KR20010080356A - 스프링-백을 지니는 재료에 보어를 기계가공하기 위한절삭 공구 - Google Patents

Abstract

공작물(4)에 보어(3)를 가공하기 위한 드릴(2) 또는 리머(35)와 같은 절삭 공구(1)는 확대된 반경방향 크기를 지니는 그 말단부상에 적어도 하나의 챔퍼가공된 절삭 에지(5)를 구비한다. 상기 챔퍼가공된 절삭 에지(5)는 테이퍼진 선도 단부(22)와 언더컷 단부(23) 사이에 형성되며, 공구의 샤프트(7)의 반경방향 크기(R1)보다 약 2.5% 더 크게 되는 반경방향 크기를 지닌다. 상기 챔퍼가공된 에지(5)의 길이의 적어도 40%가 공구 샤프트(7)의 회전 축에 실질적으로 평행하게 된다.

Description

스프링-백을 지니는 재료에 보어를 기계가공하기 위한 절삭 공구{CUTTING TOOL FOR MACHINING BORES IN MATERIALS HAVING SPRING-BACK}

금속 공작물에 보어를 기계가공하기 위한 드릴 또는 리머와 같은 절삭 공구는 종래 기술에 잘 공지되어 있다. 종래기술의 드릴은 일반적으로 회전가능한 샤프트의 축에 관하여 반경방향으로 배향된 2개 또는 그 이상의 절삭날로 형성된 드릴 끝(drill point)으로 종결하는 샤프트를 포함한다. 그 절삭날은, 공작물에 보어를 형성하도록 드릴 끝의 절삭날이 재료를 관통함에 따라 발생되는 칩(chip)과 지스러기(swarf)를 제거하기 위한 나선형 플루트 홈에 의해 분리된다. 드릴의 플루트 홈 부분은 모터에 의해 회전되는 척에 의해 조여지는 원통형 또는 테이퍼진 생크로 종결한다. 드릴의 플루트 홈 부분의 외경이 드릴 끝에 의해 형성되는 보어에 대하여 마찰되지 않도록 하기 위하여, 드릴의 플루트 홈 부분을 천분의 몇 인치 정도로 약간 테이퍼지게 하여, 드릴 끝과 드릴 생크 사이에서 드릴의 직경이 감소하도록 하는 것이 공지되어 있다.

리머는 미리 가공된 보어를 정확한 치수의 지름으로 넓히고 다듬질하는데 사용된다. 그것을 위해, 공구 샤프트의 주위에 배치된 복수의 직선형이며 종방향으로 배향된 절삭 날을 사용한다. 그 절삭 날은 리밍(reaming) 작업에 의해 발생된 금속 칩과 지스러기를 수용하고 제거하는 직선형 플루트 홈에 의해 분리된다. 드릴과는 다르게, 그러한 종래기술의 리머는 그 선도 단부로부터 후방 단부까지 터이퍼지지 않으며, 절삭 날의 종방향 길이 전반에 걸쳐 동일한 직경을 유지한다. 리밍 작업 중 제거된 적절한 재료는, 대부분의 금속과 관련된 적은 스프링-백 및 광택가능성과 협력하여, 리머가 과도한 마찰과 스티킹없이 정상적으로 정확한 치수의 지름으로 넓히고 다듬질하는 것을 가능하게 한다.

