺾이기 쉬워지므로, 절삭칩이 신장되는 일 없이 배출 홈(3)에 의한 절삭칩의 배출 성능을 보다 향상시킬 수 있다.

또한 드릴(1)의 선단부에 마련된 2개의 오일 구멍(12)으로부터 절삭액이 분출되므로, 드릴(1)의, 피삭재에 대한 가공점을 효과적으로 냉각할 수 있다. 이것에 의하여 드릴(1)은 피삭재를 보다 깊이 절삭할 수 있다. 또한, 가공점에 분출된 절삭액은, 가공 중에 짧게 절단된 절삭칩과 함께 배출 홈(3)을 따라 흘러서 배출된다. 이것에 의하여 드릴(1)은, 배출 홈(3)에 의한 절삭칩의 배출 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한 씨닝부 절삭 날(6A)에는 씨닝부 챔퍼면(9A)이 마련되고, 외주부 절삭 날(6B)에는 외주부 챔퍼면(9B)이 마련된다. 씨닝부 절삭 날(6A)과 외주부 절삭 날(6B)은, 피삭재가 맨 처음에 닿는 부위여서 절삭 부하가 걸리기 쉬운 부위이다. 그 때문에, 씨닝부 절삭 날(6A)과 외주부 절삭 날(6B)에 대하여 씨닝부 챔퍼면(9A) 및 외주부 챔퍼면(9B)을 마련한 것에 의하여 씨닝부 절삭 날(6A) 및 외주부 절삭 날(6B)의 날끝의 치핑을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한 원호 형상부 절삭 날(6C)에도 원호 형상부 챔퍼면(9C)이 마련되므로 원호 형상부 절삭 날(6C)의 날끝의 치핑도 방지할 수 있다.

그리고 씨닝부 챔퍼면(9A)과 외주부 챔퍼면(9B)의 각각의 드릴 축 방향 폭은 서로 동일 폭이다. 드릴 축 방향 폭이란, 드릴(1)의 축선 방향에 있어서의 거리(길이)이다. 그리고 씨닝부 챔퍼면(9A) 및 외주부 챔퍼면(9B)의 각각의 드릴 축 방향 폭을 L1(도 5 참조), 원호 형상부 챔퍼면(9C)의 드릴 축 방향 폭을 L2라 한 경우, L1>L2이다. L2는 L1보다도 작으므로, 드릴(1)의 선단부에 있어서, 원호 형상부 절삭 날(6C)의 날끝을 둔화시켜 강화하면서도 예리성을 남길 수 있다. 이것에 의하여 드릴(1)의 선단부에 있어서, 피삭재에 대한 파고들기 성능 및 안정성을 향상시킬 수 있으므로, 가공 시에 드릴(1)에 생기는 진동을 경감할 수 있다. 진동을 경감할 수 있으므로 가공 구멍의 위치 어긋남을 방지할 수 있고, 또한 짧은 절삭칩의 형성을 촉구할 수 있다. 또한 본 실시 형태에 있어서, 적어도 L1>L2이면 되지만, L1은 드릴 직경의 0.12 내지 1.4%의 범위 내이고 L2는 0.008㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이것에 의하여 드릴(1)은 피삭재에 대한 파고들기 성능 및 안정성을 보다 향상시킬 수 있다

또한 씨닝부 챔퍼면(9A) 및 외주부 챔퍼면(9B)은, 예를 들어 지석 등에 의한 모따기 가공으로 형성하면 된다. 이에 비해, 원호 형상부 챔퍼면(9C)은, 씨닝부 챔퍼면(9A) 및 외주부 챔퍼면(9B)보다도 드릴 축 방향 폭이 작으므로, 지석 등에 의한 모따기 가공이 아니라, 예를 들어 블라스트 처리, 피닝 처리 등으로 형성함으로써, 미소한 드릴 축 방향 폭의 원호 형상부 챔퍼면(9C)을 정밀도 높게 형성할 수 있다.

다음으로, 드릴(1)의 형상에 대하여 규정한 상기 수치 한정을 실증하기 위하여 시험 1 내지 5를 행하였다. 이하, 차례로 설명한다.

도 6 내지 도 10을 참조하여 시험 1에 대하여 설명한다. 시험 1에서는, 절삭 날(6) 전역에서 차지하는 원호 형상부 절삭 날(6C)의 적정한 비율과, 챔퍼면(9에 있어서의 드릴 축 방향 폭 L1과 L2의 각각의 적정 범위에 대하여 확인하였다. 시험 1에서는, 절삭 날(6) 전역에서 차지하는 원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율을 바꾼 5개의 시험구를 설정하고, 시험구별로 L1과 L2를 바꾸어서 조합한 복수의 드릴을 제작하고 그들 드릴에 대하여 성능 시험을 행하였다. 절삭 날(6) 전역에서 차지하는 원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율에 대하여, 시험구 1-1에서는 60%, 시험구 1-2에서는 50%, 시험구 1-3에서는 70%, 시험구 1-4에서는 73%, 시험구 1-5에서는 45%로 설정하였다. 드릴의 선단각 θ는 모두 180°로 설정하였다.

성능 시험에서는, 각 드릴로 피삭재를 실제로 가공함으로써 각 드릴의 성능을 평가하였다. 평가 방법은, 구멍 위치 어긋남, 절삭칩의 길이, 공구 내구성의 세 평가 항목으로 행하고 「○」(좋음), 「△」(허용 가능), 「×」(나쁨)의 3단계로 각각 평가하였다. 구멍 위치 어긋남은, 실제로 가공한 구멍의 예정 위치로부터의 어긋남양(거리)이다. 예정 위치는, 공작 기계의 주축에 장착한 드릴로 피삭재를 가공할 구멍의 예정 위치이다. 구멍의 위치는 구멍의 중심 위치이다. 절삭칩의 길이는, 피삭재 가공 중에 발생한 절삭칩의 길이이다. 공구 내구성은, 드릴로 연속하여 가공할 수 있는 구멍의 수로 평가하였다.

