KR20080051074A

KR20080051074A - 드릴

Info

Publication number: KR20080051074A
Application number: KR1020070124223A
Authority: KR
Inventors: 가즈야 야나기다; 마사유끼 마부찌; 히로유끼 히가시
Original assignee: 미츠비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2008-06-10
Also published as: US7762748B2; JP2008137125A; CN101195177A; US20080131221A1; EP1930107A3; EP1930107A2

Abstract

본 발명의 과제는 드릴 본체 및 절삭날의 강도·강성을 저하시키는 일 없이, 절삭날 및 가공 구멍에의 절삭유제의 공급량을 증가시켜 양호하게 절삭 가공을 행하는 것이 가능한 드릴을 제공하는 것이다.

드릴 본체(10)에, 그 후방 단부측으로부터 선단부측을 향해 연장되는 복수의 절삭유 공급 구멍(30)이, 축선(O)에 직교하는 단면에 있어서 축선(O)으로부터 절삭 부스러기 배출 홈(20)에 의해 분할된 드릴 본체(10)의 외주면의 주위 방향 중앙부를 향해 연장되는 기준선(S) 상에 위치하도록 마련되고, 가장 직경 방향 외측에 위치하는 절삭유 공급 구멍이 제1 절삭유 공급 구멍(30A)으로 되고, 가장 직경 방향 내측에 위치하는 절삭유 공급 구멍이 제2 절삭유 공급 구멍(30B)으로 되어 있고, 이들 복수의 절삭유 공급 구멍(30A, 30B)이 선단부 릴리프면과 제2 시닝면과의 교차 능선부 부근에 개방됨으로써, 1개의 절삭날에 대해 2개 이상의 절삭유 공급 구멍(30)의 개구부가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

드릴 본체, 절삭유 공급 구멍, 기준선, 시닝면, 개구부

Description

드릴 {DRILL}

본 발명은 피절삭재에 대해 가공 구멍을 형성하는 구멍 개방 가공에 이용되는 드릴에 관한 것으로, 특히 알루미늄 등의 연성 재료로 이루어지는 피절삭재에 대해 가공 구멍을 형성하는 데 적합한 드릴에 관한 것이다.

종래, 전술한 드릴로서는, 축선 주위로 회전되는 드릴 본체의 선단부측에 날끝부가 형성되고, 이 날끝부의 외주에 후방 단부측을 향해 연장되는 한 쌍의 절삭 부스러기 배출 홈이 형성되고, 이들 절삭 부스러기 배출 홈의 드릴 회전 방향 전방측을 향하는 벽면과 날끝부의 선단부 릴리프면과의 교차 능선부에 절삭날이 형성된, 이른바 2매날의 드릴이 알려져 있다.

일반적으로, 이러한 2매 날의 드릴에 있어서의 드릴 본체에는, 예를 들어 특허 문헌 1, 2에 개시하는 바와 같이 그 후방 단부면으로부터 선단부를 향해 한 쌍의 절삭유제의 공급 구멍이 뚫려 있고, 이들 한 쌍의 공급 구멍이, 각각 날끝부의 선단부 릴리프면 부근에 개방되어 있다. 즉, 절삭유제의 공급 구멍이, 1개의 절삭날에 대해 1개의 개구부를 갖도록 하여 선단부 릴리프면 부근에 개방되어 있는 것이다.

이러한 드릴에 있어서 절삭날에의 절삭 부스러기의 부착을 방지할 때에는, 절삭유제의 공급량을 증대시키기 위해 공급 구멍의 단면적 및 개구부의 개구 면적을 크게 할 필요가 있다. 그러나, 공급 구멍의 단면적을 크게 하면 드릴 본체를 절결하는 부분이 많아져, 드릴 본체의 강성이 저하되어 구멍 개방 가공시에 진동이나 파손이 생길 우려가 있었다. 특히, 선단부 릴리프면 부근에 있어서 공급 구멍의 개구부가 크게 개방되어 있으면, 절삭날의 강도나 강성도 저하되어 버려, 절삭날의 결손이 발생할 우려가 있었다.

