KR20060080543A

KR20060080543A - 드릴

Info

Publication number: KR20060080543A
Application number: KR1020060000795A
Authority: KR
Inventors: 스테판 린드브롬
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2005-01-05
Filing date: 2006-01-04
Publication date: 2006-07-10
Also published as: EP1679143B1; US7252465B2; DE602005020571D1; SE0500027D0; SE528156C2; JP2006187860A; CN1806978B; CN1806978A; US20060171787A1; KR101313472B1; EP1679143A1; ATE464142T1; SE0500027L

Abstract

본 발명은, 1 이상의 절삭날 (1) 을 가진 전방 팁 (13) 과, 포위면 (16) 에 파여 절삭날 (1) 에서부터 후방으로 형성된 칩 홈 (7) 을 포함하는 칩 제거 기계가공용 드릴에 관한 것으로, 상기 칩 홈은 일반적으로 종방향 경계부 (18, 19) 사이에 위치하고 단면상에서 보면 오목하게 아치형으로 된 표면 (17) 에 의해 형성되고, 경계부 중 제 1 경계부 (18) 는 절삭날 (1) 의 외주 단부 (4) 영역에서부터 형성되어 있으며,

홈 표면 (17) 의 단면 형상을 규정하는 곡선의 곡률 반경이 제 1 경계부 (18) 근방에서 가장 작고 다른 경계부 (19) 쪽으로 가면서 증가하므로, 상기 칩 홈 (7) 은 다른 경계부 (19) 영역에서보다 제 1 경계부 (18) 영역에서 더 깊게 형성되어 있고, 홈 표면은 전방에서 편평한 표면 (10) 에 이어지고 이 표면은 상기 절삭날 (1) 에 이어지는 것을 특징으로 한다.

드릴

Description

드릴 {DRILL}

도 1 은 본 발명에 따른 드릴의 사시도,

도 2 는 드릴의 전방 팁의 단부도,

도 3 은 드릴의 팁을 나타내는 부분 측면도,

도 4 는 도 3 의 A-A 단면도,

도 5 는 도 3 의 도면과 대비한 90°회전된 드릴의 팁의 부분 측면도, 및

도 6 은 드릴의 팁의 부분 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 설명 *

1 : 절삭날

3 : 직선부

5 : 곡선부

7 : 칩 홈

10 : 편평한 칩 표면

11 : 드릴

12 : 후방 단부

13 : 전방 단부

16 : 드릴 본체의 포위면

17 : 홈 표면

18, 19 : 경계부

본 발명은, 1 이상의 절삭날을 가진 전방 팁과, 포위면 (envelope surface) 에 파여 절삭날에서부터 후방으로 형성된 칩 홈 (chip flute) 을 포함하는 칩 제거 기계가공용 드릴에 관한 것으로, 상기 칩 홈은 일반적으로 종방향 경계부 사이에 위치하고 단면상에서 보면 오목하게 아치형으로 된 표면에 의해 형성되고, 경계부 중 제 1 경계부는 절삭날의 외주 단부영역에서부터 형성되어 있다.

미국특허출원 제 5,088,863 호 및 미국특허출원 제 5,230,593 호에 의하면, 칩 제거 기계가공에 사용되는 2 가지 유형의 드릴이 공지되어 있고, 한 유형은 직선 절삭날을 갖는 반면, 다른 유형은 곡선 절삭날을 갖는다.

통상적으로, 직선 절삭날을 갖는 드릴에 있어서, 홈 표면의 오목한 단면 형상을 규정하는 곡선이 비교적 큰 곡률 반경을 가지므로 각각의 칩 홈은 비교적 얕게 형성되어 있다. 즉, 홈 표면과 구멍벽 사이에 한정된 절삭날 뒤의 공간에 칩 잼밍 (chip jamming) 이 쉽게 나타난다는 것이다. 이로 인해, 드릴에 진동이 발생하여 드릴을 파괴할 수 있다.