그러한 종래기술의 보링 공구와 리밍 공구는 일반적으로 비교적 작은 스프링-백을 지니는 금속(예를들면, 강)으로 형성된 공작물을 기계가공할 때 만족스럽게 작용하지만, 본 출원인은 그러한 공구가 알루미늄, 티타늄, 및 니켈 합금과 같은 큰 스프링-백 특성을 지니는 금속 합금에 깊은 보어를 가공하기 위해 사용될 때 문제가 발생한다는 것을 발견했다. 보다 구체적으로 말하면, 그러한 합금으로 형성된 공작물에 깊은 보어를 가공하기 위해 종래기술의 드릴이 사용될 때, 드릴 끝에 의해 형성된 보어의 내경은 공작물을 관통함에 따라 드릴의 팁의 후방에서 천분의 몇 인치를 실질적으로 튀어물러나거나 또는 반경방향으로 수축함으로써, 궁국적으로는 보어의 내벽을 드릴의 외측 플루트 표면과 접촉하도록 한다. 결과적인 마찰 접촉에 의해 발생된 열은 스티킹과 갤링으로 인하여 드릴을 보어의 내측에 정지하도록 (또한, 경우에 따라서는 파괴되도록) 할 뿐만 아니라, 공작물이 티타늄과 같은 가연성 금속으로 형성된 경우 공작물을 발화시킨다. 고도의 스프링-백 재료에 사용되는 종래기술의 리머는 또한 리밍 작업 중 바람직하지 않은 양의 마찰을 발생시킬 수 있다. 정상적으로, 리머의 선도 팁은 대부분의 작업에서 보어를 확장시키므로, 리머 날의 팁은 보어의 벽과 단지 가벼운 접촉을 할 뿐이다. 그러나, 그러한 리머가 고도의 스프링-백 합금으로 형성된 공작물을 기계가공하는데 사용될 경우, 리머의 선도 팁 후방에서 보어의 결과적인 반경방향 수축은, 리머 날의 외측 팁과 보어의 내측 표면 사이에서 발생하는 국한된 용해와 계속적인 갤링으로 인하여, 공구를 정지하게 하고 파괴되도록 한다.

확실히, 고도의 스프링-백 특성을 지니는 합금으로 형성된 공작물에 보어를 가공하기 위한 절삭 공구를 필요로 한다. 이상적으로, 그러한 절삭 공구는 갤링, 시징(seizing), 및 파괴의 가능성을 배제하도록 보어의 내측 표면과 공구의 측부 사이에서 약간 접촉하거나 또는 전혀 접촉하지 않고 상기 재료로 형성된 공작물에 보어를 형성하거나 또는 그 보어를 리밍할 수 있을 것이다. 그러한 공구는 종래기술의 드릴과 리머에 합체될 수 있도록 비교적 간단한 설계로 되는 것이 바람직하다. 마지막으로, 그러한 절삭 공구는 긴 공구 수명을 지녀야 하며, 높거나 또는 낮은 스프링-백 특성을 지니는 합금으로 형성된 재료를 보링 또는 리밍하는데 효과적이어야 한다.

본 발명은 공작물에 보어를 기계가공하기 위한 절삭 공구에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 보어의 내벽과 공구의 외경 사이에서 스티킹(sticking) 또는 갤링(galling; 摩損)이 발생하지 않고 비교적 높은 정도의 스프링-백 또는 메모리를 지니는 금속 재료에 보어를 기계가공하기 위한 드릴 및 리머에 관한 것이다.

도1은 공작물에 구멍을 뚫고 있는 것이 도시된 본 발명의 챔퍼가공된 에지를 합체하는 드릴의 측면도이다.

도2는 본 발명의 챔퍼가공된 에지를 도시하는, 도1에서 원으로 표시된 부분의 확대도이다.

도3은 드릴의 팁 및 본 발명의 챔퍼가공된 에지와 보어의 내벽 사이의 경계 접촉을 도시하는 도1에 도시된 드릴의 정면도이다.

도4는 챔퍼가공된 에지와 공작물에 형성된 보어 사이의 경계 접촉 영역을 감소시키도록 에지의 측부가 경사지게 되는 방법을 상세하게 도시하는, 도2의 챔퍼가공된 에지의 사시도이다.

도5는 공작물의 보어를 마무리 가공하는 과정에서 본 발명의 챔퍼가공된 에지를 합체하는 리머의 측면도이다.

도6은 본 발명의 쳄퍼가공된 에지를 도시하는, 도5에서 원으로 표시된 부분의 확대도이다.

