KR20010034675A

KR20010034675A - 드릴

Info

Publication number: KR20010034675A
Application number: KR1020007010642A
Authority: KR
Inventors: 헥트질; 사트란아미르
Original assignee: 에란 마르쿠스; 이스카 엘티디.; 탈 샬모니
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 2001-04-25
Also published as: JP3827062B2; DE19983068T1; DE19983068B4; IL123858A; US6071046A; WO1999050014A1; JP2002509810A; KR100530823B1; AU2744799A; IL123858A0

Abstract

본 발명에 따르면, 드릴링 헤드는 종축(O)을 가지며 그 선단부를 향해 테이퍼가 형성된 원통형 본체를 갖는다. 드릴링 헤드는 적어도 2개의 칩 배출 플루트(4) 및 그 사이의 적어도 2개의 랜드(6)를 갖는다. 각각의 플루트(4)는 드릴링 헤드의 회전 방향으로 대면하는 제1 측벽(10)과, 제1 측벽으로부터 외향으로 발산하며 상기 선단부를 향해 연장된 웨브가 얇아진 리세스 형성면(14)을 통해 제1 측벽과 병합되는 제2 측벽(12)을 갖는다. 각각의 랜드(6)는 하나의 인접한 플루트의 제1 측벽 및 또 다른 인접한 플루트의 제2 측벽에 의해 경계가 형성되고, 선단부를 향해 테이퍼가 형성된 대체로 반경 방향으로 연장되며 축방향으로 경사진 전방 플랭크면(15)을 갖는다. 각각의 랜드의 전방 플랭크면은 제1 절삭날(20)에서 하나의 플루트의 제1 측벽과 교차되고, 제2 절삭날(22)에서 상기 플루트의 웨브가 얇아진 리세스 형성면과 교차되고, 드릴링 헤드의 선단부에 배치되어 그 종축을 통과하는 치즐날에서 다른 랜드의 전방 플랭크면과 교차된다. 치즐날(A, C, B)은 오목하고, 종축으로부터 이격된 축방향 최외곽 말단부를 통해 2개의 랜드의 제2 절삭날(A, C, B)과 병합된다.

Description

드릴{A Drill}

상기 종류의 드릴링 헤드의 첨두형 선단부의 다른 설계 변형예가 금속 핸드북(Metals Handbook, 제9판, 제16권, 제226쪽 내지 제227쪽, 1989, 미국)에 논의되어 있다. 본 발명이 인용하는 종류의 드릴 포인트 설계는 상기 핸드북의 제227쪽 도23에 도시되어 있다.

상기 설계의 드릴링 헤드에 따르면, 각각의 칩 배출 플루트는 드릴링 헤드의 회전 방향으로 대면하는 제1 측벽과, 제1 측벽으로부터 외향으로 발산하는 제2 측벽과, 드릴링 헤드의 선단부에 인접하여 제1 측벽과 제2 측벽 사이에 형성되며 상기 선단부를 향해 연장된 웨브가 얇아진 리세스 형성면을 가져서, 웨브가 얇아진 리세스 형성면들 사이의 거리에 의해 드릴링 헤드의 선단부에 형성된 웨브 두께가 최소화된다. 드릴링 헤드의 각각의 랜드는 하나의 인접한 플루트의 제1 측벽 및 또 다른 인접한 플루트의 제2 측벽에 의해 경계가 형성되고, 드릴링 헤드의 선단부를 향해 테이퍼가 형성되는 대체로 반경 방향으로 연장되며 축방향으로 경사진 전방 플랭크면을 갖는다. 각각의 랜드의 전방 플랭크면은 제1 절삭날에서 플루트의 관련된 제1 측벽과 교차되고, 제2 절삭날에서 동일한 플루트의 관련된 웨브가 얇아진 리세스 형성면과 교차되고, 드릴링 헤드의 선단부에 배치되어 트위스트 드릴의 회전축을 통과하는 치즐날(chisel edge)에서 다른 랜드의 전방 플랭크면과 교차된다.

