KR20080008317A - 심공 가공용 드릴 헤드 - Google Patents

Abstract

구멍의 진원도나 진직도를 좋게 하여, 가공정밀도를 높이도록 한 심공 가공용 드릴 헤드를 제공한다. 헤드 본체(1)의 선단면측에 절삭날(2)을, 또 헤드 본체(1)의 선단부 외주측에 가이드 패드(3, 4)를 각각 고착하여 이루어지는 심공 가공용 드릴 헤드에 있어서, 절삭날(2)의 외주부의 드릴 회전방향 선단측에 형성되는 마진부(6)의 축방향 길이(Lm)와, 가이드 패드(3, 4)의 축방향 길이(Lp)를 실질적으로 동일하게 함과 동시에, 마진부(6)의 선단 위치 및 후단 위치와, 가이드 패드(3, 4)의 선단 위치 및 후단 위치를 각각 둘레 방향으로 실질적으로 일치시키도록 한다.

헤드 본체, 가이드 패드, 절삭날, 드릴, 마진부, 가이드 패드, 심공 가공용 드릴 헤드.

Description

심공 가공용 드릴 헤드{DRILL HEAD FOR BORING DEEP HOLE}

본 발명은 헤드 본체의 선단면측에 절삭날을 고착하고, 그 선단부 외주측으로 가이드 패드를 고착하여 이루어지는 심공 가공용 드릴 헤드에 관한 것으로, 특히, BTA 방식이나 이젝트 방식의 심공 가공에 사용되는 드릴 헤드에 관한 것이다.

심공 가공 방식에는, 일반적으로, 건 드릴 방식, BTA 방식 및 이젝트 방식의 3가지가 알려져 있다. 건 드릴 방식에 사용되는 드릴 헤드는 헤드 본체의 전체 길이에 걸쳐 절삭 부스러기 배출용의 V홈부를 형성한 것으로, 이 방식에서는, 드릴의 섕크 내부를 통하여 고압의 절삭유를 절삭날의 선단부로 송입하고, 절삭날에서 생성된 절삭 부스러기를 고압의 절삭유로 파단하여, V홈부로부터 강제적으로 배출하게 되어 있다.

BTA 방식에 사용되는 드릴 헤드는, 파이프 형상 보링 바의 선단부에 부착되는 헤드 본체의 선단면측에 절삭날을, 또 그 선단부 외주측에 가이드 패드를 각각 고착하여 이루어지는 것으로, 이 방식에서는, 피삭재의 끝면에 근접하여 가이드 부시를 편입한 케이싱을 배비하고, 가이드 부시와 케이싱의 끝면끼리를 실링재에 의해 막은 상태에서, 급유구로부터 절삭유를 가압 공급하면, 이 절삭유는 보링 바와 가이드 부시와의 간극으로부터, 피삭재의 절삭 구멍과 드릴 헤드의 외주면과의 간 극을 통과하여 절삭날에 도달하고, 거기에서 드릴 헤드의 중앙 관통구멍으로부터 보링 바 내에 흘러들어가, 절삭날에서 생성된 절삭 부스러기를 흘러가게 하여, 배출구로부터 배출시키도록 되어 있다.

또, 이젝트 방식에 사용되는 드릴 헤드는 아우터 튜브와 이너 튜브 사이에 절삭유 공급로를 형성한 이중관으로 이루어지는 섕크의 선단부에 부착되는 헤드 본체의 선단면측에 절삭날을, 또 그 선단부 외주측에 가이드 패드를 각각 고착하여 이루어지는 것으로, 헤드 본체에는 이너 튜브의 중공부에 통하는 개구부를 형성하고 있다. 이리하여, 이 이젝트 방식에서는, 절삭중에 케이싱의 급유구로부터 공급되는 절삭유는 그 대부분이 아우터 튜브와 이너 튜브 사이의 절삭유 공급로를 통과하여 오일 구멍으로부터 밖으로 나와, 피삭재의 절삭 구멍과 드릴 헤드의 외주면과의 간극을 통과하여 절삭날에 도달하고, 상기 개구부로부터 이너 튜브 내로 유입되고, 일부의 절삭유는 직접 이너 튜브 내로 흘러들어오고, 이때 이너 튜브의 내압이 부(負)로 되는 압력차를 발생하여 흡인력이 발생하고, 그 진공 효과로 절삭 부스러기를 빨아 들이고, 배출구로부터 배출시키게 되어 있다.