도7은 도6의 챔퍼가공된 에지의 배면도이다.

도8은 도5의 선 8-8을 따라 도시된 리머의 정면도이다.

도9는 도8에 도시된 절삭 날의 원으로 표시된 단부의 확대도이다.

도10은 리머에 의해 기계가공된 보어와 맞물리는 경계 접촉 영역을 감소시키기 위하여 챔퍼가공된 에지의 측부가 경사지게 되는 방법을 도시하는 도6에 도시된 챔퍼가공된 에지의 선도 단부의 사시도이다.

전체적으로, 본 발명은 티타늄, 알루미늄, 또는 니켈 합금과 같은 높은 스프링-백 특성을 갖는 재료로 형성된 공작물에 보어를 기계가공하기 위한 드릴 또는 리머와 같은 절삭 공구에 관한 것이다. 그 절삭 공구는, 적어도 하나의 챔퍼가공된 절삭 에지가 그 절삭 날로부터 샤프트의 밸런스(balance)의 반경방향 크기보다 더 많은 양만큼 반경방향으로 연장하는 말단부를 지니는 회전가능한 샤프트를 포함한다. 챔퍼가공된 절삭 에지는 테이퍼를 포함하는 선도 단부와 언더컷에 의해 한정된 후방 단부 사이에 형성되는 회전 축을 따르는 길이를 지닌다. 절삭 에지의 반경방향 크기는 생크의 외경의 약 1% 내지 4% 사이로 되며, 바람직하게는 약 2.5% 이다. 챔퍼가공된 길이의 약 30% 내지 60% 사이가 샤프트의 회전 축에 실질적으로 평행하다. 챔퍼가공된 에지의 길이는 공구의 전방 단부의 다중 샤프닝(multiple sharpening)을 가능하게 하도록 적어도 0.050 인치로 되는 것이 바람직하며, 0.24 인치의 길이로 될 수 있다.

상기 절삭 공구가 드릴일 경우, 각각의 챔퍼가공된 절삭 에지의 선도 단부는 45°의 각도로 테이퍼지며, 공구의 회전축에 실질적으로 평행하게 되는 챔퍼가공된 에지의 측부는 1°보다 작은 약간의 백 테이퍼(back taper)를 포함할 수 있다. 적절한 실시예에 있어서, 백 테이퍼는 축에 관하여 0.2°또는 그 보다 작게 된다. 상기 언더컷은 회전 축에 관하여 실질적으로 직교하는 곧은 백 에지에 의해 형성된다. 드릴 끝의 날과 공작물에 형성된 보어의 벽 사이의 마찰을 최소화하기 위하여, 드릴 날로부터 연장하는 각각의 챔퍼가공된 절삭 에지의 원주방향 크기는 공구 원주의 단지 약 0.30% 내지 0.70% 사이로 되며, 바림직하게는 약 0.40% 로 된다.

상기 절삭 공구가 리머일 경우, 상기 언더컷 단부는, 회전 축에 관하여 약35°내지 55°사이로 배향되는 실질적으로 곧은 백 에지에 의해 형성된다. 다수의 리머 날들이 샤프트의 원주 주변에 배치되며, 그 각각은 회전 축에 관하여 평행하게 되는 다수의 플루트 홈에 의해 분리된다. 각각의 리머 날은 상기 언급된 챔퍼가공된 절삭 에지의 그 말단부에서 종결한다. 리머 날과 공작물의 보어 사이의 마찰을 최소화하기 위하여, 리머 날의 말단부상에 배치되는 각각의 챔퍼가공된 절삭 에지의 원주방향 크기는 단지 공구 원주의 약 0.30% 내지 0.70% 사이로 된다. 마지막으로, 각각의 챔퍼가공된 절삭 에지의 선도 단부는 초기에 45°의 각도로 테이퍼지지만, 회전 축에 평행하게 되는 에지의 측부 부분과 45°의 전방 테이퍼 사이에는 추가적인 10°의 전이 테이퍼가 제공된다.