그래서, 특허 문헌 3에는, 1개의 절삭날에 대해 적어도 2개 이상의 개구부를 갖는 공급 구멍을 마련한 드릴이 제안되어 있다. 이 구성의 드릴은, 2개 이상의 개구부끼리의 사이에 리브 형상의 보강부를 형성하여, 개구부의 개구 면적을 크게 한 경우의 드릴 본체 및 절삭날의 강도, 강성의 저하 방지를 도모한 것이다.

[특허 문헌 1] 일본 실용신안 출원 공개 소62-61411호 공보

[특허 문헌 2] 일본 특허 출원 공개 평9-136206호 공보

[특허 문헌 3] 일본 특허 출원 공개 제2005-1082호 공보

그러나, 특허 문헌 3에 기재된 드릴에 있어서는, 축선에 직교하는 단면에 있어서의 공급 구멍의 위치가 특정되어 있지 않고, 일부의 공급 구멍이 절삭 부스러기 배출 홈에 근접한 부분에 마련되거나, 드릴 본체의 축선 가까이에 마련된 경우에는, 1개의 절삭날에 대해 공급 구멍의 개구부를 2개 이상 형성하여 리브 형상의 보강부를 형성하였음에도 불구하고 드릴 본체의 강성이 현저하게 저하되어 버려, 구멍 개방 가공시에 진동이 생겨 정밀도가 좋은 가공을 행할 수 없게 되는 동시에, 절삭 저항에 의해 드릴 본체의 파손이나 절삭날의 결손이 생겨 버릴 우려가 있었다.

본 발명은 이러한 사정에 비추어 이루어진 것이며, 드릴 본체 및 절삭날의 강도·강성을 저하시키는 일 없이, 절삭날 및 가공 구멍에의 절삭유제의 공급량을 증가시켜 양호하게 절삭 가공을 행하는 것이 가능한 드릴을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 축선 주위로 회전되는 드릴 본체의 선단부측에 설치된 날끝부의 외주에 후방 단부측을 향해 연장되는 절삭 부스러기 배출 홈이 형성되고, 이 절삭 부스러기 배출 홈의 드릴 회전 방향 전방측을 향하는 벽면과 상기 날끝부의 선단부 릴리프면과의 교차 능선부에 절삭날이 형성되고, 또한 상기 날끝부의 선단부측에는, 상기 절삭날의 내주 단부측에 연속되는 제1 시닝 면과 상기 선단부 릴리프면의 드릴 회전 방향 후방측에 연속되는 제2 시닝면으로 이루어지는 시닝(thinning)부가 형성된 드릴에 있어서, 상기 드릴 본체에는 그 후방 단부측으로부터 선단부측을 향해 연장되는 복수의 절삭유 공급 구멍이, 상기 축선에 직교하는 단면에 있어서 상기 축선으로부터 상기 절삭 부스러기 배출 홈에 의해 분할된 상기 드릴 본체의 외주면의 주위 방향 중앙부를 향해 연장되는 기준선 상에 위치하도록 마련되어 있고, 가장 직경 방향 외측에 위치하는 절삭유 공급 구멍이 제1 절삭유 공급 구멍으로 되고, 가장 직경 방향 내측에 위치하는 절삭유 공급 구멍이 제2 절삭유 공급 구멍으로 되어 있고,

이들 복수의 절삭유 공급 구멍이 상기 선단부 릴리프면과 제2 시닝면과의 교차 능선부 부근에 개방됨으로써, 1개의 상기 절삭날에 대해 2개 이상의 상기 절삭유 공급 구멍의 개구부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 구성의 드릴에 있어서는, 드릴 본체에, 상기 축선에 직교하는 단면에 있어서 상기 축선으로부터 상기 절삭 부스러기 배출 홈에 의해 분할된 상기 드릴 본체의 외주면의 주위 방향 중앙부를 향해 연장되는 기준선 상에 위치하도록 복수의 절삭유 공급 구멍이 마련되어 있고, 이들 절삭유 공급 구멍이 상기 선단부 릴리프면과 제2 시닝면과의 교차 능선부 부근에 개방됨으로써, 1개의 절삭날에 대해 적어도 2개 이상의 개구부가 마련되어 있으므로, 이들 절삭유 공급 구멍 및 개구부가 절삭 부스러기 배출 홈으로부터 떨어진 부분에 배치되게 되어, 드릴 본체 및 절삭날의 강도·강성을 확보할 수 있다.