도 3의 (a)은 BTA 방식이나 이젝트 방식에 사용되는 종래의 드릴 헤드를 도시하는 측면도, (b)는 그 단면도이다. 도면에서, 1은 중공 형상의 헤드 본체이고, 이 헤드 본체(1)의 선단면측에 1장의 칼날로 이루어지는 절삭날(12)이 고착되고, 그 선단부 외주측에 가이드 패드(13, 14)가 고착되어 있다. 또 도면에서, 5는 절삭 부스러기 및 절삭유 배출용의 구멍이다. 도 4의 (a)는 동일하게 BTA 방식이나 이젝트 방식에 사용되는 종래의 다른 드릴 헤드를 도시하는 측면도, (b)는 그 단면 도이며, 헤드 본체(1)의 선단면측에는 분할 칼날로 이루어지는 절삭날(12a, 12b, 12c)이 고착되고, 그 선단부 외주측에는 가이드 패드(13, 14)가 고착되어 있다.

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

상기한 바와 같은 BTA 방식이나 이젝트 방식에 사용되는 종래의 드릴 헤드에 있어서, 도 3의 (a) 및 도 4의 (a)로부터 알 수 있는 바와 같이, 가이드 패드(13, 14)의 축방향 길이(Lp)가, 절삭날(12, 12a) 외주부의 드릴 회전방향 선단측에 형성되는 마진부(6)의 축방향 길이(Lm)보다도 길게 되어 있으므로, 가공되는 구멍의 진원도나 진직도에 이상을 발생하여 구멍의 가공정밀도가 나빠지고, 또 도 5에 도시하는 바와 같이 구멍 가공이 종료된 시점에서 드릴 헤드(H)가 피삭재(W)를 관통하여 구멍(O)의 선단측으로 빠져나갔을 때, 이것을 되돌릴 때는, 축방향 길이(Lp)가 긴 가이드 패드(13, 14)가 구멍(O) 속에 들어간 후에 마진부(6)의 길이(Lm)가 짧은 절삭날(12a)이 구멍(O) 속으로 들어가기 때문에, 그 절삭날(12a)에 의해 구멍(O)의 선단부가 상하게 된다는 문제가 있었다. 또한, 도 5는, 가이드 패드(13, 14)가 구멍(O) 속에 있고, 절삭날(12a)이 구멍(O)의 선단으로부터 뛰어나온 상태를 도시함과 아울러 헤드 본체(1)의 축선이 G로부터 G'으로 기운 상태를 도시한다. 또 도 5에서, 19, 20은 이젝트 방식의 아우터 튜브와 이너 튜브를 도시한다.

상기한 바와 같이 절삭날 마진부(6)의 축방향 길이(Lm)보다도 각 가이드 패드(13, 14)의 축방향 길이(Lp)가 길게 되어 있는 경우에 구멍의 가공정밀도가 나빠지는 요인으로서는 다음과 같은 것을 생각할 수 있다. 즉 절삭중에서 절삭날(12, 12a)에 발생하는 절삭 저항은 주분력(主分力)(주절삭력)과 이것에 대략 직교하는 배분력(背分力)의 각각 벡터로서, 가이드 패드(13)(베어링 가이드 패드) 및 가이드 패드(14)(치수결정 가이드 패드)를 통하여 피삭재(W)의 구멍벽에서 받아들여진다. 이리하여, 절삭날(12, 12a) 외주부의 드릴 회전방향 선단측에 형성되는 마진부(6)는 절삭날(12, 12a)을 서포트하여 드릴 헤드를 똑바로 진행시키도록 안내하고, 절삭의 안정을 도모하는 것이기 때문에, 이 마진부(6)와 가이드 패드(13, 14)가 압력적으로 균형을 취하고 있지 않으면, 진원도나 진직도가 좋은 심공이 형성될 수 없게 된다. 그런데, 종래의 드릴 헤드는 마진부(6)의 축방향 길이(Lm)보다도 가이드 패드(13, 14)의 축방향 길이(Lp)가 길게 되어 있으므로, 마진부(6)와 가이드 패드(13, 14)가 압력적으로 불균형으로 되고, 그 때문에 구멍의 진원도나 진직도에 이상이 발생하여, 가공 정밀도가 나빠지게 되는 것으로 생각된다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 감안하여, 구멍의 진원도나 진직도를 좋게 하여, 가공정밀도를 높이도록 한 심공 가공용 드릴 헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 발명의 구성을 후술하는 실시형태의 참조 부호를 붙여 설명하면 청구항 1에 따른 발명은 헤드 본체(1)의 선단면측에 절삭날(2, 2a~2c)을, 또 헤드 본체(1)의 선단부 외주측에 가이드 패드(3, 4)를 각각 고착하여 이루어지는 심공 가공용 드릴 헤드에 있어서, 절삭날(2, 2a) 외주부의 드릴 회전방향 선단측에 형성되는 마진부(6)의 축방향 길이(Lm)와, 가이드 패드(3, 4)의 축방향 길이(Lp)를 실질적으로 동일하게 함과 아울러, 마진부(6)의 선단 위치 및 후단 위치와, 가이드 패드(3, 4)의 선단 위치 및 후단 위치를 각각 둘레 방향으로 실질적으로 일치시키도록 한 것을 특징으로 한다.