본 발명에 따른 공구는, 기계가공 작업이 새로운 보어의 가공이던지 또는 보어의 리밍 작업이던지 관계없이, 상당한 양의 스프링-백 또는 메모리를 지니는 재료로 형성된 공작물의 순조로운 절삭 작용을 제공한다. 공구의 확대된 외경은 형성된 보어의 내벽과 공구 생크의 외경 사이의 상당한 크기의 간극을 발생시킴으로써, 공구의 말단부가 공작물을 관통할 때 생크가 보어의 벽에 스티킹 또는 갤링되지 않도록 한다. 후방 측부상의 언더컷과 전방 측부상의 테이퍼를 통한 챔퍼가공된 절삭 에지의 비교적 간단한 형성은 본 발명이 현재의 드릴과 리머에 용이하게 적용될 수 있도록 한다. 챔퍼가공된 에지의 작은 경계 영역이 마찰과 절삭력을 감소시키며, 공구의 수명을 증대시킨다. 그 공구는 작거나 또는 큰 스프링-백 특성을 지니는 재료에 사용될 수 있다.

이제, 수개의 도면에서 동일한 번호가 동일한 구성요소를 지시하는 도1 및 도2를 참조하면, 본 발명은 공작물(4)에 보어(3)를 형성하기 위한 드릴(2)과 같은 절삭 공구(1)이며, 상기 드릴(2)은 챔퍼가공된 에지(5)를 포함한다. 상기 에지(5)는 후술되는 명세서에서 명백하게 되는 방법으로 공구(1)의 스티킹과 갤링을 방지하기 위하여 드릴(2)의 절삭 날로부터 반경방향으로 연장한다. 적절한 실시예에 있어서, 절삭 공구는(그것이 드릴(2)이던지 또는 리머(35)이던지 간에), 예를들면, 고속 공구강 또는 침탄된 (코발트) 텅스텐 카바이드와 같은 경질의 내마모성 재료의 고체 피스로부터 일체로 형성된다.

드릴(2)은 그 선도 단부에 드릴 끝(9)을 지니는 회전가능한 샤프트(7)를 포함한다. 이제, 도1 및 도3을 참조하면, 드릴 끝(9)은 120°의 각도로 균일하게 이격된 3개의 절삭 날(11)의 집중으로부터 형성된다. 각각의 절삭 날(11)은 절삭 작업 중 그 절삭 날(11)과 공작물(4)에 가압된 액체 냉각제를 안내하기 위한 냉각제 보어(12)를 지닌다. 본 발명에 따른 작은 직경의 드릴에 있어서는, 냉각제 보어(12)가 없을 수 있다. 회전가능한 샤프트(7)는 또한 그 선도 단부로부터 후방으로 연장하는 플루트 홈 부분(13)을 지니며, 그것은 보링 작업 중 절삭 날(11)의 에지들에 의해 제거된 칩과 지스러기 및 다른 재료의 배출을 돕기 위한 나선형 플루트(15)를 포함한다. 그 나선형 플루트(15)는 도시된 바와같이 원통형 부분(16)에서 종결한다. 드릴(3)의 후방 단부는 공작물(4)에 관하여 드릴(3)을 회전시키고 또한 전진시키는 전동 회전 공구의 척(도시되지 안았음)의 마우스내로 삽입되기에 적합한 생크 부분(17)을 포함한다.