곡선 절삭날을 가진 드릴에서, 칩 홈은 더 깊게, 즉 곡률 반경이 작도록 형성될 수 있다. 이리하여, 홈내에서의 칩 잼밍 경향이 직선 절삭날을 가진 드릴에서보다 더 작아지지만, 곡선 절삭날은 절삭날의 연삭, 절삭날의 날세우기 등에 있어서 더 많은 단점을 가지고 있다.

따라서, 전술한 종래의 기술에 따르면, 절삭날의 구성은 또한 칩 홈의 구성에도 영향을 준다.

본 발명의 주 목적은, 칩 배출이 개선되고 칩 잼밍 위험이 감소되는 서문에서 언급한 종류의 드릴을 제공하는 것이다. 본원의 다른 목적은 구멍의 질을 개선시킬 수 있는 드릴을 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 생산성이 향상된 드릴을 제공하는 것이다. 다른 목적은 수명이 긴 드릴을 제공하는 것이다.

본 발명의 적어도 주 목적은 이하의 독립항 제 1 항의 특징을 가진 드릴에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시형태는 독립항 제 2 항 내지 제 6 항에서 한정된다.

이하, 본원의 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 드릴 (11) 의 일반적인 구성을 도시하였다. 이 드릴은 원통형 기본 형상으로 된 기다란 본체 형태이고 후방 단부 (12) 뿐만 아니라 팁 (13) 형태의 전방 단부를 구비하고 있다. 본체의 후방부 (14) 는, 보다 자세하게는 중심축선 (C-C) 을 중심으로 회전 방향 (R) (도 2 참조) 으로 본체를 회전시키기 위한 기계 공구 (비도시) 에 장착되어 고정될 수 있는 체결부 (fastener) 로서 이용된다. 이 경우에 있어서, 드릴은 중실 (solid) 이며, 즉 드릴 전체는 한 종류의 동일한 재료, 예를 들어 초경합경, 세라믹, 서메트 또는 고속도강으로 일체로 제조된다.

도 2 에 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 드릴 (11) 은 동일한 2 개의 절삭날 (1) 을 포함하고, 이들 절삭날은 동일하며 또한 도 2 에 따른 단부도에 적어도 도시된 바와 같이 직선부 (3) 를 포함한다. 직선부 (3) 는 드릴 주변부의 외부 단부 (4) 에서부터 드릴 중심 쪽으로 형성되어 있으되, 드릴의 중심을 지나지 않는다. 또한, 각각의 절삭날 (1) 은 드릴의 중심 영역에 곡선부 (5) 를 포함하고, 상기 직선부 (3) 와 곡선부 (5) 는 서로 연속적으로 이어진다. 이하, 전술한 절삭날 (1) 은 "곡선 절삭날" 에 대비되는 "직선 절삭날" 로 나타낸다.

회전 방향 (R) 에서 볼 때 각 절삭날 (1) 뒤에 위치한 표면 (2) 은 주 여유면을 구성한다.

또한, 드릴은 팁 (13) 과 후방 체결부 (14) 사이에서 절삭날 (1) 에서부터 드릴 본체를 따라 후방쪽으로 형성된 2 개의 칩 홈 (7) 을 포함한다. 전술한 실시형태에서는 칩 홈 (7) 이 나선형이다. 게다가, 드릴은, 절삭날 (1) 의 영역에서 열려 있고 드릴 본체 내에서, 보다 자세하게는 칩 홈 (7) 사이에 위치한 바아 (15) 내에서 후방 단부까지 나선형으로 형성되어 있는 2 개의 냉각관 (9) 을 포함한다.

또한, 드릴에는, 드릴의 외주 포위면 (16) 상에 위치하고 절삭날 (1) 의 직선부 (3) 의 최외측 단부 (4) 에서부터 후방으로 형성되어 있는 마진 (8) 이 제 공되어 있다. 마진 (8) 은 칩 홈 (7) 을 따르는데, 즉 마진은 칩 홈처럼 드릴을 따라 나선형으로 형성되어 있다. 드릴링시, 마진 (8) 은 구멍벽을 따라 드릴을 안내한다.

