KR200368074Y1 - 더블 마진을 가진 정밀가공용 트위스트 드릴 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 구멍 뚫기 가공에 사용되는 트위스트 드릴에 관한 것이다.

더블 마진이 설치된 트위스트 드릴이 실현된다면, 구멍 가공의 정밀도가 향상될 수 있지만, 초경 합금으로 이루어진 트위스트 드릴에서는 마진에서의 마찰에 의한 저항이 너무 커져서 마진에서의 손상을 초래하는 문제가 있었다.

본 고안의 트위스트 드릴은, 환봉 형상을 이루는 본체의 축선 방향으로는, 선단에서 비틀림을 동반하여 2개의 플루트홈이 설치되어 있으며, 플루트홈의 선단 모서리에는 드릴 본체의 축선에 대칭인 1쌍의 주절삭날이 형성되고, 플루트홈의 외주측의 모서리는 부절삭날로 되어 있으며, 부절삭날은 주절삭날과의 사이에 코너가 형성되며, 그리고 부절삭날에 이어지는 드릴 본체의 외주에는 제1의 마진이 형성되고, 드릴 본체의 외주에는, 플루트홈의 절상부에 닿는 힐을 출발점으로 하여 제2의 마진이 제1의 마진과 병행하여 설치되어, 더블 마진 드릴로서 구성되며, 제2의 마진은, 원주방향에 대하여 제1의 마진 측에 약간 치우쳐서 설치되고, 회전 방향 전방으로부터 제1 마진, 제2 마진, 힐의 순서로 배치되며. X형의 시닝과 선단 여유면과의 교차 능선의 최외각점은, 제2의 마진과 힐과의 사이에 나타나도록 형성하며, 코너와 제2의 마진의 선단과의 축선 방향 거리는 드릴 직경의 25％ 이하로 하며, 랜드힐부의 마진의 회전방향 후방측에 모따기를 설치하며 모따기의 크기가 0.1mm 이상으로 하고, 마진의 폭을 드릴 직경의 0.05∼0.20D, 백테이퍼를 0.1/100∼0.4/100으로 하며, 절삭날 외주단의 절삭날측 마진부 원통면에 드릴 직경의 0.02D∼0.04D의 폭으로 드릴 외주에 대하여 25°∼35°의 범위로 드릴의 여유면에 평행으로 모따기가 실시되며, 또한 오일 구멍이 형성된 것을 특징으로 하고 있다.

본 고안의 트위스트 드릴은, 코너와 제2의 마진의 선단과의 축선 방향 거리가, 짧게 되어 있으므로, 제1의 마진에 연속하여 곧 제2의 마진이 절삭에 관여하도록 되어 더블 마진의 특징을 발휘하여, 절삭저항이 낮은 비틀림홈을 가진 트위스트 드릴이면서 더블 마진에 의해 정밀도가 높은 강재의 고정밀도 구멍 가공이 가능하게 된다.

Description

더블 마진을 가진 정밀가공용 트위스트 드릴{Twist drill with double margin for precision drilling}

본 고안은, 강재에 대하여 구멍 정밀도가 양호한 구멍 가공이 가능한 초경재료로 이루어진 트위스트 드릴에 관한 것이다.

구멍 가공 정밀도가 양호한 구멍 가공을 행하는 경우에, 종래부터 주철이나 알루미늄 합금 등에 대하여는, 더블 마진을 구비한 스트레이트 드릴이 널리 실용화되어, IT 등급 7∼8의 구멍 가공 정밀도가 얻어진다. 그러나 이러한 스트레이트 드릴은, 절삭 저항이나 절삭칩의 배출 등에 문제가 있어서, 강재에는 적용할 수 없다.

따라서 강재에 대하여는, 비틀림홈이 형성된 트위스트 드릴이 사용된다. 이것은 비틀림홈이 절삭날의 경사각을 플러스각으로 하기 때문이지만, 가공에 의하여 얻어진 구멍의 정밀도는 만족되지 못한 경우가 많았다. 일반적으로 트위스트 드릴에 의한 구멍 정밀도의 향상은, 공구 강성을 높이는 것에 의해 행해진다. 예를 들면 공구의 전체 길이를 짧게 하여 스태브 드릴로 한다든지, 드릴의 웨브의 증가나, 홈 단면적의 감소 등에 의해 강성을 높이는 방법이 채택되어 왔다.

그러나 상기와 같이 공구강성을 향상시킨 트위스트 드릴에 의해서도, 강재에 대하여는, 겨우 IT 등급으로 9∼10의 정밀도 밖에 보증되지 않는다. 소위 더블 마진이 설치된 트위스트 드릴이 실현된다면, 이와 같은 문제는 해결되지 않지만, 초경 합금으로 이루어진 트위스트 드릴에서는 마진에서의 마찰에 의한 저항이 너무 커져서 마진에서의 손상을 초래하는 문제가 있었다.

