KR20040048994A - 칩 형성 가공용 공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칩 형성 금속 작업용 삼날 드릴 (10) 에 관한 것으로, 드릴링동안 함께 원 (C) 을 형성하기 위해 상기 절삭날 (19, 21) 의 축방 외단 팁 (30) 이 하나의 평면 (P) 내에 배치되고, 상기 세 절삭날 중의 단지 하나만이 드릴의 중심축을 향한 연장부를 가진다.

Description

칩 형성 가공용 공구 {TOOL FOR CHIP FORMING MACHINING}

드릴링동안 드릴의 팁-형성 단부에서 칩이 발생되는데, 이 칩은 드릴의 팁-형성 단부로부터 형성되고 드릴의 타단으로 이송되며, 이 이송은 칩 채널에서 이루어진다. 삼날 드릴 (three-edged drill) 을 통한 드릴 시에, 작업편에 처음 닿게되는 드릴 부분은 드릴 섕크의 회전축과 일치하지 않는 축 주위로 회전하도록 드릴의 팁에 힘을 가한다. 그리하여, 소정의 진입선의 외부에서 발달하는 소정의 개구에 대한 진입이 이루어진다. 상기 유형의 삼날 드릴의 예가 WO 01/07189 호에 개시된다. 또한, 드릴이 마모되었을 경우 공지된 드릴의 균형은 악화되는 것이 통상적이다.

본 발명은 칩 형성 금속 가공용 드릴에 관한 것이다.

첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태가 하기된다.

도 1A 는 본 발명에 따른 삼날 드릴의 사시도이다.

도 1B 는 도 1A 의 측면에서 본 상기 드릴의 축방 정면도이다.

도 1C 는 도 1A 에 따른 드릴의 상단에서 본 평면도이다.

도 2A 는 제 1 중심 절삭날의 일부를 도시한다.

도 2B 는 제 2 날의 일부를 도시한다.

도 2C 는 제 3 날의 일부를 도시한다.

도 3 은 본 발명에 따른 삼날 드릴의 또다른 실시형태의 사시도이다.

본 발명의 목적은 드릴이 마모됨에 따라서도 드릴의 균형이 영향을 받지 않는 삼날 드릴을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 전체 드릴 팁이 맞물리기 이전에도 양호한 균형을 갖는 삼날 드릴을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 양호한 강도를 가지는 삼날 드릴을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은 청구항의 특징을 가지는 상기 유형의 삼날 드릴에 의해 이루어진다.

도 1A 내지 1C 에 따른 드릴 (10) 은 종방 중심 또는 공구 축 CL 을 가지는 실질적으로 중실 섕크 (11) 를 포함한다. 상기 드릴 (10) 은 제 1 팁-형성 단부 (12) 및 제 2 의 반대 단부 (13) 를 가진다. 상기 제 1 팁-형성 단부 (12) 는 세개의 절삭날 (19, 20 및 21) 및 세개의 직선 칩 채널 (22, 23 및 24), 즉 각 절삭날에 대해 하나의 칩 채널을 포함한다. 상기 절삭날 (19, 20 및 21) 은 실질적으로 균등한 분할, 즉 각 날 사이에 120°가 되도록 배치된다. 상기 드릴은 중실 고속강 또는 바람직하게는 중실 시멘트 카바이드로 제조된다. "중실"이라는 표현은 다른 면에서는 중실 바디 내에 절삭, 또는 플러슁 매체 (flushing medium) 를 위한 개구를 갖는 섕크를 가지는 드릴을 포함한다. 상기 시멘트 카바이드는 예를 들어 울프만 카바이드, WC 및 코발트 같은 바인더 페이스 (binder phase) 로 구성되고 연마, 압출 또는 압출 프레스된다. 상기 드릴의 직선 칩 채널 (22, 23 및 24) 은 중심축 CL 에 평행하며 전체 드릴을 통해 신장하거나 또는 더욱 빈번하게는 그 일부를 통해 신장할 수도 있다. 상기 섕크 (11) 는 도시되지 않은 회전 스핀들에 고정된다. 상기 드릴은 세개의 상부 플랭크면 (15, 16 및 17) 을 가진다. 모든 외부 표면 및 부속 가장자리들은 바람직하게는 동일 재료로 제조된다. 상기 드릴의 중심부는 보다 강한 시멘트 카바이드로 제조되고 외부는 내마모 시멘트 카바이드로 제조될 수 있다.