본 발명에 따른 드릴은 새로운 구성의 칩 홈 (7) 과 결합하여 직선 절삭날 (1) 을 구비한다는 점에서 신규하다.

칩 홈 (7) 의 단면 형상을 도시한 도 4 를 참조하면, 각각의 칩 홈은 제 1 및 제 2 경계부 (18, 19) 사이에 위치하고 단면상에서 보면 오목하게 아치형으로 된 표면 (17) 으로 형성되고, 제 1 경계부 (18) 는 절삭날의 주변 단부 (4) 영역에서부터 형성되고, 제 2 경계부 (19) 는 맞은편 바아 (15) 를 따라 형성되어 있다.

직선 절삭날을 갖춘 종래의 드릴에서 칩 홈의 단면 형상은 점선으로 도시된 표면 (17a) 으로 나타내었다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 표면 (17a) 에 의해 형성되는 종래의 칩 홈은, 본원에 따른 표면 (17) 에 의해 형성되는 더 깊게 형성된 칩 홈에 비하여, 얕게 또는 편평하게 되어 있다. 따라서, 표면 (17a) 의 형상을 규정하는 곡선은 훨씬 더 큰 곡률반경을 가지고, 이 곡선은 드릴 본체의 중심에 대하여 대칭적인데, 즉 홈의 가장 깊은 부분이 중심 근방에 위치한다. 이와 반대로, 본원에 따라 구성된 홈은 제 1 경계부 (18) 근방에서 가장 깊고 제 2 경계부 근방에서 더 얕게 되어 있다. 보다 자세하게는, 홈 표면 (17) 의 단면 형상을 규정하는 곡선은, 제 1 경계부 (18) 근방에서 가장 작고 다른 경계부 (19) 쪽으로 가면서 연속적으로 증가하는 곡률 반경을 가진다. 본 발명에 따른 칩 홈 (7) 이 경계부 (18) 근방에서 비교적 많이 깊기 때문에, 칩 잼밍 (jamming) 경향이 상당히 감소된다. 경계부 (18) 근방에서 홈을 깊게 형성함으로써, 표면 (17) 의 최외측부는 일반적으로 종래의 드릴의 칩 홈에서보다 더 큰 각 (α)으로 드릴 외주에 연결된다. 이 각 (α) 은 적어도 90°이어야 하며 둔각일 수 있다. 바람직하게는, 이 각은 최대 120°이어야 한다.

또한, 본 발명에 따른 드릴에는, 각각의 절삭날 (1) 과 부속의 칩 홈 (7) 사이에, 도 3, 도 5, 및 도 6 에 가장 명확하게 도시된 칩 표면 (10) 이 제공되어 있다. 이 칩 표면 (10) 은 편평하고 절삭날 (1) 과 홈 표면 (17) 에 연결되어 있다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 칩 표면 (10) 은 드릴의 중심축선 (C-C) 에 평행한 평면 (P) 에 형성되어 있다.

하지만, 도 5 에서 점선으로 표시된 바와 같이 칩 표면 (10) 을 중심 축선 (C-C) 에 평행하게 배향될 필요는 없다. 따라서, 칩 표면 (10) 은 중심 축선 (C-C) 에 대하여 예각 (β) 을 형성할 수 있고, 이 각은 최대 25°가 될 수 있다. 바람직하게는, 이 각 (β) 은 5° 내지 15°의 범위이어야 한다.