따라서, 구멍 개방 가공시의 진동을 억제하여 정밀도가 좋은 가공을 행할 수 있는 동시에, 절삭 저항에 의한 드릴 본체의 파손이나 절삭날의 결손을 방지할 수 있다.

또한, 알루미늄 등의 연성 재료로 이루어지는 피절삭재에 대해 구멍 개방 가공을 실시하는 경우와 같이, 절삭날에 대해 피절삭재가 용착하기 쉬운 경우에는, 1개의 절삭날에 대해 적어도 2개 이상 마련된 개구부를, 용착이 생기기 쉬운 절삭날 부분에 대해 핀 포인트에서 절삭유제를 토출하도록 배치할 수 있다.

또한, 이들 개구부가 선단부 릴리프면과 제2 시닝면과의 교차 능선부에 개방되어 있으므로, 절삭유제는 드릴 회전 방향 후방측으로 흐르기 쉬워져, 드릴 회전 방향 후방측에 위치하는 절삭날에 대해 효율적으로 절삭유제를 공급할 수 있다.

또한, 직경 방향 내측에 위치하는 제2 절삭유 공급 구멍은, 그 비틀림이 작아지므로 드릴 중심 부근에 절삭유제를 공급하기 쉬워져, 피절삭재에 대해 확실하게 절삭유제를 공급하여 절삭 가공을 양호하게 행할 수 있다.

여기서, 상기 축선에 직교하는 단면에 있어서, 상기 절삭 부스러기 배출 홈에 의해 분할된 상기 드릴 본체의 외주면의 드릴 회전 방향 전방 단부 및 상기 축선을 통과하는 직선과 상기 기준선이 이루는 각도(F)와, 상기 드릴 본체의 외주면의 드릴 회전 방향 후방 단부 및 상기 축선을 통과하는 직선과 상기 기준선이 이루는 각도(R)와의 비(F/R)를, 0.8 ≤ F/R ≤ 1.3의 범위 내가 되도록 설정해도 좋다.

이 경우, 복수의 절삭유 공급 구멍이 위치하는 기준선이, 절삭 부스러기 배출 홈끼리의 사이의 주위 방향 중앙부에 확실하게 위치하게 되어, 절삭유 공급 구멍과 절삭 부스러기 배출 홈과의 간격을 확보하여 드릴 본체의 강도·강성의 저하 를 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 상기 축선으로부터 상기 제1 절삭유 공급 구멍의 중심까지의 거리(r1)를, 상기 드릴 본체의 외경(D)에 대해 0.295 × D ≤ r1 ≤ 0.35 × D의 범위 내가 되도록 설정해도 좋다.

이 경우, 드릴 본체의 외주면과 제1 절삭유 공급 구멍과의 간격을 확보할 수 있어, 드릴 본체의 강도·강성의 저하를 확실하게 방지할 수 있는 동시에, 드릴 본체 직경 방향 내측에 제2 절삭유 공급 구멍을 마련하는 공간을 확보할 수 있다.

또한, 상기 축선으로부터 상기 제2 절삭유 공급 구멍의 중심까지의 거리(r2)를, 상기 드릴 본체의 외경(D)에 대해, 0.125 × D ≤ r2 ≤ 0.175 × D의 범위 내가 되도록 설정해도 좋다.

이 경우, 제2 절삭유 공급 구멍과 축선과의 간격이 확보되는 동시에, 직경 방향 외측에 위치하는 제1 절삭유 공급 구멍과의 간격을 확보하는 것이 가능해져, 드릴 본체의 강도·강성의 저하를 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 상기 드릴 본체의 코어 두께(C)를, 상기 드릴 본체의 외경(D)에 대해, 0.2 × D ≤ C ≤ 0.35 × D의 범위 내로 설정하고, 상기 제2 절삭유 공급 구멍을 상기 절삭 부스러기 배출 홈의 홈 바닥부보다도 직경 방향 외측에 마련해도 좋다.