-시험구 1-1-

원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율은 60%이다. 피삭재의 가공 조건은, 드릴 직경=φ3, 원호 형상부 절삭 날(6C)의 반경 방향 폭=1.8㎜, 피삭재=SUS304, 가공면=30° 경사면, 주속=50m/min, 이송량=0.023㎜/rev, 구멍 깊이=9㎜이다. L1에 대해서는 0.0000㎜, 0.0036㎜, 0.0219㎜, 0.0420㎜, 0.0600㎜의 5종류를 설정하고, L2에 대해서는 0.000㎜, 0.005㎜, 0.008㎜, 0.010㎜의 4종류를 설정하였다. 그리고 이들 L1과 L2를 서로 조합한 20개의 드릴을 제작하고 각각에 대하여 성능 시험을 행하였다.

도 6을 참조하여 시험구 1-1에 있어서의 성능 시험의 결과를 설명한다. 시험구 1-1에서는, 구멍 위치 어긋남이 0.06㎜ 이내, 절삭칩은 평균 15㎜ 미만, 공구 내구성은 150구멍 이상이었던 것을 「○」로 평가하였다. 공구 내구성이 150구멍 미만이었던 것을 「△」로 평가하였다. 구멍 위치 어긋남이 0.06㎜를 넘고, 절삭칩이 평균 15㎜를 넘어서 신장되어 버린 것을 「×」로 평가하였다. 도 6에 나타낸 바와 같이 시험구 1-1에서는, L1이 0.0036㎜ 내지 0.0420㎜의 범위 내이고 또한 L2가 0.000㎜ 내지 0.008㎜의 범위 내인 드릴은 전부 「○」였다. L1이 0.0000㎜인 드릴은 전부 「△」였다. L1이 0.0600㎜인 드릴은 전부 「×」였다. L1이 0.036㎜ 내지 0.0420㎜이고 또한 L2가 0.010㎜인 드릴은 전부 「×」였다.

이상의 결과로부터, 시험구 1-1에 있어서의 L1의 적정 범위는 0.0036㎜ 내지 0.0420㎜이고 L2의 적정 범위는 0.008㎜ 미만이었다. L1의 상기 적정 범위를 드릴 직경에 대한 비율로 환산하면 적정 범위는 0.12% 내지 1.4%였다. 따라서 절삭 날(6) 전역에서 차지하는 원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율이 60%인 드릴에 있어서, L1의 적정 범위는 드릴 직경의 0.12% 내지 1.4%이고 L2의 적정 범위는 0.008㎜ 미만임이 실증되었다.

-시험구 1-2-

원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율은 50%이다. 피삭재의 가공 조건은, 드릴 직경=φ6, 원호 형상부 절삭 날(6C)의 반경 방향 폭=3㎜, 피삭재=SUS304, 가공면=30° 경사면, 주속=50m/min, 이송량=0.045㎜/rev, 구멍 깊이=18㎜이다. L1에 대해서는 0.0000㎜, 0.0072㎜, 0.0438㎜, 0.0840㎜, 0.1200㎜의 5종류를 설정하고, L2에 대해서는 0.000㎜, 0.005㎜, 0.008㎜, 0.010㎜의 4종류를 설정하였다. 그리고 이들 L1과 L2를 서로 조합한 20개의 드릴을 제작하고 각각에 대하여 성능 시험을 행하였다.

도 7을 참조하여 시험구 1-2에 있어서의 성능 시험의 결과를 설명한다. 시험구 1-2에서는, 구멍 위치 어긋남이 0.12㎜ 이내, 절삭칩은 평균 15㎜ 미만, 공구 내구성은 150구멍 이상이었던 것을 「○」로 평가하였다. 공구 내구성이 150구멍 미만이었던 것을 「△」로 평가하였다. 구멍 위치 어긋남이 0.12㎜를 넘고, 절삭칩이 평균 15㎜를 넘어서 신장되어 버린 것을 「×」로 평가하였다. 도 7에 나타낸 바와 같이 시험구 1-2에서는, L1이 0.0072㎜ 내지 0.0840㎜의 범위 내이고 또한 L2가 0.000㎜ 내지 0.008㎜의 범위 내인 드릴은 전부 「○」였다. L1이 0.0000㎜인 드릴은 전부 「△」였다. L1이 0.1200㎜인 드릴은 전부 「×」였다. L1이 0.072㎜ 내지 0.0840㎜이고 또한 L2가 0.010㎜인 드릴은 전부 「×」였다.

이상의 결과로부터, 시험구 1-2에 있어서의 L1의 적정 범위는 0.0072㎜ 내지 0.0840㎜이고 L2의 적정 범위는 0.008㎜ 미만이었다. L1의 상기 적정 범위를 드릴 직경에 대한 비율로 환산하면 적정 범위는 0.12% 내지 1.4%였다. 따라서 절삭 날(6) 전역에서 차지하는 원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율이 50%인 드릴에 있어서도, L1의 적정 범위는 드릴 직경의 0.12% 내지 1.4%이고 L2의 적정 범위는 0.008㎜ 미만임이 실증되었다.

-시험구 1-3-

원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율은 70%이다. 피삭재의 가공 조건은, 드릴 직경=φ10, 원호 형상부 절삭 날(6C)의 반경 방향 폭=7㎜, 피삭재=SUS304, 가공면=30° 경사면, 주속=50m/min, 이송량=0.075㎜/rev, 구멍 깊이=30㎜이다. L1에 대해서는 0.0000㎜, 0.0120㎜, 0.0730㎜, 0.1400㎜, 0.2000㎜의 5종류를 설정하고, L2에 대해서는 0.000㎜, 0.005㎜, 0.008㎜, 0.010㎜의 4종류를 설정하였다. 그리고 이들 L1과 L2를 서로 조합한 20개의 드릴을 제작하고 각각에 대하여 성능 시험을 행하였다.