본원의 실시형태는 비록 실질적으로 중실 섕크를 가지는 드릴에 관한 것이지만, 본 발명의 사상은 또한 튜브형 섕크를 갖는 드릴도 포함한다.

그러므로, 상기 드릴 (10) 에는 제 1 팁-형성 단부 (12) 에서 세개의 절삭날이 제공된다. 상기 드릴 (10) 의 제 2 단부 (13) 에서, 상기 섕크 (11) 는 보다 두꺼운 부분의 형상을 가지며, 이 보다 두꺼운 부분은 도시되지 않은 홀더에 삽입 고정된다. 상기 드릴의 회전방향은 도 1C 에서 화살표 R 로 표시된다. 상기 드릴 (10) 은 그 전체 길이를 통해 실질적으로 균일한 직경 D 를 가지며, 이 길이는 도 1A 에서 L1 으로 표시된다. 상기 칩 채널 (22, 23 및 24) 은 상기 드릴 (10) 의 전체 길이 L1 를 통해 실질적으로 일정한 단면 형상을 가진다.

상기 칩 채널 사이에 배치된 플러쉬 덕트 (25) 는 상기 드릴을 관통하여 중심으로 진행하며, 상기 플러쉬 덕트 (25) 는 상기 드릴의 제 2 단부 (13) 로부터 이 드릴 (10) 을 관통하여 상기 플랭크면 (15, 16 및 17) 의 직접 내부에서 상기 팁-형성 제 1 단부 (12) 방향으로 신장한다. 플러슁 매체 공급을 위해 세개의 동심 채널 (26, 27 및 28) 이 각 절삭날에 연결된다. 상기 채널 (26, 27 및 28) 은 공급방향 F 에서 관계된 플랭크 표면 (15 - 17) 의 축방으로 후방에 배치된 바람직하게는 평면 표면에서 종결된다. 상기 모든 세개의 채널 (26, 27 및 28) 은 상기 중심축 CL 로부터 동일한 거리에서 종결된다. 상기 플러쉬 덕트 (25) 는 상기 축 (10) 에 평행하게 상기 드릴 길이 L1 의 80% 이상 신장하며, 즉 상기 동심 채널의 각 길이는 최대한으로 상기 드릴 길이 L1 의 20% 이다.