이 경우, 절삭 부스러기 배출 홈의 홈 바닥부를 연결하여 형성되는 상기 축선을 중심으로 한 원의 직경, 이른바 코어 두께(C)가, C ≥ 0.2 × D로 되어 있으므로 드릴 본체의 강성을 확보할 수 있다. 또한, C ≤ 0.35 × D로 되어 상기 절삭 부스러기 배출 홈의 홈 바닥부보다도 직경 방향 외측에 제2 절삭유 공급 구멍이 형성되어 있으므로, 제2 절삭유 공급 구멍과 절삭 부스러기 배출 홈의 홈 바닥부와의 간격을 확보하여 드릴 본체의 강도·강성의 저하를 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 상기 제1 절삭유 공급 구멍의 내경(d1)을, 상기 드릴 본체의 외경(D)에 대해, 0.09 × D ≤ d1 ≤ 0.14 × D의 범위 내로 설정하거나, 상기 제2 절삭유 공급 구멍의 내경(d2)을, 0.04 × D ≤ d2 ≤ 0.08 × D의 범위 내로 설정해도 좋다.

이 경우, d1 ≥ 0.09 × D, d2 ≥ 0.04 × D로 되어 있으므로, 이들 제1, 제2 절삭유 공급 구멍을 통해 절삭유제를 확실하게 토출하는 것이 가능해진다. 또한, d1 ≤ O.14 × D, d2 ≤ 0.08 × D로 되어 있으므로, 드릴 본체를 절결하는 부분을 적게 할 수 있어, 드릴 본체의 강도·강성의 저하를 확실하게 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 드릴 본체 및 절삭날의 강도·강성을 저하시키는 일 없이, 절삭날 및 가공 구멍에의 절삭유제의 공급량을 증가시켜 양호하게 절삭 가공을 행하는 것이 가능한 드릴을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시 형태인 드릴에 대해 첨부한 도면을 이용하여 설명한다. 도1 내지 도3에 본 발명의 실시 형태인 드릴을 도시한다.

본 실시 형태인 드릴은, 알루미늄으로 이루어지는 피절삭재에 대해 구멍 개방 가공을 행할 때에 사용되는 것이다. 이 드릴의 드릴 본체(10)는 초경합금 등의 경질 재료에 의해 구성되고, 도1에 도시하는 바와 같이 축선(0)을 중심으로 한 개략 원기둥 형상을 이루고 있고, 드릴 본체(10) 후방 단부측(도1에 있어서 상측) 부분이 공작 기계 등의 주축측에 파지되는 섕크부로 되는 동시에, 드릴 본체(10) 선단부측(도1에 있어서 하측)이 날끝부(11)로 되어 있다.

날끝부(11)의 외주에는, 선단부 릴리프면(12)으로부터 축선(O) 방향의 후방 단부측을 향함에 따라서 일정한 비틀림각으로 드릴 회전 방향(T) 후방측으로 비틀리는 한 쌍의 절삭 부스러기 배출 홈(20, 20)이 축선(O)에 대해 180°회전 대칭으로 형성되어 있다. 이 절삭 부스러기 배출 홈(20)은, 드릴 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(21)과 드릴 본체(10) 직경 방향 외측을 향하는 홈 바닥부(22)와 드릴 회전 방향(T) 후방측을 향하는 벽면(23)을 갖고 있다.

절삭 부스러기 배출 홈(20)은, 축선(O)에 직교하는 단면에 있어서 도3에 도시하는 바와 같이 축선(O)을 중심으로 한 주위 방향 폭(M)이 절삭 부스러기 배출 홈(20) 이외의 드릴 본체(10)의 주위 방향 폭(L)과 대략 동일하게 되어 있고, M/L은 0.9 ≤ M/L ≤ 1.2의 범위 내로 설정되어 있다.

또한, 이들 절삭 부스러기 배출 홈(20, 20)의 드릴 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(21, 21)과 선단부 릴리프면(12)과의 교차 능선부에 각각 절삭날(13, 13)이 형성되어 있다.