드릴링 헤드의 선단부의 상기 기하 형상으로, 치즐날의 폭은 다른 드릴 포인트 설계와 비교될 때 기본적으로 감소되어, 드릴링 동안에 드릴링 헤드의 선단부에 작용되는 추력이 감소되고, 드릴링 헤드의 중심에서의 절삭 효율 및 중심 설정 능력이 개선된다.

상기 드릴링 헤드와 유사한 드릴링 헤드가 유럽 특허 출원 제320,881호 및 대한민국 특허 출원 제96-9591호에 추가로 상세하게 개시되어 있다.

그러나, 이상적인 포인트 즉 0의 폭을 갖는 치즐날을 제공하는 것은 실제로 불가능하므로, 상기 드릴링 헤드는 드릴의 중심에서의 절삭뿐만 아니라 중심 설정 능력과 연결된 문제점들과 만나게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 측면에서 장점을 갖는 신규한 드릴링 헤드를 제공하는 것이다.

본 발명은 드릴링 헤드가 장착되거나 일체로 형성되며 종방향 회전축을 갖는 드릴에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 칩 배출 플루트(flute) 및 플루트들 사이의 랜드가 형성되며 실질적으로 첨두형(point-like) 선단부를 향해 테이퍼가 형성된 상기 드릴의 드릴링 헤드에 관한 것이다.

본 발명을 이해하여 실제로 수행되는 방법을 알기 위해, 첨부 도면을 참조하면서 비제한적인 실시예를 통해 양호한 실시예가 설명될 것이다.

도1은 본 발명에 따른 드릴링 헤드의 사시도이다.

도2는 도1에 도시된 드릴링 헤드의 정면도이다.

도3은 치즐날에 수직한 방향으로의 도1에 도시된 드릴링 헤드의 측면도이다.

도4는 도2의 선 Ⅳ-Ⅳ를 따른 드릴링 헤드의 단면도이다.

도5는 도2의 선 Ⅴ-Ⅴ를 따른 드릴링 헤드의 단면도이다.

본 발명에 따르면, 종축을 가지며 선단부를 향해 테이퍼가 형성된 원통형 본체를 갖는 드릴링 헤드가 제공되는데, 상기 드릴링 헤드는 적어도 2개의 칩 배출 플루트 및 그 사이의 적어도 2개의 랜드를 포함하고, 각각의 플루트는 드릴링 헤드의 회전 방향으로 대면하는 제1 측벽과, 제1 측벽으로부터 외향으로 발산되며 상기 선단부를 향해 연장된 웨브가 얇아진 리세스 형성면을 통해 드릴링 헤드의 선단부에 인접하게 제1 측벽과 병합되는 제2 측벽을 갖고, 각각의 랜드는 하나의 인접한 플루트의 제1 측벽 및 또 다른 인접한 플루트의 제2 측벽에 의해 경계가 형성되며 상기 선단부를 향해 테이퍼가 형성된 대체로 반경 방향으로 연장되며 축방향으로 경사진 전방 플랭크면을 갖고, 각각의 랜드의 상기 전방 플랭크면은 제1 절삭날에서 상기 하나의 플루트의 제1 측벽과 교차되며 제2 절삭날에서 상기 하나의 플루트의 웨브가 얇아진 리세스 형성면과 교차되며 드릴링 헤드의 선단부에 배치되어 상기 종축을 통과하는 치즐날에서 다른 랜드의 전방 플랭크면과 교차되는 드릴링 헤드에 있어서, 상기 치즐날(A, C, B)은 오목하며 상기 축으로부터 이격된 축방향 최외곽 말단부를 통해 2개의 랜드의 제2 절삭날과 병합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 치즐날의 기하 형상으로, 축방향 최외곽 말단부는 "안내(piloting)" 포인트로서 기능을 하고, 드릴링 헤드의 중심 설정 능력을 향상시킨다. 또한, 내부 포인트와 상기 최외곽 말단부 사이에서 연장된 치즐날의 섹션은 치즐날 절삭 섹션으로서 효과적으로 역할을 한다.

바람직하게는, 치즐날의 최내곽 포인트와 그 최외곽 말단부 사이의 축방향 거리가 제2 절삭날의 축방향 돌출부보다 실질적으로 짧다.