발명의 효과

상기 해결 수단에 의한 발명의 효과를 후술하는 실시형태의 참조부호를 붙여서 설명하면 청구항 1에 따른 발명에 의하면, 절삭날(2)의 외주부의 드릴 회전방향 선단측에 형성되는 마진부(6)의 축방향 길이(Lm)와, 가이드 패드(3, 4)의 축방향 길이(Lp)를 실질적으로 동일하게 함과 아울러, 마진부(6)의 축방향 선단 위치 및 그 후단 위치와, 가이드 패드(3, 4)의 선단 위치 및 그 후단 위치를 각각 둘레 방향으로 실질적으로 일치시키도록 함으로써, 마진부(6)와 가이드 패드(3, 4)가 압력적으로 균형을 취할 수 있고, 그것에 의해 구멍의 원통도, 진원도, 진직도 등이 좋아져, 구멍의 가공정밀도가 향상된다.

도 1(a)는 BTA 방식이나 이젝트 방식에 사용되는 본 발명의 드릴 헤드를 도시하는 측면도, (b)은 그 단면도이다.

도 2(a)는 동일하게 본 발명의 다른 드릴 헤드를 도시하는 측면도, (b)는 그 단면도이다.

도 3(a)는 종래의 드릴 헤드를 도시하는 측면도, (b)는 그 단면도이다.

도 4(a)는 동일하게 종래의 다른 드릴 헤드를 도시하는 측면도, (b)는 그 단 면도이다.

도 5는 종래의 드릴 헤드를 사용한 경우에 구멍 가공이 종료한 시점에서 드릴 헤드가 피삭재를 관통하여 구멍의 선단측으로 빠져나갔을 때의 상태를 도시하는 설명도이다.

(부호의 설명)

1 헤드 본체 2 1장 칼날로 이루어지는 절삭날

2a~2c 분할 칼날로 이루어지는 절삭날

3, 4 가이드 패드 6 마진부

Lm 마진부의 축방향 길이 Lp 가이드 패드의 축방향 길이

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

이하에, 본 발명의 바람직한 실시형태를 도 1 및 도 2에 기초하여 설명하면 도 1의 (a)는 BTA 방식이나 이젝트 방식에 사용되는 본 발명의 드릴 헤드를 도시하는 측면도, (b)은 그 단면도이다. 이 도 1에 도시하는 본 발명에 따른 드릴 헤드에서는, 헤드 본체(1)의 선단면측에 1장 칼날로 이루어지는 절삭날(2)이 고착되고, 그 선단부 외주측에는 가이드 패드(3, 4)가 고착되고, 그리고 이들 절삭날(2) 및 가이드 패드(3, 4)는, 절삭날(2)의 외주부의 드릴 회전방향 선단측에 형성되는 마진부(6)의 축방향 길이(Lm)와, 가이드 패드(3, 4)의 축방향 길이(Lp)가 실질적으로 동일하게 되도록 형성됨과 아울러, 도 1의 (a)를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 마진부(6)의 축방향 선단 위치 및 그 후단 위치와, 가이드 패드(3, 4)의 선단 위치 및 그 후단 위치가 각각 둘레 방향으로 실질적으로 일치하도록 절삭날(2) 및 가이드 패드(3, 4)가 헤드 본체(1)에 부착된다. 도 1에서, 5는 절삭 부스러기 및 절삭유 배출용의 구멍이다.