한편, 인성이 우수한 고속도공구강재의 더블 마진 붙이 트위스트 드릴은, 손상에는 강하나, 낮은 절삭속도 영역에서 밖에 적용할 수 없기 때문에, 또한 고속도공구강재와 피삭재인 강재와의 친화성이 높기 때문에, 절삭날에 구성인선이 발생되기 쉽다. 이러한 구성인선은, 가공 구멍의 직경을 넓힌다든지, 무시레면을 발생시킨다든지 하여, 구멍 정밀도를 저하 시키는 문제가 있었다.

본 고안은, 이러한 문제를 해결하기 위하여 제안된 것이며, 높은 절삭 속도에서도 내마모성이 우수한 초경합금재료를 사용하고, 손상이 발생하기 어려우며, 강재에 대한 가공 구멍 정밀도가 양호한 구멍가공을 행할 수 있는 더블 마진을 가진 트위스트 드릴을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안의 트위스트 드릴의 정면도

도 2는 도 1의 일부 측면도(드릴 선단부)

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

3 : 주절삭날 5 : 코너

6 : 제1의 마진 7 : 힐

8 : 제2의 마진 10 : 시닝

11 : 교차 능선 31 : 마진폭

32 : 마진 회전방향 후방측의 모따기부 33 : 마진 외주 원통부의 모따기부

34 : 오일 구멍 P : 최외점

Q : 제2 마진의 선단 A : 선단측의 백테이퍼를 취하는 범위

B : 베이스측의 백테이퍼를 취하는 범위

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안을, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 환봉 형상을 이루는 본체(1)의 축선 방향으로는, 선단에서 비틀림을 동반하여 2개의 플루트홈이 설치되어 있다. 플루트홈(2)의 선단 모서리에는 드릴 본체(1)의 축선에 대칭인 1쌍의 주절삭날(3)이 형성되어 있다.

한편 플루트홈(2)의 외주측의 모서리는 부절삭날로 되어 있으며, 부절삭날 (4)은 주절삭날(3)과의 사이에 코너(5)가 형성되어 있다. 그리고 부절삭날(4)에 이어지는 드릴 본체(1)의 외주에는 제1의 마진(6)이 형성된다. 또한 드릴 본체(1)의 외주에는, 플루트홈(2)의 절상부에 닿는 힐(7)을 출발점으로 하여 제2의 마진(8)이 제1의 마진(6)과 병행하여 설치되어, 더블 마진 드릴로서 구성되어 있다.

이러한 더블 마진 드릴에 있어서, 제2의 마진(8)은, 원주 방향에 대하여 제1의 마진(6) 측에 약간 치우쳐서 설치된다. 즉, 회전 방향 전방으로부터 제1 마진(6), 제2마진(8), 힐(7)의 순서로 배치된다. X형의 시닝(10)과 선단 여유면(9)과의 교차 능선(11)의 최외각점(P)는, 제2의 마진(8)과 힐(7)과의 사이에 나타나도록 형성된다. 이것에 의하여, 코너(5)와 제2의 마진(8)의 선단(Q)과의 축선 방향 거리(a)는, 종래의 더블 마진 트위스트 드릴보다 상당히 짧게 할 수가 있다. 구체적으로는 상기한 거리 a는, 드릴 직경의 25％ 이하를 목표로 한다.

본 고안의 트위스트 드릴은, 오일 구멍(34)이 형성되어 있으며, 또한 시닝 포켓이 큰 형상으로 되어 있다. 교차 능선(11)의 형상은, 1개의 원활한 곡선일 필요는 없고, 꺽임선으로 된다든지, 곡선과 직선의 조합이든지, 드릴의 성능과 제조의 상황에 따라 적절히 선택할 수 있다.

구멍 가공시에 큰 절삭 저항에 의하여 절삭날에서의 손상이 커지고, 구멍의 정밀도 및 드릴 절삭날의 칩핑, 드릴 절삭날의 마모 촉진 등의 문제가 발생한다. 마진이 한 쌍인 경우에는, 구멍 가공의 초기에 회전 방향 전방 측이 아닌, 회전 방향후방측이 접촉함에 의하여, 마진부에서 촬과 흔적이 발생된다. 절삭날에서의 손상을 방지하기 위하여, 마진을 한 쌍 더 설치하는 것에 의하여, 가이드 역할을 향상시킨다. 또한 전술한 바와 같이 2 쌍의 마진을 설치한 트위스트 드릴로 구멍 가공을 행하면, 절삭날로서 전혀 접촉하지 않는 힐부 마진의 회전 방향 후방 측에 손상이 발견된다. 또한 마진의 회전 방향 후방 측의 손상은, 구멍 가공을 계속하여 가면 그 수가 증가하고, 피삭면에 찰과 흔적을 남기게 되고, 더욱 절삭을 진행하면 큰 손상을 일으키게 된다. 따라서 회전 방향 후방 측의 손상을 방지하기 위하여 모따기를 행한다. 모따기는 절삭날에 일반적으로 행해지는 방법을 이용하여 행하고, 실제로 절삭날로서 작용하는 부분은 아니므로, 약간 큰 처리량인 0.1mm 이상으로충분한 결손방지의 효과가 있다.