여기서, 절삭 부스러기 배출 홈(20)의 드릴 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(21)의 선단부측 부분은, 드릴 회전 방향(T) 후방측으로 움푹 패이도록 오목 곡면과 이 오목 곡면의 외주 단부에 연속되어 드릴 회전 방향(T) 전방측을 향해 볼 록해지는 볼록 곡면으로 구성되어 있고, 이에 의해 드릴 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(21)과 선단부 릴리프면(12)과의 교차 능선부에 형성된 절삭날(13)은, 드릴 회전 방향(T) 후방측으로 움푹 패이도록 오목 곡선 형상을 이루는 동시에, 외주 단부 부분에서는 드릴 회전 방향(T) 전방측을 향해 돌출되는 볼록 곡선 형상을 이루고 있어, 절삭날(13)은 축선(O) 방향 선단부측으로부터 보아 완만하게 만곡하는 S자 형상을 이루게 된다.

또한, 날끝부(11)의 선단부 릴리프면(12)은, 도2에 도시하는 바와 같이 절삭 부스러기 배출 홈(20, 20)이 교차함으로써 절삭날(13, 13)이 드릴 회전 방향(T) 전방측의 능선부에 형성된 제1 릴리프면(12A, 12A)과, 이들 제1 릴리프면(12A, 12A)의 드릴 회전 방향(T) 후방측에 연속되는 제2 릴리프면(12B, 12B)으로 구성된 다단면 형상을 이루고 있어, 절삭날(13, 13)에는 드릴 회전 방향(T) 후방측을 향함에 따라서 다단적으로 커지는 릴리프가 부여되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 릴리프면(12A)이 이루는 릴리프각이 5°내지 15°의 범위 내로 설정되고, 제2 릴리프면(12B)이 이루는 릴리프각이 20°내지 30°의 범위 내로 설정되어 있다.

또한, 이 선단부 릴리프면(12)은 드릴 본체(10) 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 날끝부(11)의 후방 단부측을 향하도록 경사져 있어, 절삭날(13, 13)에 소정의 선단각이 부여되도록 되어 있다.

또한, 날끝부(11) 선단부에는, 절삭 부스러기 배출 홈(20)의 홈 바닥부(22) 및 드릴 회전 방향(T) 후방측을 향하는 벽면(23)과 선단부 릴리프면(12)[제1 릴리프면(12A) 및 제2 릴리프면(12B)]과의 교차 능선 부분을, 축선(O)에 교차하여 날끝 부(11)의 후방 단부측을 향함에 따라서 절삭 부스러기 배출 홈(20)의 내측을 향해 절결함으로써, 절삭날(13)의 내주 단부측에 연속되는 동시에, 랜드부(25)까지 도달하는 시닝부(15)가 형성되어 있다.

따라서, 절삭날(13)의 내주 단부측은, 이 시닝부(15)와 제1 릴리프면(12A)과의 교차 능선부에 형성되어 축선(O)을 향해 직선 형상으로 연장되는 시닝 절삭날(16)로 되어 있다. 드릴 본체(10)의 선단부측으로부터 보아, 시닝 절삭날(16)과 절삭날(13)의 외주 단부 부분이 이루는 축선(O)을 중심으로 한 교차각(α)은, 20° ≤ α ≤ 30°의 범위 내로 설정되어 있다.

이 시닝부(15)에 있어서, 절삭 부스러기 배출 홈(20)의 홈 바닥부(22)와 교차하여 시닝 절삭날(16)에 연속되는 부분은, 드릴 회전 방향(T) 전방측을 향해 축선(O) 방향을 따라 연장되는 평면 형상의 제1 시닝면(17)으로 되어 있다.

또한, 시닝부(15)에 있어서, 절삭 부스러기 배출 홈(20)에 있어서의 드릴 회전 방향(T) 후방측을 향하는 벽면(23)과 교차하여 제2 릴리프면(12B)에 연속되는 부분은, 드릴 회전 방향(T) 후방측을 향해 랜드부(25)까지 도달하도록 연장되고, 드릴 회전 방향(T) 후방측을 향함에 따라서 축선(O) 방향의 후방 단부측을 향하도록 경사지는 평면 형상의 제2 시닝면(18)으로 되어 있다.