특히 도2를 참조하면, 각각의 챔퍼가공된 에지(5)는 선도 단부(22)와 언더컷 단부(23)를 포함하며, 상기 언더컷 단부는 그 언더컷 단부(23)로부터 후방으로 연장하는 직경-감소 언더컷에 의해 형성된다. 그 언더컷은, 본 발명이 드릴(2)에 적용될 경우, 바람직하게는 드릴(2)의 회전 축(X2)에 평행한 선(X1)에 관하여 직교하는 곧은 후방 에지(27)를 형성한다. 도1에서 확실히 알 수 있는 바와같이, 그 언더컷은 그 선도 단부의 후방에서의 드릴(1)의 직경(D1)을 상기 후방 에지(27) 뒤쪽의 모든 지점에서 보다 작은 직경(D2)으로 감소시키는 작용을 한다. 챔퍼가공된 에지(5)의 부근에서의 드릴(2)의 비교적 더 큰 직경(D1)은, 심지어 공작물(4)을 형성하는 재료가 다량의 스프링-백을 지니고 드릴(2)이 공작물(4)을 최대로 관통할 경우에 조차, 보어(3)의 내경을 충분히 큰 직경으로 되게 함으로써, 드릴(2)의 보다 작은 직경(D2)으로 된 샤프트(7)의 나머지 부분이 보어(3)와 접촉하는 것을 방지하는 유리한 작용을 한다.

그러나, 공구의 수명을 최대로 하면서 본 발명의 비-스티킹(non-sticking) 장점을 최상으로 달성하기 위해서는, D1과 D2와의 차이가 매우 작게, 즉, 약 1.5% 내지 4% 정도로 되도록 하는 것이 중요하다. 다시 말하면, 챔퍼가공된 에지(5)에 의해 형성된 외경의 반경방향 크기(R1)는 드릴(2)의 회전가능한 샤프트(7)의 밸런스에 의해 형성된 반경방향 크기(R2)보다 1.5% 내지 4% 더 크게 되어야 한다. 만일, 반경방향 크기(R1)가 반경방향 크기(R2)보다 적어도 1.5% 더 크게 되지 않을 경우, 챔퍼가공된 에지(5)에 의해 형성된 보어(3)의 내경은, 공작물(4)이 고도의 스프링-백을 지니는 금속으로 형성되는 때에 드릴(2)이 그 공작물(4)을 관통함에따라 드릴(2)의 플루트 홈 부분(13)과의 접촉을 회피할 정도로 충분히 크게 되지 않을 수 있다. 한편, 챔퍼가공된 에지(5)의 반경방향 크기(R1)가 공구(1)의 밸런스의 반경방향 크기(R2)의 4% 이상으로 될 경우, 챔퍼가공된 에지(5)는, 드릴(2)이 공작물(4)을 관통함에 따라 선(X1)을 따라서 발생하는 보다 큰 전단력의 결과로서 치핑(chipping) 또는 파괴되기 쉽다. 적절한 실시예에 있어서, 챔퍼가공된 에지(5)에 의해 형성된 반경방향 크기(R1)는 공구(2)의 샤프트(7)의 밸런스에 의해 형성된 반경방향 크기(R2)보다 2.5% 더 크게 된다.

이제, 도2와 도3을 참조하면, 각각의 챔퍼가공된 에지(5)는 드릴(2)의 회전 축(X2)에 평행한 선(X1)에 실질적으로 평행하게 되는 곧은 측부 에지(29)를 포함한다. 적절한 실시예에 있어서, 측부 에지(29)는 선(X1)에 완전히 평행하지는 않으며; 측부 에지(29)는 드릴(2)의 회전 축에 평행한 선(X1)에 관하여 약 0.1°내지 0.5°정도 경사지는 매우 작은 각도(A)로 백-테이퍼진다. 적절한 실시예에 있어서, 각도(A)는 0.2°이다. 그러한 매우 적은 백 테이퍼는 (측부 에지(29)에 관하여 약 45°의 각도로 경사지는) 테이퍼진 에지(25)의 제공과 협력하여, 챔퍼가공된 에지(5)가 공작물(5)을 보다 용이하게 관통할 수 있도록 함으로써, 드릴(2)의 절삭 작용을 향상시키는 것으로 알려졌다. 적절한 실시예에 있어서, 곧은 측부 에지(27)의 축방향 길이(L1)는 챔퍼가공된 에지(5)의 전체 축방향 길이(L2)의 적어도 40%로 되며, 보다 바람직하게는 전체 축방향 길이(L2)의 적어도 60%로 된다. 전체 축방향 길이(L2)는, 챔퍼가공된 절삭 에지(5)와 드릴(2)에 의해 형성된 보어(3)의 내벽 사이의 과도한 마찰을 회피하도록 0.25 인치보다 더 크게 되지 않는 것이 바람직하다.