도 8을 참조하여 시험구 1-3에 있어서의 성능 시험의 결과를 설명한다. 시험구 1-3에서는, 구멍 위치 어긋남이 0.20㎜ 이내, 절삭칩은 평균 15㎜ 미만, 공구 내구성은 150구멍 이상이었던 것을 「○」로 평가하였다. 공구 내구성이 150구멍 미만이었던 것을 「△」로 평가하였다. 구멍 위치 어긋남이 0.20㎜를 넘고, 절삭칩이 평균 15㎜를 넘어서 신장되어 버린 것을 「×」로 평가하였다. 도 8에 나타낸 바와 같이 시험구 1-3에서는, L1이 0.0120㎜ 내지 0.1400㎜의 범위 내이고 또한 L2가 0.000㎜ 내지 0.008㎜의 범위 내인 드릴은 전부 「○」였다. L1이 0.0000㎜인 드릴은 전부 「△」였다. L1이 0.2000㎜인 드릴은 전부 「×」였다. L1이 0.0120㎜ 내지 0.1400㎜이고 또한 L2가 0.010㎜인 드릴은 전부 「×」였다.

이상의 결과로부터, 시험구 1-3에 있어서의 L1의 적정 범위는 0.0120㎜ 내지 0.1400㎜이고 L2의 적정 범위는 0.008㎜ 미만이었다. L1의 상기 적정 범위를 드릴 직경에 대한 비율로 환산하면 적정 범위는 0.12% 내지 1.4%였다. 따라서 절삭 날(6) 전역에서 차지하는 원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율이 70%인 드릴에 있어서도, L1의 적정 범위는 드릴 직경의 0.12% 내지 1.4%이고 L2의 적정 범위는 0.008㎜ 미만임이 실증되었다.

-시험구 1-4-

원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율은 73%이다. 피삭재의 가공 조건은, 드릴 직경=φ16, 원호 형상부 절삭 날(6C)의 반경 방향 폭=11.7㎜, 피삭재=SUS304, 가공면=30° 경사면, 주속=50m/min, 이송량=0.12㎜/rev, 구멍 깊이=48㎜이다. L1에 대해서는 0.0000㎜, 0.0192㎜, 0.1168㎜, 0.2240㎜, 0.3200㎜의 5종류를 설정하고, L2에 대해서는 0.000㎜, 0.005㎜, 0.008㎜, 0.010㎜의 4종류를 설정하였다. 그리고 이들 L1과 L2를 서로 조합한 20개의 드릴을 제작하고 각각에 대하여 성능 시험을 행하였다.

도 9를 참조하여 시험구 1-4에 있어서의 성능 시험의 결과를 설명한다. 시험구 1-4에서는, 구멍 위치 어긋남이 0.32㎜ 이내, 절삭칩은 평균 15㎜ 미만, 공구 내구성은 150구멍 이상이었던 것을 「○」로 평가하였다. 공구 내구성이 150구멍 미만이었던 것을 「△」로 평가하였다. 구멍 위치 어긋남이 0.32㎜를 넘고, 절삭칩이 평균 15㎜를 넘어서 신장되어 버린 것을 「×」로 평가하였다. 도 9에 나타낸 바와 같이 시험구 1-4에서는, L2에 관계없이 L1이 0.000㎜인 드릴은 전부 「△」이고, L1이 0.0192㎜ 내지 0.3200㎜의 범위 내인 드릴은 전부 「×」였다.

이상의 결과로부터, 시험구 1-4에 있어서는, 평가가 「○」인 드릴은 없어서 L1, L2의 적정한 범위를 구할 수 없었다. 따라서 절삭 날(6) 전역에서 차지하는 원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율이 73%인 드릴에 있어서는, L1, L2에 관계없이 드릴의 성능이 저하됨이 실증되었다.

-시험구 1-5-

원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율은 45%이다. 피삭재의 가공 조건은, 드릴 직경=φ20, 원호 형상부 절삭 날(6C)의 반경 방향 폭=9㎜, 피삭재=SUS304, 가공면=30° 경사면, 주속=50m/min, 이송량=0.015㎜/rev, 구멍 깊이=60㎜이다. L1에 대해서는 0.0000㎜, 0.0240㎜, 0.1460㎜, 0.2800㎜, 0.4000㎜의 5종류를 설정하고, L2에 대해서는 0.000㎜, 0.005㎜, 0.008㎜, 0.010㎜의 4종류를 설정하였다. 그리고 이들 L1과 L2를 서로 조합한 20개의 드릴을 제작하고 각각에 대하여 성능 시험을 행하였다.

도 10을 참조하여 시험구 1-5에 있어서의 성능 시험의 결과를 설명한다. 시험구 1-5에서는, 구멍 위치 어긋남이 0.40㎜ 이내, 절삭칩은 평균 15㎜ 미만, 공구 내구성은 150구멍 이상이었던 것을 「○」로 평가하였다. 공구 내구성이 150구멍 미만이었던 것을 「△」로 평가하였다. 구멍 위치 어긋남이 0.40㎜를 넘고, 절삭칩이 평균 15㎜를 넘어서 신장되어 버린 것을 「×」로 평가하였다. 도 10에 나타낸 바와 같이 시험구 1-5에서는, L2에 관계없이 L1이 0.000㎜인 드릴은 전부 「△」이고, L1이 0.0240㎜ 내지 0.4000㎜의 범위 내인 드릴은 전부 「×」였다.