도 2의 (a)는 동일하게 BTA 방식이나 이젝트 방식에 사용되는 본 발명의 드릴 헤드를 도시하는 측면도, (b)는 그 단면도이며, 이 드릴 헤드에서는, 헤드 본체(1)의 선단면측에는 분할 칼날로 이루어지는 절삭날(2)이 고착되고, 그 선단부 외주측에 가이드 패드(3, 4)가 고착되고, 그리고 이들 절삭날(2) 및 가이드 패드(3, 4)도, 절삭날(2)의 외주부의 드릴 회전방향 선단측에 형성되는 마진부(6)의 축방향 길이(Lm)와, 가이드 패드(3, 4)의 축방향 길이(Lp)가 실질적으로 동일하게 되도록 형성됨과 아울러, 도 2의 (a)로부터 알 수 있는 바와 같이, 마진부(6)의 축방향 선단 위치 및 그 후 단위치와, 가이드 패드(3, 4)의 선단 위치 및 그 후단 위치가 각각 둘레 방향으로 실질적으로 일치하도록 절삭날(2) 및 가이드 패드(3, 4)가 헤드 본체(1)에 부착되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시하는 본 발명의 드릴 헤드에서는, 절삭중에 있어서 절삭날(2, 2a)에 발생하는 절삭 저항은 주분력(주절삭력)과 이것에 대략 직교하는 배분력의 각각의 벡터로서, 가이드 패드(3)(베어링 가이드 패드) 및 가이드 패드(4)(치수결정 가이드 패드)를 통하여 피삭재 구멍벽에서 받아들여지게 되고, 또 절삭날(2, 2a) 외주부의 드릴 회전방향 선단측에 형성되는 마진부(6)는 절삭날(12, 12a)을 서포트하여 드릴 헤드를 똑바로 진행시키도록 안내하여, 절삭의 안정을 도모하도록 되어 있는데, 본 발명의 드릴 헤드의 경우에 있어서, 절삭날(2) 및 가이 드 패드(3, 4)는 절삭날(2)의 외주부의 드릴 회전방향 선단측에 형성되는 마진부(6)의 축방향 길이(Lm)와, 가이드 패드(3, 4)의 축방향 길이(Lp)가 실질적으로 동일하게 되도록 형성됨과 아울러, 마진부(6)의 축방향 선단 위치 및 그 후단 위치와, 가이드 패드(3, 4)의 선단 위치 및 그 후단 위치가 각각 둘레 방향으로 실질적으로 일치하도록 절삭날(2) 및 가이드 패드(3, 4)가 헤드 본체(1)에 부착되어 있기 때문에, 마진부(6)와 가이드 패드(3, 4)가 압력적으로 균형을 취할 수 있고, 그것에 의해 구멍의 원통도, 진원도, 진직도 등이 좋아져, 구멍의 가공정밀도가 향상된다.

이상의 실시형태에서는 헤드 본체(1)에 부착되는 절삭날로서, 도 1에 도시하는 바와 같은 1장 칼날로 이루어지는 절삭날(2), 또는 도 2에 도시하는 바와 같이 1장 칼날을 복수로 분할한 것과 같은 분할 칼날로 이루어지는 절삭날(2a, 2b, 2c)을 예시했지만, 절삭날로서는, 헤드 본체(1)의 선단면측에 직경방향 대칭 위치에 각각 절삭날(1장 칼날 또는 분할 칼날)을 갖는 것이어도 된다.

Claims (6)

1. 헤드 본체의 선단면측에 절삭날을, 또 헤드 본체의 선단부 외주측에 가이드 패드를 각각 고착하여 이루어지는 심공 가공용 드릴 헤드에 있어서, 절삭날 외주부의 드릴 회전방향 선단측에 형성되는 마진부의 축방향 길이와, 가이드 패드의 축방향 길이를 실질적으로 동일하게 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 심공 가공용 드릴 헤드.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 마진부의 선단 위치 및 후단 위치와, 가이드 패드의 선단 위치 및 후단 위치를 각각 둘레 방향으로 실질적으로 일치시키도록 한 것을 특징으로 하는 심공 가공용 드릴 헤드.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 헤드 본체의 선단면측에 부착되는 절삭날은 1장 칼날로 이루어지는 것을 특징으로 하는 심공 가공용 드릴 헤드.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 헤드 본체의 선단면측에 부착되는 절삭날은 헤드 본체의 직경방향에 배열되는 분할 칼날로 이루어지는 것을 특징으로 하는 심공 가공용 드릴 헤드.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 헤드 본체의 선단면측에 부착되는 절삭날은 헤드 본체의 선단면측에 직경방향 대칭 위치에 각각 배열 설치되는 1장 칼날 또는 분할 칼날로 이루어지는 것을 특징으로 하는 심공 가공용 드릴 헤드.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 헤드 본체의 선단부 외주측에, 가이드 패드는 절삭중에 절삭날에 의해 발생하는 주절삭력을 받는 베어링 가이드 패드와 이것에 대략 직교하는 배분력을 받는 치수결정 가이드 패드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 심공 가공용 드릴 헤드.

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