도3 및 도4는 반경방향으로 배향된 벽(30)과 원주 벽(31)의 교차에 의해 각각의 챔퍼가공된 에지(5)의 테이퍼진 에지(25)와 측부 에지(29)가 형성되는 것을 도시한다. 그 원주 벽(31)은 챔퍼가공된 절삭 에지(5)와 공작물(4) 사이의 경계 접촉 영역(34)을 감소시키기 위하여 (도4에 최상으로 도시된) 경사(33)를 포함한다. 적절한 실시예에 있어서, 그 경사(33)는 회전하는 에지(5)에 의새 형성된 외경의 원주와 경계 접촉 영역(34)의 원주 길이(C) 사이의 비가 약 0.3% 내지 0.7%, 가장 바람직하게는 약 0.4%로 되도록 하는 크기로 된다. 그러한 비교적 작은 경계 접촉 길이(C)는 챔퍼가공된 에지(5)와 공작물(4)의 기계가공된 보어(3)의 벽 사이의 경계 접촉 영역(34)을 감소시키며, 챔퍼가공된 에지(5)와 공작물(4) 사이에서 발생하는 마찰의 양을 실질적으로 감소시킨다. 마찰의 그러한 감소는, 절삭력을 감소시켜 절삭 공구(1)의 수명을 연장시킬 뿐만 아니라, 티타늄과 같은 가연성 금속으로 형성된 공작물(4)의 발화의 위험을 감소시킨다.

도5, 도6 및 도7은 본 발명이 리머(35)와 같은 절삭 공구에 적용되는 것을 도시한다. 리머(35)는 본 발명의 챔퍼가공된 에지(42)를 포함하는 말단부(41)를 지니는 회전가능한 샤프트(39)를 포함한다. 그 챔퍼가공된 에지(42)는 샤프트(39)의 원주 둘레에 불규칙하게 이격된 복수의 절삭 날(43)로부터 연장한다. 선택적으로, 절삭 날(43) 중 일부 또는 모두는 그 절삭 날(43)과 공작물(4) 상으로 가압된 액체 냉각제를 안내하기 위한 냉각제 보어(44)를 지닐 수 있다. 그 절삭 날(43)은, 드릴(2)의 플루트(15)와 마찬가지로, 보어(3)의 사이징(sizing)과 기계가공 중 금속 칩과 지스러기를 배출하는 작용을 하는 종방향 플루트(45)에 의해 분리된다. 그 플루트(45)는 샤프트(39)의 원통형 생크 부분(47)에서 종결한다. 사용시, 생크 부분(47)의 자유단은 리머(35)의 말단부(41)를 회전시켜 공작물(4)의 보어(3)내로 전진시키는 모터 작동되는 회전 공구의 척에 의해 파지된다.

도6 및 도7을 참조하면, 챔퍼가공된 에지(42)는 선도 단부(51)와 언더컷 단부(53) 사이에 형성된다. 그 선도 단부(51)는 테이퍼진 에지(55)를 포함한다. 대부분의 테이퍼진 에지(55)는 리머(35)의 회전 축(X2)에 평행하게 되는 선(X1)에 관하여 45°로 배향되는 테이퍼(57)에 의해 형성되며, 에지(55)는 또한 45°테이퍼(57)의 단부를 측부 에지(61)내로 결합시키는 10°의 테이퍼(59)를 포함한다. 에지(55)의 그러한 이중 테이퍼는, 사이징 작업과 기계가공 작업 중 리머(35)가 보다 유연하게 보어(3)내로 이송되로록 한다. 각각의 챔퍼가공된 에지(42)의 언더컷(53)은, 드릴(2)과 관련된 백 에지(27)와는 달리, 45°의 각도로 백 테이퍼지는 백 에지(62)에서 종결한다.

