KR19980081837A

KR19980081837A - 드릴

Info

Publication number: KR19980081837A
Application number: KR1019980015339A
Authority: KR
Inventors: 햄베르그젠스
Original assignee: 레나르트태퀴스트; 세코툴스에이비
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1998-04-29
Publication date: 1998-11-25
Also published as: SE9701627D0; DE69817068T2; SE9701627L; CN1197709A; EP0876868B1; EP0876868A1; US5947653A; CN1092554C; JPH1119812A; KR100540724B1; SE512187C2; DE69817068D1

Abstract

본 발명은 적어도 2개의 절삭날을 구비한 제1 팁 형성 단부(14)와 제2 대향 단부(18)를 가지며 세로 방향 길이가 L인 섕크(12)와, 섕크(12)의 제1 팁 형성 단부(14)로부터 대향 단부(18)까지 연장된 2개의 칩 홈(26, 28)과, 드릴(10)의 섕크(12)를 통해서 연장되어 제1 팁 형성 단부(14)까지 이어지는 2개의 냉각 채널(30, 32)을 포함하는 칩 제거 기계 가공용 드릴에 관한 것이다.

나선형 드릴에 있어서 칩 홈의 공간에 충분히 큰 횡단면적을 제공하기 위하여 나선형 칩 홈들 사이에서 나선형으로 연장되는 2개의 냉각 채널을 종종 사용하곤 했다. 이러한 나선 원주형 냉각 채널은 제조하기에 복잡하고 또한 비용도 많이 든다.

본 발명에 따른 드릴(10)은 냉각 채널(30, 32)이 섕크(12)의 길이(L)의 대부분을 따라 직선인 연장부를 가지고 섕크(12)의 중심축(20)과 평행하게 연장되며, 나선형 드릴인 것을 특징으로 한다.

Description

드릴

본 발명은 적어도 두개의 절삭날을 구비한 제1 팁 형성 단부와 제2 대향 단부를 갖는 섕크와, 섕크의 제1 팁 형성 단부로부터 대향 단부까지 연장된 2개의 칩 홈과, 드릴의 섕크를 통해서 연장되어 제1 팁 형성 단부까지 이어지는 2개의 냉각 채널을 포함하는 칩 제거 기계 가공용 드릴에 관한 것이다.

상기 형태의 드릴은 칩 제거 기계 가공에 사용되며 특히 금속제 가공물 내에 구멍을 드릴링하는 데 사용된다. 기계 가공 중에 드릴 섕크의 팁 형성 단부에서 칩이 발생되는데, 이에 의해 형성된 칩은 섕크의 팁 형성 단부로부터 드릴 섕크의 대향 단부까지 운반된다. 상기 운반은 칩 홈을 경유해서 수행된다.

중앙 삽입체의 칩 홈의 깊이를 증가시키기 위하여 드릴 섕크의 길이의 일부분을 따라 연장된 중앙 냉각 채널을 드릴 섕크의 전체 길이를 따라 연장되는 2개의 냉각 채널로 대체하는 드릴 설계가 마련되어 있다. 이러한 공지된 나선형 드릴의 적용에 있어서, 냉각 채널은 드릴 섕크 내에서 나선형으로 연장되며, 이에 의해 냉각 채널은 나선형으로 연장되는 칩 홈들 사이에 위치되므로, 즉 냉각 채널은 칩 홈들과 간섭하지 않게 된다.

미합중국 특허 등록 제 5,509,761호를 통해서 2개의 직선형 냉각 채널이 섕크와 칩 홈들의 축방향 전체 연장부를 따라 연장되는 드릴은 이미 공지되어 있다. 모두 직선인 이들 냉각 채널은 나선형 칩 홈들과의 간섭을 회피하기 위하여 드릴의 중심축에 대하여 다소 경사지게 된다.