이상의 결과로부터, 시험구 1-5에 있어서도, 시험구 1-4와 마찬가지로 평가가 「○」인 드릴은 없어서 L1, L2의 적정한 범위를 구할 수 없었다. 따라서 절삭 날(6) 전역에서 차지하는 원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율이 45%인 드릴에 있어서도, L1, L2에 관계없이 드릴의 성능이 저하됨이 실증되었다.

상기 시험구 1-1 내지 1-5를 종합한 결과로부터, 절삭 날(6) 전역에서 차지하는 원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율이 50% 내지 70%인 드릴에 있어서, L1의 적정 범위는 드릴 직경의 0.12% 내지 1.4%이고 L2의 적정 범위는 0.008㎜ 미만임이 실증되었다.

도 11 내지 도 15를 참조하여 시험 2에 대하여 설명한다. 시험 2에서는 선단각 θ의 적정 범위에 대하여 확인하였다. 시험 2에서도, 시험 1과 마찬가지로 절삭 날(6) 전역에서 차지하는 원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율을 바꾼 5종류의 시험구를 설정하였다. 그리고 각 시험구에 있어서, 상기 시험 1에서 실증한 L1과 L2의 적정 범위 내에서 L1과 L2의 조합을 바꾸면서, 선단각 θ를 바꾼 복수의 드릴을 제작하고 그들 드릴의 성능 시험을 행하였다. 절삭 날(6) 전역에서 차지하는 원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율에 대하여, 시험 1과 마찬가지로 시험구 2-1에서는 60%, 시험구 2-2에서는 50%, 시험구 2-3에서는 70%, 시험구 2-4에서는 73%, 시험구 2-5에서는 45%로 설정하였다. 또한 성능 시험에 있어서의 드릴의 평가 방법은 시험 1과 마찬가지이다.

-시험구 2-1-

원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율은 60%이다. 피삭재의 가공 조건은 시험구 1-1과 동일하다. L1에 대해서는, 상기 시험 1에서 실증한 L1의 적정 범위 내에서 0.0036㎜, 0.0219㎜, 0.0420㎜의 3종류를 설정하였다. L2에 대해서도, 상기 시험 1에서 실증한 L2의 적정 범위 내에서 0.000㎜, 0.0050㎜, 0.0080㎜의 3종류를 설정하였다. 또한 선단각 θ에 대해서는 150°, 160°, 180°의 3종류를 설정하였다. 그리고 이들 L1, L2, 선단각 θ를 서로 조합한 27개의 드릴을 제작하고 각각에 대하여 성능 시험을 행하였다.

도 11을 참조하여 시험구 2-1에 있어서의 성능 시험의 결과를 설명한다. 시험구 2-1에 있어서의 평가 방법은 상기 시험구 1-1에 있어서의 평가 방법과 동일하다. 도 11에 나타낸 바와 같이, L1과 L2가 적정 범위 내이고 또한 선단각 θ가 160°와 180°인 드릴은 전부 「○」였다. L1과 L2가 적정 범위 내이더라도 선단각 θ가 150°인 드릴은 전부 「×」였다. 이상의 결과로부터, 시험구 2-1에 있어서의 선단각 θ의 적정 범위는 160° 내지 180°임이 실증되었다.

-시험구 2-2-

원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율은 50%이다. 피삭재의 가공 조건은 시험구 1-2와 동일하다. L1에 대해서는, 상기 시험 1에서 실증한 L1의 적정 범위 내에서 0.0072㎜, 0.0438㎜, 0.0840㎜의 3종류를 설정하였다. L2에 대해서도, 상기 시험 1에서 실증한 L2의 적정 범위 내에서 0.000㎜, 0.0050㎜, 0.0080㎜의 3종류를 설정하였다. 또한 선단각 θ에 대해서는 150°, 160°, 180°의 3종류를 설정하였다. 그리고 이들 L1, L2, 선단각 θ를 서로 조합한 27개의 드릴을 제작하고 각각에 대하여 성능 시험을 행하였다.

도 12를 참조하여 시험구 2-2에 있어서의 성능 시험의 결과를 설명한다. 시험구 2-2에 있어서의 평가 방법은 상기 시험구 1-2에 있어서의 평가 방법과 동일하다. 도 12에 나타낸 바와 같이, L1과 L2가 적정 범위 내이고 또한 선단각 θ가 160°와 180°인 드릴은 전부 「○」였다. L1과 L2가 적정 범위 내이더라도 선단각 θ가 150°인 드릴은 전부 「×」였다. 이상의 결과로부터, 시험구 2-2에 있어서의 선단각 θ의 적정 범위도 160° 내지 180°임이 실증되었다.

-시험구 2-3-

원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율은 70%이다. 피삭재의 가공 조건은 시험구 1-3과 동일하다. L1에 대해서는, 상기 시험 1에서 실증한 L1의 적정 범위 내에서 0.0120㎜, 0.0730㎜, 0.1400㎜의 3종류를 설정하였다. L2에 대해서도, 상기 시험 1에서 실증한 L2의 적정 범위 내에서 0.000㎜, 0.0050㎜, 0.0080㎜의 3종류를 설정하였다. 또한 선단각 θ에 대해서는 150°, 160°, 180°의 3종류를 설정하였다. 그리고 이들 L1, L2, 선단각 θ를 서로 조합한 27개의 드릴을 제작하고 각각에 대하여 성능 시험을 행하였다.

도 13을 참조하여 시험구 2-3에 있어서의 성능 시험의 결과를 설명한다. 시험구 2-3에 있어서의 평가 방법은 상기 시험구 1-3에 있어서의 평가 방법과 동일하다. 도 13에 나타낸 바와 같이, L1과 L2가 적정 범위 내이고 또한 선단각 θ가 160°와 180°인 드릴은 전부 「○」였다. L1과 L2가 적정 범위 내이더라도 선단각 θ가 150°인 드릴은 전부 「×」였다. 이상의 결과로부터, 시험구 2-3에 있어서의 선단각 θ의 적정 범위도 160° 내지 180°임이 실증되었다.