도 2A-2C 에는 본 발명에 따른 드릴의 세개의 절삭날이 확대 도시된다. 상기 세개의 절삭날 (19, 20 및 21) 은 직선형이며 상기 드릴의 방사상 내부로부터 드릴의 중심축 CL 을 향하는 연장부를 갖는다. 상기 절삭날 각각은 중심축 CL 에 대해 동일한 팁 각 (tip angle) ε을 형성한다. 이 팁 각은 45°내지 89°이며, 바람직하게는 70°내지 85°이다. 각 절삭날은 후방 및 내부로 향해진 직선 가장자리 (31, 32 및 33) 와 각도 α의 내각을 형성하면서 브레이크포인크 (30) 에서 방사상 내부로 연결된다. 상기 각도 α 는 90°내지 179°이며, 바람직하게는 120°내지 160°이다. 상기 브레이크포인트 (30) 는 평면 P 에 배치되며, 이 평면 P 는 상기 중심축 CL 에 수직이며 이 중심축으로부터 동일한 거리 L3 에 있다. 상기 브레이크포인트를 상기 중심축으로부터 동일한 거리에 배치함으로써, 절삭력이 상기 회전축 주위로 균형을 이루게 된다. 그리하여, 상기절삭날 (19, 20, 21) 은 공통 평면 P 내에 배치되는 축방 정면부를 포함하게 된다. 상기 거리 L3 는 상기 드릴 직경 D 의 1/4 보다 작으며 1/10 이상이다. 각 브레이크포인트 (30) 은 가상의 원 C 와 만나게 되는데, 이 가상의 원은 세개의 플러쉬 덕트 (26, 27, 28) 를 분할하며, 이 플러쉬 덕트 각각은 도 1C 에 도시되는 바와 같이 칩 채널 (22, 23, 24) 의 축방 전단부에서 종료된다. 상기 브레이크포인트가 배치된 회전축에 더욱 가까울수록 구멍 형성을 개시하기 위해 소요되는 힘이 더욱 작아진다. 그러나, 만약 상기 브레이크포인트가 상기 회전축 상에 배치되면, 중심에서의 낮은 절삭속도로 인해 드릴링력이 매우 크게되고 동시에 작업편의 금속이 달라붙게 되어 (빌트-업 에지 형성) 구멍의 질이 저하된다. 중심부에서의 절삭력을 감소시키기 위해, 각각의 오목홈 (34 및 35) 에 의해 상기 직선 가장자리 (32, 33) 가 방사상 내부로 짧아졌다. 상기 가장자리 (32, 33) 는 바람직하게는 동일한 길이이다. 각 절삭날은 회전 방향 R 에서 플랭크면으로 이어진다. 상기 드릴은 동력을 소모하게 하는 횡 절삭날을 가지지 않게 되며 상기 중심축 CL 까지 또는 그것을 조금 지나서 방사상 내부로 신장하는 제 1 직선 절삭날 (31) 을 가진다. 또한, 상기 홈 (34, 35) 이 칩 형성부를 갖지 않으며 상기 제 1 직선 중심 절삭날 (31) 의 제공 시에 그라인딩 휠에 대한 간극으로서 기능한다. 작업편과 실질적으로 접촉하지 않도록 상기 홈 (35) 은 상기 홈 (34) 보다 평면 P 에 대해 보다 깊다. 상기 브레이크포인트 (30) 는 천공될 작업편과 처음 접촉하게 되는 드릴의 부분이다. 이러한 접촉은 동시에 발생되어 작업편에서 최초에 원이 절삭되게 되고 이로인해 최초 드릴링 이후동안 드릴에 대해 양호한 균형을 제공하게 된다. 만약 상기 원이 드릴쪽으로 돌출되면, 상기 원 C 는 상기 플러쉬 덕트 (26, 27 및 28) 와 교차하게 된다. 비록 상기 브레이크포인트가 마모된다 하더라도, 상기 원은 형성될 것이며, 다른 관점의 비교 상태에서 상기 원이 비록 원형 링으로서 보다 더 넓어진다고 하더라도 드릴의 마모동안 상기 드릴의 균형이 영향을 받지 않게 된다. 상기 브레이크포인트 (30) 의 배치는 또한 상기 외단 팁 (30) 이 동일한 평면 P 내에 놓여지도록 상기 드릴을 제조하는 것이 더욱 쉬워진다는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 드릴 (10') 의 또다른 실시형태는 세개의 나선형 칩 채널 (22', 23' 및 24') 을 가지는 소위 트위스트 드릴이다. 상기 드릴 (10') 의 팁 형성 단부 (12) 는 상기된 것과 동일하다. 그러므로, 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호가 이용된다. 상기 드릴의 나선형 칩 채널 (22', 23' 및 24') 은 상기 드릴의 전체 또는 그 일부를 따라서 신장할 수 있다. 도시된 실시형태에서, 상기 세개의 칩 채널 (22', 23'; 및 24') 은 상기 팁 형성 단부로부터 상기 섕크 (11') 로 나선형으로 신장한다. 도 3 에 도시되는 바와 같이, 상기 칩 채널 (23') 은 일정 나선각 γ를 가지며, 바람직하게는 이 각이 5°내지 40°범위이다. 다른 칩 채널 (22', 24') 은 동일한 크기의 나선각 γ을 가진다. 이와 관련하여, 본 발명의 범위 내에서 상기 칩 채널의 나선각이 회전과 동일한 방향에 대해 음으로 될 수도 있음이 주목되어야 한다. 음의 나선각은 드릴의 진동 감쇄에 바람직하다. 그러므로, 본 발명은 칩 형성 금속 가공용 드릴에 관한 것이며, 이 드릴은 세개의 절삭날을 가지며, 드릴링동안 공통의 원을 형성하도록 이 절삭날의 축방 전단 팁은 하나의 평면 내에 배치되며, 상기 세개의 절삭날 중의 단지 하나만이 드릴 중심축으로 향하는 연장부를 가진다.