본 발명의 목적은 드릴의 간단한 제조가 냉각 채널을 경유해서 공급되며 칩 홈들을 경유해서 복귀되는 냉각 매개물, 바람직하게는 냉각제에 의해서 수행되는, 칩 홈 내에서의 칩의 적절한 운반과 연관된 상기 형태의 드릴을 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은 드릴의 강도가 공지의 드릴에 비해 열화되지 않도록 냉각 채널들과 칩 홈들을 설계하는 데 있다. 본 발명의 목적은 이하의 청구범위에 표시된 특징을 포함하는 드릴에 의해 실현된다.

도1은 본 발명에 따른 드릴의 측면도.

도2는 도1의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라서 도시한 단면도.

도3은 도1의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라서 도시한 단면도.

도4는 본 발명에 따른 드릴 섕크의 끝면도.

도5는 도4의 선 Ⅴ-Ⅴ를 따라서 도시한 단면도.

도6은 칩의 외형과 보어 벽이 도시된 본 발명의 드릴 섕크의 개략 횡단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 드릴

12 : 섕크

14 : 제1 팁 형성 단부

16 : 홀더

18 : 제2 대향 단부

20 : 세로 중심축

22 : 중앙 삽입체

24 : 주변 삽입체

26, 28 : 칩 홈

30, 32 : 냉각 채널

36 : 바닥부

38 : 측벽

이하에서 본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 기재되어 있다.

도1에 도시된 드릴(10)은 제1 팁 형성 단부(14)를 갖는 섕크(12)와, 섕크(12)의 제2 대향 단부(18)가 연결되는 홀더(16)를 포함한다. 이 홀더(16)는 공작기계의 어댑터(도시되지 않음)에 삽입되기 위한 것이다. 섕크(12)와 홀더(16)는 드릴(10)의 회전축을 또한 구성하는 공통의 세로 중심축(20)을 가진다. 드릴(10)의 회전 방향은 도3에 화살표(21)로 나타나 있다.

섕크(12)의 제1 팁 형성 단부(14)에는 중앙 삽입체(22) 및 주변 삽입체(24)(부분적으로 보이지 않음)가 마련된다. 절삭 삽입체(22, 24)는 교환가능한 것이 바람직하다. 섕크(12)는 제1 팁 형성단(14)으로부터 홀더(16)에 연결되는 제2 대향 단부 표면(18) 까지 거의 일정한 직경(D)을 가진다.

도시된 실시예에 있어서 도1에는 1개의 칩 홈(26)만이 도시되어 있지만 2개의 칩 홈(26, 28)은 제1 형성 단부(14)로부터 칩 홈(26, 28)이 없어지면서 끝나게 되는 홀더(16)까지 나선형으로 연장된다. 도1에 도시된 바와 같이 칩 홈(26)은 소정의 나선 각도(v)를 갖는다. 상기 각도(v)는 2°내지 5°사이의 값이 바람직하다. 도1에서 도시하지 않은 칩 홈(28)은 나선 각도(v)와 정확히 같은 크기의 각도를 갖는다. 이와 관련하여 본 발명의 범위 내에서 도3에 도시된 화살표(21)와 동일한 회전 방향으로 부의 나선 각도(negative helix angle)를 가지는 것도 가능함을 알 수 있을 것이다. 부의 나선 각도는 드릴(10)의 진동을 감쇠시키기에 유리하다.

각각의 칩 홈(26, 28)은 섕크(12)의 전체 길이(L)를 따라 거의 일정한 횡단면 형상을 갖는다.

본 발명에 따른 드릴(10)은 바람직하게는 섕크의 길이(L)가 직경(D)에 대하여 5×D ≥ L ≥ 3×D 의 관계를 갖는 드릴용으로 의도된 것이다(도1 참조). 적당한 나선 각도(v)가 상기와 동일한 범위 내에서 선택된다면 섕크(12)의 전체 길이에 대하여 약 30°의 칩 홈(26, 28) 나선 비틀림이 얻어진다.