-시험구 2-4-

원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율은 73%이다. 피삭재의 가공 조건은 시험구 1-4와 동일하다. L1에 대해서는, 상기 시험 1에서 실증한 L1의 적정 범위 내에서 0.0192㎜, 0.1168㎜, 0.2240㎜의 3종류를 설정하였다. L2에 대해서도, 상기 시험 1에서 실증한 L2의 적정 범위 내에서 0.000㎜, 0.0050㎜, 0.0080㎜의 3종류를 설정하였다. 또한 선단각 θ에 대해서는 150°, 160°, 180°의 3종류를 설정하였다. 그리고 이들 L1, L2, 선단각 θ를 서로 조합한 27개의 드릴을 제작하고 각각에 대하여 성능 시험을 행하였다.

도 14를 참조하여 시험구 2-4에 있어서의 성능 시험의 결과를 설명한다. 시험구 2-4에 있어서의 평가 방법은 상기 시험구 1-4에 있어서의 평가 방법과 동일하다. 도 14에 나타낸 바와 같이 모든 드릴이 「×」였다. 이상의 결과로부터, 시험구 2-4에 있어서는, 평가가 「○」인 드릴은 없어서 선단각 θ의 적정한 범위를 구할 수 없었다. 따라서 절삭 날(6) 전역에서 차지하는 원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율이 73%인 드릴에 있어서는, L1, L2, 선단각 θ에 관계없이 드릴의 성능이 저하됨이 실증되었다.

-시험구 2-5-

원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율은 45%이다. 피삭재의 가공 조건은 시험구 1-5와 동일하다. L1에 대해서는, 상기 시험 1에서 실증한 L1의 적정 범위 내에서 0.0240㎜, 0.1460㎜, 0.2800㎜의 3종류를 설정하였다. L2에 대해서도, 상기 시험 1에서 실증한 L2의 적정 범위 내에서 0.000㎜, 0.0050㎜, 0.0080㎜의 3종류를 설정하였다. 또한 선단각 θ에 대해서는 150°, 160°, 180°의 3종류를 설정하였다. 그리고 이들 L1, L2, 선단각 θ를 서로 조합한 27개의 드릴을 제작하고 각각에 대하여 성능 시험을 행하였다.

도 15를 참조하여 시험구 2-5에 있어서의 성능 시험의 결과를 설명한다. 시험구 2-5에 있어서의 평가 방법은 상기 시험구 1-5에 있어서의 평가 방법과 동일하다. 도 15에 나타낸 바와 같이 모든 드릴이 「×」였다. 이상의 결과로부터, 시험구 2-5에 있어서는, 평가가 「○」인 드릴은 없어서 선단각 θ의 적정한 범위를 구할 수 없었다. 따라서 절삭 날(6) 전역에서 차지하는 원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율이 45%인 드릴에 있어서는, L1, L2, 선단각 θ에 관계없이 드릴의 성능이 저하됨이 실증되었다.

상기 시험구 2-1 내지 2-5를 종합한 결과로부터, 절삭 날(6) 전역에서 차지하는 원호 형상부 절삭 날(6C)의 비율이 50% 내지 70%이고 또한 L1과 L2가 적정 범위 내인 드릴에 있어서, 선단각 θ의 적정 범위는 160° 내지 180°의 범위임이 실증되었다.

도 16, 도 17을 참조하여 시험 3에 대하여 설명한다. 시험 3에서는, 원호 형상부 절삭 날(6C)의 원호 형상부 챔퍼면(9C)의 드릴 축 방향 폭을 규정함으로써, 구멍 확대값이 어떻게 바뀌는지에 대하여 확인하였다. 구멍 확대값은, 가공한 구멍 직경에서 드릴 직경을 뺀 차분의 거리이다. 구멍 직경은 구멍의 직경이고 드릴 직경은 드릴의 직경이다. 가공 중에 드릴에 생기는 진동의 진폭이 크면 클수록 구멍 확대값은 커진다. 구멍 직경은, 구멍의 위상을 바꾸고 임의의 2점(a점과 b점)을 3점식 내측 마이크로미터로 계측하였다. 드릴 직경은, 구멍 직경의 계측점인 a점과 b점에 대응하는 2점(a점과 b점)에서 각각 계측하였다.

피삭재의 가공 조건은, 피삭재=SUS304, 가공면=30° 경사면, 주속 V=50(m/min), 회전수 n=995(/min), 1회전당 이송 속도 f=0.120(㎜/rev), 1분당 이송 속도 Vf=119(㎜/min)이다.

시험에 이용한 드릴은 드릴 T1과 T2이다. 드릴 T1과 T2는, 챔퍼면(9)을 제외하고는 본 실시 형태의 드릴(1)의 구성과 동일하다. 드릴 T1과 T2 중 어느 것에 있어서도, 씨닝부 챔퍼면(9A) 및 외주부 챔퍼면(9B)의 드릴 축 방향 폭 L1은 0.117㎜여서 상기 적정 범위 내이다. 드릴 T1의 원호 형상부 챔퍼면(9C)의 드릴 축 방향 폭 L2는 0.012㎜여서 상기 적정 범위 외이다. 드릴 T2의 원호 형상부 챔퍼면(9C)의 드릴 축 방향 폭 L2는 0.005㎜여서 상기 적성 범위 내이다. 즉, 드릴 T1이 비교 대상품이고 드릴 T2가 본 발명품이다. 시험에서는, 드릴 T1과 T2로 피삭재에 3개씩 구멍을 가공하고 각각의 구멍 직경을 계측함으로써, 드릴 직경에 대한 구멍 확대값을 각각 산출하였다.