시닝부(15)는 이것을 구성하는 제1 시닝면(17)과 제2 시닝면(18)이 둔각으로 교차되어 곡형(谷形)을 이루고 있고, 이들 제1 시닝면(17)과 제2 시닝면(18)과의 교차 부분은, 절삭 부스러기 배출 홈(20)의 홈 바닥부(22)로부터 절삭날(13)의 내주 단부[시닝 절삭날(16)의 내주 단부]를 향해, 즉 선단부 릴리프면(12)의 중심에 위치하는 축선(O)을 향해 연장되도록 연장하고, 드릴 본체 직경 방향 내측을 향함에 따라서 축선(0) 방향의 선단부측을 향하도록 경사지는 곡저부(谷底部)(19)로 되어 있다. 여기서, 축선(O)과 곡저부(19)가 이루는 각도(β)는, 40°≤ β ≤50°의 범위 내로 설정되어 있다. 또한, 도4에 도시하는 제1 시닝면(17)과 제2 시닝면(18)과의 교차각, 이른바 시닝부(15)의 개방각(δ)은 115°≤ δ ≤ 125°의 범위 내로 설정되어 있다.

또한, 제2 시닝면(18)과 제2 릴리프면(12B)과의 교차 능선부는, 랜드부(25)의 주위 방향 중앙 부분을 향해 연장되도록 배치되어 있다.

날끝부(11)에 있어서의 한 쌍의 절삭 부스러기 배출 홈(20, 20)을 제외한 외주면, 즉 이 드릴에 있어서의 랜드부(25)는, 축선(O)에 직교하는 단면에 있어서 도2에 도시하는 바와 같이 절삭 부스러기 배출 홈(20)의 드릴 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(21)의 외주측 능선부에 교차하고, 축선(O)을 중심으로 한 대략 원호 형상을 이루는 마진부(26)와, 이 마진부(26)의 드릴 회전 방향(T) 후방측에 연속되고, 마진부(26)가 이루는 원호보다도 한층 작은 외경을 갖는 축선(O)을 중심으로 한 대략 원호 형상을 이루는 여유면(27)으로 구성되어 있고, 여유면(27)의 드릴 회전 방향(T) 후방 단부, 즉 절삭 부스러기 배출 홈(20)의 드릴 회전 방향(T) 후방측을 향하는 벽면의 외주 단부 부분이 힐부(28)로 되어 있다.

또한, 이들 마진부(26)와 여유면(27)은, 절삭 부스러기 배출 홈(20)과 마찬가지로, 선단부 릴리프면(12)에 교차하는 부분으로부터 축선(O) 방향의 후방 단부측을 향함에 따라서 드릴 회전 방향(T) 후방측으로 비틀리도록 하여 형성되어 있 다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 마진부(26)의 드릴 회전 방향(T) 전방 단부와 축선(O)을 연결한 직선과, 마진부(26)의 드릴 회전 방향(T) 후방 단부와 축선(O)을 연결한 직선이 이루는 각도(γ)는, 5°≤ γ ≤ 15°의 범위 내로 설정되어 있다.

그리고, 드릴 본체(10)에는, 축선(0) 방향의 후방 단부측으로부터 선단부측을 향해 연장되고, 축선(0)에 직교하는 단면이 대략 원형을 이루는 복수의 절삭유 공급 구멍(30)이, 절삭 부스러기 배출 홈(20, 20)을 피하는 동시에 절삭 부스러기 배출 홈(20, 20)의 비틀림에 맞춘 나선 형상을 이루도록 하여 형성되어 있다. 이러한 절삭유 공급 구멍(30)은, 예를 들어 초경합금제의 드릴 본체(10)의 소결 전의 성형체에 대해 몰드에 의한 압출 프레스를 실시함으로써 형성 가능하다.