도2 내지 도6에 도시된 바와 같이 2개의 냉각 채널(30, 32)은 섕크(12) 내에서 연장되며, 상기 냉각 채널(30, 32)은 홀더(16)의 자유단으로부터 섕크(12) 전체를 통해서 이 채널들이 개방되는 팁 형성 단부(14)까지 연장된다. 도시된 실시예에 있어서 냉각 채널(30, 32)은 섕크(12)의 길이(L)의 대부분을 따라서 뿐만 아니라 홀더(16) 내에서도 중심축(20)과 평행하며 이 중심축(20)으로부터 동일하게 떨어져 연장된다. 도4 및 도5에 가장 명백하게 도시된 바와 같이 냉각 채널(30, 32)은 제1 팁 형성 단부(14)로 개방되기 전에 편향된다. 이렇게 편향시키는 것은 냉각 채널(30, 32)이 절삭 삽입체(22, 24)나 그 고정수단과 간섭하지 않도록 하는 방식으로 제1 팁 형성 단부(14)까지 이어져야 하기 때문이다. 냉각 채널(32)은 섕크(12)의 외주면으로도 또한 개방된다. 도2 및 도3에 도시된 단면으로부터 알 수 있듯이 칩 홈(26, 28)이 나선형인 사실에도 불구하고 냉각 채널(30, 32)은 섕크(12)의 전체 길이를 따라 칩 홈(26, 28)과 간섭하지 않는다. 이것은 단면 Ⅱ-Ⅱ를 홀더(16)의 바로 가까이에 놓고 단면 Ⅲ-Ⅲ을 팁 형성 단부(14)의 가까이에 놓으면 알 수 있다. 이것은 섕크(12)의 전체 길이(L)에 대한 전체 나선 비틀림이 약 30°로만 되는 당연한 설명이 된다. 나선 비틀림이 작은 도2 및 도3의 칩 홈(28)을 살펴보면 나선 비틀림은 가장 명확하게 알 수 있다. 이와 연관하여 섕크 직경(D)에 대한 섕크 길이(L)의 비율이 5×D ≥ L ≥ 3×D 인 드릴에 있어서도 칩 홈(26, 28) 내에서 칩의 운반을 조금도 악화시키지 않는 섕크의 전체 길이(L)에 대한 나선 비틀림은 약 30°이면 충분하다는 사실을 알아내게 되었다. 이는 냉각 채널(30, 32)이 섕크(12)의 거의 전체 길이(L)를 따라 직선이며 중심축(20)과 평행하게 연장될 수 있게 한다. 이것은 본 발명에 따라 드릴(10)을 제조함에 있어 특히 유리한 점이다.

섕크(12)의 중심축(20)으로부터 거리를 두고 연장되는 냉각 채널(30, 32)을 가지므로 드릴(10)의 웨브(web)(34)(도2 참조)는 그대로인데, 이것은 드릴(10)의 강성에 있어 유리하다. 드릴(10)의 웨브 직경은 도2에 도면 부호 35로 표시되어 있다. 웨브 직경(35)은 섕크 직경(D)의 약 22% 인 것이 바람직하다. 도2, 도3 및 도6 으로부터 알 수 있듯이 드릴(10)의 웨브(34)는 중앙 삽입체(22)에 대한 칩 홈(26)의 깊이를 증가시키면 이에 대응하는 정도로 주변 삽입체(24)에 대한 칩 홈(28)의 깊이를 감소시키도록 드릴(10)의 중심축(20)에 편심되게 위치된다. 중앙 삽입체(22)에서 나온 칩이 원형으로 형성되고 주변 삽입체(24)에서 나온 칩이 사다리꼴 형상인 것은 일반적으로 알려져 있다(도6 참조). 칩의 크기는 팁 형성 단부의 절삭 외형에 거의 좌우되며, 그래서 소정의 드릴이 발생시키는 각각의 칩에 있어서의 최대 크기는 경험적으로 분명하게 알 수 있다. 이 경험은 칩 홈(26, 28)의 크기를 정하는 데 사용된다.