구멍 직경의 계측 결과를 설명한다. 도 16에 나타낸 바와 같이, 드릴 T1로 가공한 3개의 구멍에 있어서, No1의 구멍의 구멍 직경은 a점에서 16.015, b점에서 15.998이었다. No2의 구멍의 구멍 직경은 a점에서 15.981, b점에서 15.990이었다. No3의 구멍의 구멍 직경은 a점에서 16.009, b점에서 15.972였다. 이에 비해, 드릴 T2로 가공한 3개의 구멍에 있어서, No1의 구멍의 구멍 직경은 a점에서 15.993, b점에서 15.992였다. No2의 구멍의 구멍 직경은 a점에서 15.991, b점에서 15.996이었다. No3의 구멍의 구멍 직경은 a점에서 15.996, b점에서 15.995였다.

도 17을 참조하여 구멍 확대값의 산출 결과를 설명한다. 드릴 T1의 드릴 직경은 a점과 b점 중 어느 것에 있어서도 15.979였다. 드릴 T2의 드릴 직경은 a점과 b점 중 어느 것에 있어서도 15.992였다. 구멍 확대값은, 도 16에 나타내는 구멍 직경의 계측 결과에서, 대응하는 드릴 직경을 빼서 산출하였다. 드릴 T1로 가공한 3개의 구멍에 있어서, No1의 구멍 확대값은 a점에서 0.036, b점에서 0.019, 평균값은 0.028이었다. No2의 구멍 확대값은, a점에서 0.002, b점에서 0.011, 평균값은 0.007이었다. No3의 구멍 확대값은, a점에서 0.030, b점에서 -0.007, 평균값은 0.012였다.

한편, 드릴 T2로 가공한 3개의 구멍에 있어서, No1의 구멍 확대값은 a점에서 0.001, b점에서 0.000, 평균값은 0.000이었다. No2의 구멍 확대값은 a점에서 -0.001, b점에서 0.004, 평균값은 0.001이었다. No3의 구멍 확대값은 a점에서 0.004, b점에서 0.003, 평균값은 0.003이었다.

이상의 결과로부터, 드릴 T2(본 발명품)로 가공한 구멍의 구멍 확대값의 쪽이, 드릴 T1(비교 대상품)로 가공한 구멍의 구멍 확대값보다도 작아짐을 알 수 있었다. 이는, 드릴 T2의 선단부에 있어서, 원호 형상부 챔퍼면(9C)의 드릴 축 방향 폭이 적정 범위 내인 점에서, 원호 형상부 절삭 날(6C)이 피삭재에 대하여 양호하게 파고들 수 있어서, 드릴 T2에 생기는 진동을 경감할 수 있었기 때문인 것으로 추측할 수 있다. 따라서 원호 형상부 챔퍼면(9C)의 드릴 축 방향 폭을 상기 적정 범위 내로 함으로써 구멍 확대값을 작게 할 수 있음을 실증할 수 있었다.

도 18을 참조하여 시험 4에 대하여 설명한다. 시험 4에서는, 드릴 T1과 드릴 T2에서 구멍 위치 어긋남양이 어떻게 바뀌는지에 대하여 확인하였다. 구멍 위치 어긋남양이란, 실제로 가공한 구멍 위치의, 목표로 한 구멍 위치에 대한 어긋남양이다. 구멍 위치는, X-Y축 평면에 있어서의 구멍의 중심 위치의 좌표 위치이다. 시험 4에서는, X축 방향의 어긋남양과 Y축 방향의 어긋남양을 계측하고, 그들 각 벡터를 합성한 어긋남양을 구멍 위치 어긋남양으로 하였다.

피삭재의 가공 조건은, 드릴 직경=φ16, 원호 형상부 절삭 날(6C)의 반경 방향 폭=10.4㎜, 피삭재=SUS304, 가공면=30° 경사면, 주속=50m/min, 이송량=0.012㎜/rev, 회전수 n=995(/min), 1분당 이송 속도 Vf=119(㎜/min), 구멍 깊이=48㎜이다. 시험에 이용한 드릴은, 시험 3에서 이용한 드릴 T1과 드릴 T2의 2종류를 준비하였다. 본 시험에서는, 이들 2종류의 각 드릴로 피삭재에 3개씩 구멍을 가공하고 각각의 구멍 위치 어긋남양을 계측하였다.

구멍 위치 어긋남양의 계측 결과에 대하여 설명한다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 드릴 T1로 가공한 3개의 구멍에 있어서, No1의 구멍의 X축 방향의 어긋남양은 -0.029㎜, Y축 방향의 어긋남양은 0.129㎜, 따라서 구멍 위치 어긋남양은 0.132㎜였다. No2의 구멍의 X축 방향의 어긋남양은 -0.027㎜, Y축 방향의 어긋남양은 0.134㎜, 따라서 구멍 위치 어긋남양은 0.137㎜였다. No3의 구멍의 X축 방향의 어긋남양은 -0.027㎜, Y축 방향의 어긋남양은 0.124㎜, 따라서 구멍 위치 어긋남양은 0.127㎜였다.

한편, 드릴 T2로 가공한 3개의 구멍에 있어서, No1의 구멍의 X축 방향의 어긋남양은 -0.023㎜, Y축 방향의 어긋남양은 0.122㎜, 따라서 구멍 위치 어긋남양은 0.124㎜였다. No2의 구멍의 X축 방향의 어긋남양은 -0.032㎜, Y축 방향의 어긋남양은 0.119㎜, 따라서 구멍 위치 어긋남양은 0.123㎜였다. No3의 구멍의 X축 방향의 어긋남양은 -0.009㎜, Y축 방향의 어긋남양은 0.117㎜, 따라서 구멍 위치 어긋남양은 0.117㎜였다.