바람직하게는, 치즐날에 랜드의 전방 플랭크면에 형성되며 전방 플랭크면으로부터 멀리 연장된 리세스가 제공되며, 각각의 리세스는 하나의 치즐날 절삭 섹션에 칩 레이크면을 제공하고, 다른 치즐날 절삭 섹션에 릴리프면을 제공한다. 바람직하게는, 대응하는 치즐날 절삭 섹션을 위한 칩 레이크면을 구성하는 각각의 리세스의 일부분이 인접한 웨브가 얇아진 리세스 형성면과 병합된다. 이와 같이, 드릴링 헤드의 선단부 특히 치즐날 절삭 섹션으로부터의 칩 배출의 개선이 효과적으로 얻어질 수도 있다. 바람직하게는, 리세스가 리지에서 인접한 웨브가 얇아진 리세스 형성면과 병합된다. 바람직하게는, 각각의 리세스가 치즐날로부터 멀어지도록 배치된 표면에서 종료된다.

바람직하게, 각각의 랜드의 전방 플랭크면은 상기 하나의 인접한 플루트의 제1 측벽에 인접하게 배치되며 제1 및 제2 절삭날을 따라 연장되며 치즐날에서 연결된 주 플랭크면과, 상기 또 다른 인접한 플루트의 제2 측벽에 인접하게 배치된 부 플랭크면을 포함하며, 상기 리세스는 주 플랭크면에 형성된다.

도1 내지 도4는 본 발명에 따른 절삭 헤드를 도시하고 있다. 드릴링 헤드는 종축(O)을 갖고, 본 발명을 구성하지 않는 적절한 방법으로 드릴에 동축으로 커플링되도록 설계되므로, 여기에서 커플링 방법은 설명되지 않을 것이다. 드릴링 헤드가 드릴에 장착될 때, 종축(O)은 드릴의 회전축을 구성한다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 드릴링 헤드는 한 쌍의 동일한 칩 배출 플루트(4) 및 한 쌍의 동일한 랜드(6)를 포함하는 선단부(2)를 구비한 원통형 본체(1)를 갖는다.

각각의 플루트(4)는 드릴링 헤드의 회전 방향으로 대면하는 제1 측벽(10)과, 제1 측벽(10)으로부터 외향으로 발산하며 선단부(2)를 향해 연장된 웨브가 얇아진 리세스 형성면(14)을 통해 드릴링 헤드의 선단부(2)에 인접하게 제1 측벽과 병합되는 제2 측벽(12)을 가져서, 플루트(4)의 웨브가 얇아진 리세스 형성면들 사이의 거리에 의해 정의된 웨브 두께가 선단부(2)에서 최소화된다. 이와 같이, 도2에 도시된 바와 같이, 드릴링 헤드의 선단부(2)에서의 웨브 두께(d)는 그로부터 먼 웨브 두께(D)보다 훨씬 작다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 각각의 랜드(6)는 하나의 인접한 플루트(4)의 제1 측벽(10) 및 또 다른 인접한 플루트(4)의 제2 측벽(12)에 의해 경계가 형성된다. 랜드(6)는 대체로 반경 방향으로 연장되며 축(O)에 대해 경사진 전방 플랭크면(15)을 가지며, 전방 플랭크면(15)은 드릴링 헤드의 선단부(2)를 향해 테이퍼가 형성된다. 상기된 바와 같은 칩 배출 플루트(4) 및 랜드(6)의 기하 형상으로, 드릴링 헤드는 대체로 그 선단부(2)를 향해 테이퍼가 형성된 형상을 갖는다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 각각의 전방 플랭크면(15)은 관련된 제1 측벽(10)에 인접하게 배치된 주 플랭크면(16)과, 관련된 제2 측벽(12)에 인접하게 배치된 부 플랭크면(18)과, 플랭크면들 사이의 연결 단차부(19)를 포함한다.