Claims (9)

1. 종방향 중심축 (CL) 을 가지는 섕크 (11, 11') 를 포함하는 칩 형성 금속가공용 드릴로서, 이 드릴 (10, 10') 은 제 1 칩-형성 단부 (12, 12') 및 제 2 반대단부 (13, 13') 를 가지며, 상기 제 1 팁-형성 단부는 세개의 절삭날 (19, 20, 21) 및 세개의 칩 채널 (22, 23, 24; 22', 23', 24'), 상기 드릴을 관류하는 플러쉬 미매체의 하나 이상의 플러쉬 덕트 (25) 를 포함하며, 상기 세개의 절삭날 중의 단지 하나가 상기 드릴의 중심축 (CL) 을 향한 연장부를 가지며, 이 드릴은 직경 (D) 를 가지는 드릴에 있어서,

   상기 절삭날 (19, 20, 21) 은 상기 중심축 (CL) 에 대해 수직인 공통의 평면 (P) 내에 배치되는 축방향 정면부 (30) 를 포함하며, 이 축방향 정면부 (30) 는 상기 중심축 (CL) 으로부터 동일한 거리 (L3) 에 배치되고, 각 브레이크포인트 (30) 는, 칩 채널 (22, 23, 24; 22', 23', 24') 의 축방향 정면단부에서 각각 종료하는 세개의 플러쉬 덕트 (26, 27, 28) 와 교차하는 가상의 원 (C) 과 일치하는 것을 특징으로 하는 드릴.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 절삭날 (19, 20, 21) 은 후방 및 내부로 향하는 직선 가장자리 (31, 32, 33) 에 브레이크포인트 (30) 에서 반경방향 내부로 내각 (α) 으로 연결되고, 상기 내각은 모든 절삭날 (19, 20, 21) 에 대해 동일한 것을 특징으로 하는 드릴.
3. 제 2 항에 있어서, 단지 제 1 직선 절삭날 (31) 만이 반경방향으로 상기 중심축 (CL) 까지 또는 그것을 다소 지나 형성되어 있으며, 두 직선날 (32, 33) 은 각각의 오목홈 (34, 35) 으로 인해 반경방향 내부로 상기 제 1 직선날 (31) 보다 짧은 것을 특징으로 하는 드릴.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 거리 (L3) 는 상기 드릴 직경 (D) 의 1/4 보다 작고 1/10 보다 큰 것을 특징으로 하는 드릴.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 내각이 90°내지 179°이며, 바람직하게는 120°내지 160°인 것을 특징으로 하는 드릴.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 세개의 플러쉬 덕트 (26, 27, 28) 각각은 칩 채널 (22, 23, 24; 22', 23', 24') 의 축방향 정면단부에서 종료하는 것을 특징으로 하는 드릴.
7. 제 1 항 내지 6 항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 드릴 (10, 10') 이 중실 시멘트 카바이드로 제조되는 것을 특징으로 하는 드릴.
8. 제 1 항 내지 7 항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 칩 채널 사이에 배치된 플러쉬 덕트 (25) 가 상기 드릴을 관통하여 신장하며, 이 플러쉬 덕트 (25) 가 상기 드릴의 제 2 단부 (13) 로부터 섕크 (11, 11') 를 관통하여 팁-형성 제 1 단부 (12, 12') 로 신장하며 각 절삭날에 플러슁 매체를 공급하기 위한 세개의 동심 채널 (26, 27, 28) 에서 종료되는 것을 특징으로 하는 드릴.
9. 제 1 항 내지 8 항 중의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 드릴 (10, 10') 이 직선 또는 트위스트된 칩 채널 (22, 23, 24; 22', 23', 24') 을 가지는 것을 특징으로 하는 드릴.