이상의 결과로부터, 구멍 위치 어긋남양은, 드릴 T2(본 발명품)로 가공하는 편이 드릴 T1(비교 대상품)로 가공하는 것보다도 작아짐을 알 수 있었다. 이는, 드릴 T2의 선단부에 있어서, 원호 형상부 챔퍼면(9C)의 드릴 축 방향 폭이 적정 범위 내인 점에서, 원호 형상부 절삭 날(6C)이 피삭재에 대하여 양호하게 파고들 수 있어서, 드릴 T2에 생기는 진동을 경감할 수 있었기 때문인 것으로 추측할 수 있다. 따라서 원호 형상부 챔퍼면(9C)의 드릴 축 방향 폭을 상기 적정 범위 내로 함으로써 구멍 위치 어긋남양을 작게 할 수 있음을 실증할 수 있었다.

도 19, 도 20을 참조하여 시험 5에 대하여 설명한다. 시험 5에서는, 드릴 T1과 드릴 T2에서, 가공 중에 발생하는 절삭칩의 형상이 어떻게 변하는지에 대하여 확인하였다. 피삭재의 가공 조건은, 드릴 직경=φ16, 원호 형상부 절삭 날(6C)의 반경 방향 폭=10.4㎜, 피삭재=SUS304, 가공면=30° 경사면, 주속=50m/min, 이송량=0.012㎜/rev, 회전수 n=995(/min), 1분당 이송 속도 Vf=119(㎜/min), 구멍 깊이=48㎜이다. 시험에 이용한 드릴은, 시험 3, 4에서 이용한 드릴 T1과 드릴 T2의 2종류를 준비하였다. 본 시험에서는, 이들 2종류의 각 드릴에서 피삭재에 구멍을 가공하고, 가공 중에 발생한 절삭칩의 형상을 조사하였다.

칩의 형상에 대하여 설명한다. 도 19에 도시한 바와 같이, 드릴 T1(비교 대상품)에 의한 가공에서 발생한 절삭칩은 긴 것과 짧은 것이 혼재하고 있으며, 긴 것에서는 20㎝ 이상으로 신장되어 있는 것이 있었다. 이에 비해, 도 20에 도시한 바와 같이, 드릴 T2(본 발명품)에 의한 가공에서 발생한 절삭칩은 모두 짧아서 평균 15㎜ 정도였다. 이상의 결과로부터, 가공 중에 발생하는 절삭칩의 형상은, 드릴 T2로 가공하는 편이 드릴 T1로 가공하는 것보다도 짧아짐을 알 수 있었다. 이는, 드릴 T2의 선단부에 있어서, 원호 형상부 챔퍼면(9C)의 드릴 축 방향 폭이 적정 범위 내인 점에서, 원호 형상부 절삭 날(6C)이 피삭재에 대하여 양호하게 파고들 수 있어서, 그 원호 형상부 절삭 날(6C)을 따라 절삭칩이 꺾이기 쉬워졌기 때문인 것으로 추측할 수 있다. 따라서 원호 형상부 챔퍼면(9C)의 드릴 축 방향 폭을 상기 적정 범위 내로 함으로써 절삭칩의 형상을 짧게 할 수 있음을 실증할 수 있었다.

이상, 설명에 있어서, 씨닝부 절삭 날(6A)은 본 발명의 「내측 직선 형상부」의 일례이다. 외주부 절삭 날(6B)은 본 발명의 「외측 직선 형상부」의 일례이다. 원호 형상부 절삭 날(6C)은 본 발명의 「원호 형상부」의 일례이다. 씨닝부 챔퍼면(9A) 및 외주부 챔퍼면(9B)은 본 발명의 「직선 형상부 챔퍼면」의 일례이다. 드릴(1)의 본체부(2)는 본 발명의 「드릴 본체부」의 일례이다. 배출 홈(3)은 본 발명의 「칩 배출 홈」의 일례이다.

이상, 설명한 바와 같이 본 실시 형태의 드릴(1)은, 선단부가 평탄하고, 또한 선단부에, 회전 중심으로부터 직경 방향 외측을 향하여 연장되는 2개의 절삭 날(6)을 구비한다. 절삭 날(6)은 원호 형상부 절삭 날(6C), 씨닝부 절삭 날(6A), 외주부 절삭 날(6B)을 구비한다. 원호 형상부 절삭 날(6C)은 원호 형상으로 형성된다. 씨닝부 절삭 날(6A)은 원호 형상부 절삭 날(6C)의 회전 중심측의 일 단부에 접속되어, 직선 형상으로 형성된다. 외주부 절삭 날(6B)은 원호 형상부 절삭 날(6C)의 상기 일 단부와는 반대측의 타 단부에 접속되어, 직선 형상으로 형성된다. 원호 형상부 절삭 날(6C)의 날끝에는, 모따기된 원호 형상부 챔퍼면(9C)이 마련된다. 씨닝부 절삭 날(6A)의 날끝에는, 모따기된 씨닝부 챔퍼면(9A)이 마련되고, 외주부 절삭 날(6B)의 날끝에는, 모따기된 외주부 챔퍼면(9B)이 마련된다. 그리고 원호 형상부 챔퍼면(9C)의 드릴 축 방향 폭 L2는 씨닝부 챔퍼면(9A) 및 외주부 챔퍼면(9B)의 각각의 드릴 축 방향 폭 L1보다도 작다. 이것에 의하여 드릴(1)의 선단부에 있어서, 씨닝부 절삭 날(6A)과 외주부 절삭 날(6B)의 날끝을 둔화시켜 강화하면서 원호 형상부 절삭 날(6C)의 날끝에 예리성을 남길 수 있다. 이것에 의하여 드릴(1)의 선단부에 있어서의 피삭재에 대한 파고들기 성능 및 안정성을 향상시킬 수 있으므로, 가공 시에 드릴(1)에 생기는 진동을 경감할 수 있다. 진동을 경감할 수 있으므로 가공 구멍의 위치 어긋남을 방지할 수 있고, 또한 짧은 절삭칩의 형성을 촉구할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변경이 가능하다. 상기 실시 형태의 드릴(1)은 2매 날이지만 날수는 이에 한하지 않으며, 이보다 많아도 된다. 예를 들어 도 21에 도시하는 드릴(100)은 3매 날이다. 또한 도 21에 있어서, 상기 실시 형태의 드릴(1)의 선단부의 구성과 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 붙여서 설명한다. 드릴(100)은 본체부(2)의 선단부에 있어서 3매의 절삭 날(6)을 구비한다. 3매의 절삭 날(6)은 드릴(100)의 축선 O를 중심으로 120°마다 각각 배치된다. 절삭 날(6)은, 상기 실시 형태의 2매 날의 드릴(1)의 절삭 날(6)의 구성을 구비하고 있다. 따라서 3매 날의 드릴(100)에 있어서도 상기 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