이들 복수의 절삭유 공급 구멍(30)은, 그 축선(O)에 직교하는 단면에 있어서 이루는 원의 중심이 동일하게 축선(0)에 직교하는 단면에 있어서 상기 축선(0)으로부터 드릴 본체(10)의 외주면의 주위 방향 중앙부를 향해 연장되는 기준선(S) 상에 배치되어 있고, 본 실시 형태에서는 드릴 본체 직경 방향 외측에 위치하는 한 쌍의 제1 절삭유 공급 구멍(30A, 30A)과, 드릴 본체 직경 방향 내측에 위치하는 한 쌍의 제2 절삭유 공급 구멍(30B, 30B)이 마련되어 있고, 드릴 본체(10) 전체적으로 4개의 절삭유 공급 구멍(30)이 뚫려 있다. 또한, 한 쌍의 제1 절삭유 공급 구멍(30A, 30A)과 한 쌍의 제2 절삭유 공급 구멍(30B, 30B)은, 각각 축선(O)을 중심으로 하여 180°회전 대칭으로 배치되어 있다.

여기서, 절삭 부스러기 배출 홈(20)에 의해 분할된 드릴 본체(10)의 외주면[랜드부(25)]의 드릴 회전 방향(T) 전방 단부[마진부(26)의 드릴 회전 방향(T) 전방 단부] 및 축선(O)을 통과하는 직선과 기준선(S)이 이루는 각도(F)와, 드릴 본체(10)의 외주면[랜드부(25)]의 드릴 회전 방향 후방 단부[여유면(27)의 드릴 회전 방향(T) 후방 단부] 및 상기 축선을 통과하는 직선과 기준선(S)이 이루는 각도(R)와의 비(F/R)가, 0.8 ≤ F/R ≤ 1.3의 범위 내로 설정되어 있고, 본 실시 형태에서는 F/R = 1로 되어 있다.

이들 복수의 절삭유 공급 구멍(30)이 선단부 릴리프면(12)의 제2 릴리프면(12B)과 제2 시닝면(18)과의 교차 능선부 부근에 개방됨으로써, 1개의 절삭날(13)에 대해 2개의 절삭유 공급 구멍(30A, 30B)의 개구부(31A, 31B)가 마련되게 된다.

축선(O)으로부터 제1 절삭유 공급 구멍(30A)의 중심까지의 거리(r1)는, 0.295 × D ≤ r1 ≤ 0.35 × D의 범위 내로 설정되어 있다.

마찬가지로, 축선(O)으로부터 제2 절삭유 공급 구멍(30B)의 중심까지의 거리(r2)는, 0.125 × D ≤ r2 ≤ 0.175 × D의 범위 내로 설정되어 있다.

또한, 절삭 부스러기 배출 홈(20)의 홈 바닥부(22)끼리를 연결하여 형성하는 축선(O)을 중심으로 한 원의 직경, 즉 드릴 본체(10)의 코어 두께(C)는 0.2 × D ≤ C ≤ 0.35 × D의 범위 내로 설정되고, 제2 절삭유 공급 구멍(30B)은, 이 코어 두께(C)보다도 드릴 본체(10)의 직경 방향 외측에 배치되어 있다.

또한, 제1 절삭유 공급 구멍(30A)의 내경(d1)은, 드릴 본체(10)의 외경(D)에 대해, 0.09 × D ≤ d1 ≤ 0.14 × D의 범위 내로 설정되어 있고, 제2 절삭유 공급 구멍(30B)의 내경(d2)이, 0.04 × D ≤ d2 ≤ 0.08 × D의 범위 내로 설정되어 있다.

이상과 같은 구성으로 된 드릴은, 드릴 본체(10)의 후방 단부에 형성된 섕크부가 공작 기계의 주축측에 파지되어, 축선(0) 주위로 회전되는 동시에, 축선(0) 방향 선단부측을 향해 보내져, 피절삭재에 접촉되어, 피절삭재에 소정의 내경의 가공 구멍을 형성하는 것이다. 이 절삭 가공시에는, 공작 기계로부터 공급된 절삭유제가 드릴 본체(10)에 마련된 제1, 제2 절삭유 공급 구멍(30A, 30B)을 통해 개구부(31A, 31B)로부터 토출하여, 절삭날(13)이나 가공 구멍의 윤활 및 냉각을 행하는 동시에, 절삭날(13)에 의해 생성되는 절삭 부스러기를 절삭 부스러기 배출 홈(20) 내로 밀어내어 배출한다.