또한 가이드 역할을 좋게 하기 위해서는, 마진의 폭을 드릴 직경의 0.05∼0.20D, 백테이퍼를 0.1/100∼0.4/100으로 한다. 마진의 폭이 좁고, 백테이퍼가 크면 가이드로서의 역할을 감당할 수 없으며, 접촉 면적이 너무 커진다. 즉 마진폭이 넓고, 백테이퍼가 작으면 드릴의 마멸이 커지기 때문에, 이러한 범위로 하였다.

절삭날 외주단의 절삭날측 마진부 원통면에 드릴 직경의 0.02D∼0.04D의 폭으로 드릴 외주에 대하여 25°∼35°의 범위로 드릴의 여유면에 평행으로 모따기를 실시하였다. 모따기의 폭은 0.01D 미만에서는 모따기 강화 부분이 너무 작아서, 칩핑의 발생을 충분히 억제할 수가 없다. 또한 0.05D를 초과하는 경우는 절삭날의 길이가 길어지므로, 절삭 토크가 증가하기 때문에 이러한 범위로 하였다. 또한 모따기 각도가 20°미만에서는 모따기 강화의 효과가 적으며, 절삭날의 길이가 길어져서 절삭 토크가 커진다. 또한 40°를 초과하면 절삭날과 모따기부가 이루는 각도보다도 모따기부와 외주가 이루는 각도가 작아져서, 모따기부와 외주와의 교선 부분에 칩핑이나 마모의 촉진이 발생하므로, 이러한 범위로 하였다.

본 고안의 트위스트 드릴은, 코너와 제2의 마진의 선단과의 축선 방향 거리가, 짧게 되어 있으므로, 제1의 마진에 연속하여 곧 제2의 마진이 절삭에 관여하도록 되어 더블 마진의 특징을 발휘하여, 절삭저항이 낮은 비틀림홈을 가진 트위스트 드릴이면서 더블 마진에 의한 정밀도가 높은 구멍 가공이 가능하게 되며, 따라서강재의 고정밀도 구멍가공이 실현되며, 공구 손상이 발생되기 어렵게 되어 공구 수명이 현저히 향상된다.

Claims (1)

1. 환봉 형상을 이루는 본체의 축선 방향으로는, 선단에서 비틀림을 동반하여 2개의 플루트홈이 설치되어 있으며, 플루트홈의 선단 모서리에는 드릴 본체의 축선에 대칭인 1쌍의 주절삭날이 형성되고, 플루트홈의 외주측의 모서리는 부절삭날로 되어 있으면, 부절삭날은 주절삭날과의 사이에 코너가 형성되면, 그리고 부절삭날에 이어지는 드릴 본체의 외주에는 제1의 마진이 형성되고, 드릴 본체의 외주에는, 플루트홈의 절상부에 닿는 힐을 출발점으로 하여 제2의 마진이 제1의 마진과 병행하여 설치되어, 더블 마진 드릴로서 구성되며, 제2의 마진은, 원주 방향에 대하여 제1의 마진 측에 약간 치우쳐서 설치되고, 회전 방향 전방으로부터 제1 마진, 제2 마진, 힐의 순서로 배치되며. X형의 시닝과 선단 여유면과의 교차 능선의 최외곽점은, 제2의 마진과 힐과의 사이에 나타나도록 형성하며, 코너와 제2의 마진의 선단과의 축선 방향 거리는, 드릴 직경의 25％ 이하로 하며, 랜드힐부의 마진의 회전방향 후방측에 모따기를 설치하며 모따기의 크기가 0.1㎜ 이상으로 하고, 마진의 폭을 드릴 직경의 0.05∼0.20D, 백테이퍼를 0.1/100∼0.4/100으로 하며, 절삭날 외주단의 절삭날측 마진부 원통면에 드릴 직경의 0.02D∼0.04D의 폭으로 드릴 외주에 대하여 25°∼35°의 범위로 드릴의 여유면에 평행으로 모따기를 실시한 것을 특징으로 하는 오일 구멍 붙이 트위스트 드릴.