상기 실시 형태의 드릴(1)은, 예를 들어 도 22에 도시한 바와 같이, 배출 홈(3)에 있어서의 레이크 면(4)의 외주 단부측을 따라 모따기부(10)를 마련해도 된다. 드릴(1)은, 모따기부(10)를 마련함으로써, 특히 경사면 가공을 행하였을 때에 레이크 면(4)과 외주 단부의 코너부에 발생하는 치핑을 방지할 수 있다.

상기 실시 형태의 드릴(1)에 있어서, 씨닝부 챔퍼면(9A)의 드릴 축 방향 폭과 외주부 챔퍼면(9B)의 드릴 축 방향 폭은 서로 동일하지만, 드릴 직경의 0.12 내지 1.4%의 범위 내이면 서로 상이해도 된다. 씨닝부 챔퍼면(9A) 및 외주부 챔퍼면(9B)은 모두 지석 등에 의하여 모따기 가공을 행하지만, 그 외의 모따기 가공으로 형성해도 된다. 씨닝부 챔퍼면(9A)과 외주부 챔퍼면(9B)에서 서로 가공 방법을 바꾸어도 된다.

상기 실시 형태의 드릴(1)의 선단부에 있어서 2개의 오일 구멍(12)이 마련되어 있지만, 하나여도 되고 2개보다 많아도 된다. 또한 오일 구멍(12)을 생략해도 된다. 오일 구멍(12)의 형상은 원형이 아니어도 된다.

상기 실시 형태의 드릴(1)은 외주면에 2조의 배출 홈(3)이 형성되어 있지만, 배출 홈(3)은 1조, 혹은 3조 이상이어도 된다.

Claims (5)

1. 선단부의 선단각이 160° 내지 180°의 범위 내이며, 또한 상기 선단부에, 회전 중심으로부터 직경 방향 외측을 향하여 연장되는 적어도 2 이상의 절삭 날(6)을 갖고, 해당 절삭 날(6)은, 원호 형상으로 형성된 원호 형상부(6C)와, 해당 원호 형상부(6C)의 상기 회전 중심측의 일 단부에 접속되고, 직선 형상으로 형성된 내측 직선 형상부(6A)와, 상기 원호 형상부(6C)의 상기 일 단부와는 반대측의 타 단부에 접속되고, 직선 형상으로 형성된 외측 직선 형상부(6B)를 구비하고, 상기 원호 형상부(6C)의 날끝에는, 모따기된 원호 형상부 챔퍼면(9C)이 마련되고, 상기 내측 직선 형상부(6A) 및 상기 외측 직선 형상부(6B)의 각각의 날끝에는, 모따기된 직선 형상부 챔퍼면(9A, 9B)이 형성되며, 상기 선단부를 갖는 드릴 본체부(2)의 외주면에 있어서, 상기 절삭 날(6)로부터 상기 드릴 본체부(2)의 후단측에 걸쳐, 상기 드릴 본체부(2)의 축선 방향을 따라 나선 형상으로 형성된 절삭칩 배출 홈(3)을 구비하는 드릴로서,
   상기 직선 형상부 챔퍼면(9A, 9B)은,
   상기 내측 직선 형상부(6A)의 날끝에 형성된 내측 직선 형상부 챔퍼면(9A) 및 상기 외측 직선 형상부(6B)의 날끝에 형성된 외측 직선 형상부 챔퍼면(9B)을 구비하고,
   상기 원호 형상부 챔퍼면(9C)의 드릴 축 방향 폭(L2)은 상기 내측 직선 형상부 챔퍼면(9A) 및 상기 외측 직선 형상부 챔퍼면(9B)의 각각의 드릴 축 방향 폭(L1)보다 작으며,
   상기 내측 직선 형상부 챔퍼면(9A)의 드릴 축 방향 폭(L1)과 상기 외측 직선 형상부 챔퍼면(9B)의 드릴 축 방향 폭(L1)은 서로 동일한 것을 특징으로 하는, 드릴.
2. 제1항에 있어서,
   상기 직선 형상부 챔퍼면(9A, 9B)의 상기 드릴 축 방향 폭(L1)은 드릴 직경의 0.12 내지 1.4%의 범위 내이고,
   상기 원호 형상부 챔퍼면(9C)의 상기 드릴 축 방향 폭(L2)은 0.008㎜ 이하인 것을 특징으로 하는, 드릴.
3. 제1항에 있어서,
   상기 원호 형상부(6C)의 직경 방향 길이는 상기 절삭 날(6) 전체의 직경 방향 길이의 50 내지 70%의 범위 내인 것을 특징으로 하는, 드릴.
4. 제1항에 있어서,
   상기 드릴 본체부(2)의 내부를, 상기 후단측으로부터 상기 선단부를 향하여 연장하여 절삭유가 공급되는 공급로와,
   상기 선단부에 마련되고 상기 공급로와 연통되어, 상기 공급로를 흐른 상기 절삭유를 분출하는 오일 구멍(12)을 구비한 것을 특징으로 하는, 드릴.
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