도6에서 최상으로 이해되는 바와같이, 챔퍼가공된 에지(42)의 측부 에지(61)에 의해 형성된 반경방향 크기(R1)는 리머(35)의 밸런스의 반경방향 크기(R2)보다 약 1.5% 내지 4% 더 크게 된다. 또한, 측부 에지(61)의 길이는 챔퍼가공된 에지(42)의 전체 길이의 적어도 40%, 바람직하게는 적어도 60%로 된다. 마지막으로, 각각의 에지(42)의 전체 길이는 0.25 인치보다 크지 않게 되며, 바람직하게는 0.20 인치 정도로 된다. 그러한 크기는 챔퍼가공된 에지(42)와 기계가공되는 보어(3)의 내벽 사이의 마찰의 양을 최소화하는 동시에, 리머(35)의 절삭 날(43)이수회에 걸쳐 재연마되고, 다시 샤프닝될 수 있도록 하는 충분한 전체 길이로 된다.

이제, 도8, 도9 및 도10을 참조하면, 챔퍼가공된 에지(42)의 주요한 절삭 에지를 형성하는 측부 에지(69)는, 반경방향 벽(63)과 원주 벽(65)의 교차에 의해 형성된다. 경사(67)가 제공되어, 각각의 절삭 날(43)과 기계가공되는 보어(3)의 내벽 사이의 경계 접촉 영역(69)을 감소시킨다. 드릴(2)의 경우와 마찬가지로, 경계 접촉 영역(69)의 원주방향 크기(C)는 회전하는 챔퍼가공된 에지(42)에 의해 형성된 전체 원주의 약 0.3% 내지 0.7%로 되며, 가장 바람직하게는 0.4%로 된다. 그러한 크기는 챔퍼가공된 에지(42)와 기계가공되는 보어(3)의 내벽 사이의 절삭력을 최소화시키며, 또한 기계가공 작업 중 마찰에 의해 발생된 열의 양을 최소화시킨다.

본 발명이 2개의 적절한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그 챔퍼가공된 에지(5, 42)는 공작물에 보어를 뚫거나 기계가공하기 위해 사용되는 어떠한 절삭 공구에도 실질적으로 적용될 수 있다. 본 발명의 여러가지 다른 수정, 부가 및 변형이 본 기술분야의 당업자에게 자명하게 될 것이다. 그러한 모든 수정, 부가 및 변형은, 후술되는 청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위에 포함될 것이다.

Claims (20)