도6에 예시된 바와 같이 칩 홈(26)은 중앙 삽입체(22)에서 나오는 원형 칩을 칩 홈(26) 내에 담을 수 있게 하는 깊이를 가진다는 것이 중요하다. 주변 삽입체(24)에 대한 칩 홈(28)에서 횡단면은 주변 삽입체(24)에서 나오는 칩의 사다리꼴 형상의 최대 가능 크기에 맞도록 된다. 도2에 가장 분명하게 나타난 바와 같이 칩 홈(28)은 대체로 편평한 바닥부(36)와 서로 거의 평행한 평면의 측벽(38)들을 가진다. 측벽(38)들과 바닥부(36)는 완만하게 만곡된 중간부에 의해서 서로 연결된다. 칩 홈(24)의 폭(B)과 섕크(12)의 직경(D) 사이의 관계는 폭(B)이 직경(D)의 약 절반, 즉 B ≒ 0.5 D 가 바람직하다. 도6을 통해 살펴보면 칩 홈(28)의 횡단면은 스트라이킹(striking) 방식으로 칩의 사다리꼴 형상에 맞도록 되고, 특히 칩 홈(24)의 평행한 측벽들은 섕크(12)의 외면에서 최소한의 재료만이 칩 홈(24)의 부분에서 제거됨을 알 수 있는데 이것은 드릴(10)의 강성에 있어 유리하다.

상기한 바에 의하면, 본 발명의 효과는 칩이 냉각 채널을 경유해서 공급되며 칩 홈들을 경유해서 복귀되는 냉각제에 의해서 칩 홈내에서 적절하게 운반되는 형식의 드릴을 간단하게 제조할 수 있게 함과 동시에, 드릴의 강도가 공지의 드릴에 비해 약해지지 않도록 칩 홈들 사이에 위치된 냉각 채널과 칩 홈을 설계하는 데 있다.

Claims

적어도 2개의 절삭날을 구비한 제1 팁 형성 단부(14)와 제2 대향 단부(18)를 가지며 세로 방향 길이가 L인 섕크(12)와, 섕크(12)의 제1 팁 형성 단부(14)로부터 대향 단부(18)까지 연장된 2개의 칩 홈(26, 28)과, 드릴(10)의 섕크(12)를 통해서 연장되어 제1 팁 형성 단부(14)까지 이어지는 2개의 냉각 채널(30, 32)을 포함하는 칩 제거 기계 가공용 드릴에 있어서,

냉각 채널(30, 32)은 섕크(12)의 길이(L)의 대부분을 따라 직선인 연장부를 가지고 섕크(12)의 중심축(20)과 평행하게 연장되며, 드릴(10)은 나선형 드릴인 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항에 있어서, 냉각 채널(30, 32)은 섕크(12)의 길이(L)의 대부분을 따라 직선인 연장부에서 중심축(20)으로부터 동일한 거리를 두고 위치된 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항 또는 제2항에 있어서, 냉각 채널(30, 32)은 팁 형성 단부(14)에 가장 가까운 부분에서 섕크(12)의 나머지 직선 연장부로부터 편향된 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 칩 홈(26, 28)은 2°내지 5°범위의 나선 각도(v)를 가지는 것을 특징으로 하는 드릴.
제4항에 있어서, 섕크(12)의 전체 길이(L)을 따른 칩 홈(26, 28)의 나선 비틀림은 약 30°인 것을 특징으로 하는 드릴.
상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 드릴(10)의 웨브 직경(35)은 섕크 직경(D)의 약 22%를 이루는 것을 특징으로 하는 드릴.
상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 하나의 절살날은 중앙 삽입체(22)의 일부분이며, 다른 하나의 절살날은 주변 삽입체(24)의 일부분인 것을 특징으로 하는 드릴.
제7항에 있어서, 중앙 삽입체(22)에 대한 칩 홈(26)은 부분적으로 원형인 횡단면을 가지는 것을 특징으로 하는 드릴.
제7항 또는 제8항에 있어서, 주변 삽입체(24)에 대한 칩 홈(28)은 평행한 측벽들을 가지는 것을 특징으로 하는 드릴.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 주변 삽입체(24)에 대한 칩 홈(28)은 섕크(12)의 직경(D)의 절반에 상당하는 폭(B)을 가지는 것을 특징으로 하는 드릴.