주 플랭크면(16)은 실질적으로 오목한 제1 절삭날(20)에서 하나의 플루트(4)의 관련된 제1 측벽(10)과 교차되고, 실질적으로 오목한 제2 절삭날(22)에서 동일한 플루트의 관련된 웨브가 얇아진 리세스 형성면(14)과 교차되고, 드릴링 헤드의 선단부에 배치되어 축방향으로의 최외곽 구역을 구성하는 치즐날(24)에서 다른 플루트의 주 플랭크면(16)과 교차된다.

적절한 절삭 조건을 갖는 제1 및 제2 절삭날을 제공하기 위해, 주 플랭크면(16)은 상기 절삭날에 원하는 클리어런스 각도를 제공하도록 회전축에 수직한 평면에 대해 경사져 있다. 또한, 각각 제1 절삭날(20) 및 제2 절삭날(22)에 인접하게 배치되며 칩 표면을 구성하는 제1 측벽(10)의 일부분(26) 및 각각의 플루트(4)의 웨브가 얇아진 리세스 형성면(14)의 일부분(28)은 상기 절삭날에 원하는 레이크 각도를 제공하도록 회전축(O)에 대해 경사져 있다.

도3 및 도5에 도시된 바와 같이, 치즐날(24)은 오목하고, 축(O)으로부터 이격된 2개의 축방향 최외곽 말단부(A, B)와 축(O)에 놓인 최내곽 포인트(C)를 갖는다. 도3에 도시된 바와 같이, 치즐날(24)의 최내곽 포인트(C)와 그 최외곽 말단부(A, B) 사이의 축방향 거리(h)는 각각의 제2 절삭날(22)의 축방향 돌출부(H)보다 실질적으로 작다. 치즐날(24)의 폭은 말단부(A, B)들 사이의 거리로 정의된다.

치즐날(24)의 상기 기하 형상으로, 축방향 최외곽 말단부(A, B)는 드릴링 동안에 안내 기능을 수행하여 선단부를 과도하게 약화시키지 않고 드릴링 헤드의 중심 설정 능력을 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 치즐날(24)의 곡선 섹션(AC, BC)도 절삭 가능하다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 치즐날(24)에는 주 플랭크면(16)에서 치즐날(24)에 인접하게 형성되어 치즐날(24)로부터 반경 방향으로 멀어지도록 연장된 리세스(30, 32)가 제공된다. 리세스(30)는 치즐날 절삭 섹션(AC)에 칩 레이크면을 제공하고, 치즐날 절삭 섹션(BC)에 릴리프면을 제공한다. 마찬가지로, 리세스(32)는 치즐날 절삭 섹션(AC)에 릴리프면을 제공하고, 치즐날 절삭 섹션(BC)에 칩 레이크면을 제공한다.

각각의 리세스(30, 32)는 각각의 치즐날 섹션(AC, BC)의 칩 레이크면을 구성하는 부분과 함께 리지(34)에서 인접한 웨브가 얇아진 리세스 형성면(14)과 병합된다. 또한, 도4를 참조하면, 각각의 리세스(30, 32)는 치즐날(24)로부터 멀리 배치된 표면(36)에서 연결된다. 리세스(30, 32)는 치즐날 절삭 섹션(AC, BC)으로부터의 칩 배출을 가능하게 한다.

드릴링 헤드 특히 그 선단부는 상기에서 설명되지 않고 도면에 도시되지 않은 대안 설계를 가질 수도 있다. 이와 같이, 예컨대 드릴링 헤드는 드릴에 장착되기보다는 드릴과 일체로 형성될 수도 있다. 드릴링 헤드는 2개를 초과하는 플루트 및 2개를 초과하는 랜드를 가질 수도 있다. 제1 절삭날은 오목할 필요가 없고 오히려 직선형이거나 볼록할 수도 있다. 랜드의 전방 플랭크면은 연속적이고, 반드시 부 및 주 플랭크면으로 분할될 필요가 없다. 치즐날에 인접한 주 플랭크면에 형성된 리세스는 비대칭 형상일 수도 있다. 드릴링 헤드는 본 발명의 주요 개념의 관점에서 적절한 다른 대안 특징을 가질 수도 있다.