1. 초기에 공작물과 맞물리는 적어도 하나의 챔퍼가공된 절삭 에지를 구비한 말단부를 지니는 회전가능한 샤프트를 포함하여 구성되며, 상기 챔퍼가공된 절삭 에지는 선도 단부와 언더컷 사이에 형성된 상기 샤프트의 회전 축을 따르는 길이를 지니며, 상기 에지는 또한 상기 에지의 상기 길이 전반에 걸쳐 상기 샤프트의 밸런스의 반경방향 크기보다 더 크게 되는 상기 축으로부터의 반경방향 크기를 지니며, 상기 에지의 중앙 부분의 상기 선도 단부 사에에서 테이퍼지는 것을 특징으로 하는 공작물에 보어를 가공하기 위한 절삭 공구.
2. 제1항에 있어서, 상기 절삭 에지의 상기 반경방향 크기는 상기 생크의 반경방향 크기의 약 4% 보다 작게 되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
3. 제1항에 있어서, 상기 챔퍼가공된 절삭 에지의 상기 길이의 적어도 일부는 상기 회전 축에 실질적으로 평행하게 되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
4. 제1항에 있어서, 상기 챔퍼가공된 절삭 에지의 상기 길이의 적어도 약 30%는 상기 회전 축에 실질적으로 평행하게 되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
5. 제1항에 있어서, 상기 절삭 공구는 메모리를 지니는 금속에 보어를 기계가공하기에 특히 적합하게 되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
6. 제5항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄 합금, 티타늄 합금 및 니켈 합금으로 이루어지는 그룹 중 하나인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
7. 제5항에 있어서, 상기 챔퍼가공된 절삭 에지는 상기 공작물의 보어의 벽과 상기 회전가능한 샤프트의 상기 밸런스 사이에서 스티킹(sticking)이 발생하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
8. 제1항에 있어서, 상기 절삭 공구는 드릴과 리머로 이루어지는 그룹 중 하나인 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
9. 제1항에 있어서, 상기 챔퍼가공된 절삭 에지의 상기 길이는 약 0.05 내지 0.24 인치로 되어, 상기 에지의 다중 샤프닝 재연마(multiple sharpening regrindings)를 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
10. 제1항에 있어서, 상기 에지의 상기 테이퍼의 각도는 상기 회전 축에 관하여 약 30 내지 60도로 되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
11. 초기에 공작물과 맞물리는 적어도 하나의 챔퍼가공된 절삭 에지를 구비한 말단부를 지니는 회전가능한 샤프트를 포함하여 구성되어 상기 샤프트의 밸런스가 상기 공작물에서 스티킹되는 것을 방지하며, 상기 챔퍼가공된 절삭 에지는 테이퍼진 선도 단부와 언더컷 사이에 형성된 샤프트의 회전 축을 따르는 길이를 지니며, 상기 절삭 에지의 상기 길이의 적어도 일부는 상기 회전 축에 실질적으로 평행하게 되는 것을 특징으로 하는 공작물에 보어를 가공하기 위한 절삭 공구.
12. 제11항에 있어서, 상기 챔퍼가공된 절삭 에지의 상기 평행한 부분은 상기 회전가능한 샤프트의 밸런스의 반경방향 크기보다 약 1% 내지 4% 더 크게 되는 상기 회전 축으로부터의 반경방향 크기를 지니는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
13. 제11항에 있어서, 상기 챔퍼가공된 에지의 상기 실질적으로 평행한 부분은 상기 챔퍼가공된 에지의 상기 길이의 적어도 약 30%로 되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
14. 제11항에 있어서, 상기 선도 단부는 상기 회전 축에 관하여 약 35°내지 55°로 테이퍼지는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
15. 제11항에 있어서, 상기 절삭 공구는 드릴이며, 상기 에지의 상기 실질적으로 평행한 부분은 상기 샤프트의 회전 축에 관하여 1% 이하로 백 테이퍼지는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
16. 제15항에 있어서, 상기 언더컷 단부는 상기 회전 축에 관하여 대략 수직하게 배향되는 실질적으로 곧은 백 에지에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
17. 제11항에 있어서, 상기 각각의 챔퍼가공된 에지는 상기 공구의 상기 말단부 주위에 형성된 원주의 약 0.30% 내지 0.70%로 되는 경계 크기를 지니는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
18. 제11항에 있어서, 상기 절삭 공구는 리머이며, 상기 언더컷 단부는 상기 회전 축에 관하여 약 35°내지 55°로 배향되는 실질적으로 곧은 백 에지에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
19. 제18항에 있어서, 상기 리머는 상기 샤프트의 원주 주위에 배치되는 복수의 리머 날을 포함하며, 상기 각각의 리머 날은 상기 챔퍼가공된 절삭 에지의 그 말단부에서 종결하는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.
20. 제19항에 있어서, 상기 챔퍼가공된 절삭 에지 중 하나와 상기 회전가능한 샤프트에 의해 형성된 외경의 원주 길이의 비는 약 0.30% 내지 0.70%로 되는 것을 특징으로 하는 절삭 공구.