드릴의 제조는, 바람직하게는 압출에 의해 만들어진 원통형 봉 형상의 모재 (blank) 로부터 시작하는 것이 좋다. 이리하여, 이 모재내에 나선형의 내부 냉각제관을 모재에 형성할 수 있다. 모재에 있어서, 칩 홈 및 드릴 팁내에 포함된 표면 일부는 연삭되어, 절삭날 (1) 의 곡선부 (5) 가 형성된다. 다음으로, 편평한 칩 표면 (10) 은 절삭날의 직선부 (3) 를 형성하도록 연삭된다. 도시된 실시형태에 있어서, 각각의 여유면 (2) 도 편평하며, 이는 절삭날 부분 (3) 은 도 2 에 따른 단부도 뿐만 아니라 도 3 에 따른 측면도에 도시된 바와 같이 직선으로 나타남을 의미한다. 이리하여, 직선 가장자리부 (3) 의 구성을 양호하게 제어하도록 할 수 있을 뿐만 아니라 칩 표면 (10) 과 칩 홈 (7) 사이의 천이부 (transition) 는 칩 이송을 위한 만족스러운 공간을 확보해준다. 따라서, 편평한 칩 표면 (10) 은 내부에 칩 잼밍을 방지하기에 충분한 깊이를 가진 칩 홈 (7) 및 직선 절삭날 (1) 사이에 기능적인 천이부를 제공해준다.

전술한 실시형태에 있어서, 드릴은 2 개의 절삭날과 2 개의 칩 홈을 가진다. 하지만, 절삭날 및 부속의 칩 홈의 개수는 본 발명에서 중요하지 않다.

전술한 실시형태에 있어서, 칩 홈은 드릴을 따라 나선형으로 형성되어 있다. 하지만, 본원의 범위내에서, 칩 홈은 직선으로 제공되어 단면 형상이 오목하게 될 수 있고, 또한 드릴 팁에 가장 근접한 곳에서는 나선형으로 형성된 후 직선으로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 드릴에 의하면, 칩 제거가 개선되고 칩 잼밍 위험이 감소된다. 또한, 구멍의 질이 개선되고, 생산성이 향상되며, 드릴의 수명이 길어진다.

Claims

1 이상의 절삭날 (1) 을 가진 전방 팁 (13) 과, 포위면 (16) 에 파여 절삭날 (1) 에서부터 후방으로 형성된 칩 홈 (7) 을 포함하고,

상기 칩 홈은 일반적으로 종방향 경계부 (18, 19) 사이에 위치하고 단면상에서 보면 오목하게 아치형으로 된 표면 (17) 에 의해 형성되고, 경계부 중 제 1 경계부 (18) 는 절삭날 (1) 의 외주 단부 (4) 영역에서부터 형성되어 있는 상기 칩 제거 기계가공용 드릴에 있어서,

홈 표면 (17) 의 단면 형상을 규정하는 곡선의 곡률 반경이 제 1 경계부 (18) 근방에서 가장 작고 다른 경계부 (19) 쪽으로 가면서 증가하므로, 상기 칩 홈 (7) 은 다른 경계부 (19) 영역에서보다 제 1 경계부 (18) 영역에서 더 깊게 형성되어 있고, 홈 표면은 전방에서 편평한 표면 (10) 에 이어지고, 이 표면은 상기 절삭날 (1) 에 이어지는 것을 특징으로 하는 드릴.

제 1 항에 있어서, 제 1 경계부 (18) 근방에 있는 홈 표면 (17) 과 드릴 본체의 포위면 (16) 은 서로 적어도 90°의 각 (α) 을 이루는 것을 특징으로 하는 드릴.

제 2 항에 있어서, 상기 각 (α) 은 최대 120°인 것을 특징으로 하는 드릴.

제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 칩 표면 (10) 은 드릴 본체의 중심 축선 (C-C) 에 평행한 평면 (P) 에 형성되는 것을 특징으로 하는 드릴.

제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 칩 표면 (10) 은 드릴 본체의 중심 축선 (C-C) 에 대하여 최대 25°의 예각 (β) 을 형성하는 평면 (P) 에 형성되는 것을 특징으로 하는 드릴.

제 5 항에 있어서, 상기 각 (β) 은 5°내지 15°의 범위인 것을 특징으로 하는 드릴.