도면 부호 목록

1 드릴링 헤드의 원통형 본체

2 드릴링 헤드의 선단부

4 칩 배출 플루트

6 랜드

10 플루트의 제1 측벽

12 플루트의 제2 측벽

14 웨브가 얇아진 리세스 형성면

15 랜드의 전방 플랭크면

16 주 플랭크면

18 부 플랭크면

19 주 및 부 플랭크면을 연결하는 단차부

20 제1 절삭날

22 제2 절삭날

24 치즐날

26 제1 절삭날의 칩면

28 제2 절삭날의 칩면

30, 32 리세스

34 리지

36 리세스(30, 32)의 연결면

A, B 치즐날의 최외곽 말단부

C 치즐날의 최내곽 포인트

O 회전축

Claims

종축을 가지며 선단부를 향해 테이퍼가 형성된 원통형 본체를 갖는 드릴링 헤드에서, 상기 드릴링 헤드는 적어도 2개의 칩 배출 플루트 및 그 사이의 적어도 2개의 랜드를 포함하고, 각각의 플루트는 드릴링 헤드의 회전 방향으로 대면하는 제1 측벽과, 제1 측벽으로부터 외향으로 발산되며 상기 선단부를 향해 연장된 웨브가 얇아진 리세스 형성면을 통해 드릴링 헤드의 선단부에 인접하게 제1 측벽과 병합되는 제2 측벽을 갖고, 각각의 랜드는 하나의 인접한 플루트의 제1 측벽 및 또 다른 인접한 플루트의 제2 측벽에 의해 경계가 형성되며 상기 선단부를 향해 테이퍼가 형성된 대체로 반경 방향으로 연장되며 축방향으로 경사진 전방 플랭크면을 갖고, 각각의 랜드의 상기 전방 플랭크면은 제1 절삭날에서 상기 하나의 플루트의 제1 측벽과 교차되며 제2 절삭날에서 상기 하나의 플루트의 웨브가 얇아진 리세스 형성면과 교차되며 드릴링 헤드의 선단부에 배치되어 상기 종축을 통과하는 치즐날에서 다른 랜드의 전방 플랭크면과 교차되는 드릴링 헤드에 있어서,

상기 치즐날(A, C, B)은 오목하며 상기 축으로부터 이격된 축방향 최외곽 말단부를 통해 2개의 랜드의 제2 절삭날과 병합되는 것을 특징으로 하는 드릴링 헤드.
제1항에 있어서, 치즐날의 최내곽 포인트와 그 최외곽 말단부 사이의 축방향 거리가 제2 절삭날의 축방향 돌출부보다 실질적으로 짧은 것을 특징으로 하는 드릴링 헤드.
제1항에 있어서, 치즐날의 축방향으로의 최내곽 포인트는 치즐날을 2개의 치즐날 절삭 섹션으로 분할하고, 치즐날에는 랜드의 전방 플랭크면에 형성되며 전방 플랭크면으로부터 멀리 연장된 리세스가 제공되며, 각각의 리세스는 하나의 치즐날 절삭 섹션에 칩 레이크면을 제공하고, 다른 치즐날 절삭 섹션에 릴리프면을 제공하는 것을 특징으로 하는 드릴링 헤드.
제3항에 있어서, 각각의 상기 리세스는 상기 레이크면을 구성하는 부분과 함께 인접한 웨브가 얇아진 리세스 형성면과 병합되는 것을 특징으로 하는 드릴링 헤드.
제4항에 있어서, 상기 리세스는 리지에서 상기 인접한 웨브가 얇아진 리세스 형성면과 병합되는 것을 특징으로 하는 드릴링 헤드.
제3항에 있어서, 각각의 리세스는 치즐날로부터 반경 방향으로 멀어지도록 배치된 표면에서 종료되는 것을 특징으로 하는 드릴링 헤드.
제3항에 있어서, 각각의 랜드의 전방 플랭크면은 상기 하나의 인접한 플루트의 제1 측벽에 인접하게 배치되며 제1 및 제2 절삭날을 따라 연장된 주 플랭크면과, 상기 또 다른 인접한 플루트의 제2 측벽에 인접하게 배치된 부 플랭크면을 포함하며, 상기 리세스는 주 플랭크면에 형성되는 것을 특징으로 하는 드릴링 헤드.