이 구성의 드릴에 있어서는, 드릴 본체(10)에, 축선(0)에 직교하는 단면에 있어서 축선(O)으로부터 절삭 부스러기 배출 홈(20)에 의해 분할된 드릴 본체(10)의 외주면[랜드부(25)]의 주위 방향 중앙부를 향해 연장되는 기준선(S) 상에 위치하도록 제1, 제2 절삭유 공급 구멍(30A, 30B)이 마련되어 있고, 이들 제1, 제2 절삭유 공급 구멍(30A, 30B)이 제2 릴리프면(12B)과 제2 시닝면(18)과의 교차 능선부 부근에 개방됨으로써 1개의 절삭날(13)에 대해 2개의 개구부(31A, 31B)가 마련되게 되므로, 제1, 제2 절삭유 공급 구멍(30A, 30B) 및 이들 개구부(31A, 31B)가 절삭 부스러기 배출 홈(20)으로부터 떨어진 부분에 배치되게 되어, 드릴 본체(10) 및 절삭날(13)의 강성·강도를 확보할 수 있다.

따라서, 구멍 개방 가공시의 드릴 본체(10)의 진동을 억제하여, 치수 정밀도가 좋은 가공을 행할 수 있다. 또한, 절삭 저항에 의한 드릴 본체(10)의 파손이나 절삭날(13)의 결손을 방지할 수 있어, 이 드릴의 수명 연장을 도모할 수 있다.

또한, 1개의 절삭날(13)에 대해 2개의 개구부(31A, 31B)가 마련되어 있으므로, 이들 개구부(31A, 31B)를 절삭날(13)의 용착이 생기기 쉬운 부분에 대해 핀 포인트에서 절삭유제를 토출할 수 있도록 배치함으로써 용착을 방지할 수 있다.

또한, 이들 개구부(31A, 31B)가 제2 릴리프면(12B)과 제2 시닝면(18)과의 교차 능선부 부근에 개방되어 있으므로, 절삭유제가 드릴 회전 방향(T) 후방측을 향해 흐르기 쉬워져, 드릴 회전 방향(T) 후방측에 위치하는 절삭날(13)에 대해 효율적으로 절삭유제를 공급할 수 있다.

또한, 드릴 본체(10)의 직경 방향 내측에 위치하는 제2 절삭유 공급 구멍(30B)은 그 비틀림이 작아지므로, 드릴 중심 부근에 절삭유제를 공급하기 쉬워, 피절삭재에 대해 확실하게 절삭유제를 공급하여 절삭 가공을 양호하게 행할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 축선(O)에 직교하는 단면에 있어서, 절삭 부스러기 배출 홈(20)에 의해 분할된 드릴 본체(10)의 외주면[랜드부(25)]의 드릴 회전 방향(T) 전방 단부[마진부(26)의 드릴 회전 방향(T) 전방 단부] 및 축선(O)을 통과하는 직선과 기준선(S)이 이루는 각도(F)와, 드릴 본체(10)의 외주면[랜드부(25)]의 드릴 회전 방향 후방 단부[여유면(27)의 드릴 회전 방향(T) 후방 단부] 및 상기 축선을 통과하는 직선과 기준선(S)이 이루는 각도(R)와의 비(F/R)가, 0.8 ≤ F/R ≤ 1.3의 범위 내가 되도록 설정되어 있으므로, 제1, 제2 절삭유 공급 구멍(30A, 30B)과 절삭 부스러기 배출 홈(20)과의 주위 방향에 있어서의 간격을 확보할 수 있어, 드릴 본체(10)의 강도·강성의 저하를 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 축선(O)으로부터 제1 절삭유 공급 구멍(30A)의 중심까지의 거리(r1)가 드릴 본체의 외경(D)에 대해, 0.295 × D ≤ r1 ≤ 0.35 × D의 범위 내가 되도록 설정되어 있으므로, 드릴 본체(10)의 외주면과 제1 절삭유 공급 구멍(30A)과의 간격을 확보할 수 있어, 드릴 본체(10)의 강도·강성의 저하를 확실하게 방지할 수 있는 동시에, 드릴 본체(10)의 직경 방향 내측에 제2 절삭유 공급 구멍(30B)을 마련하는 공간을 확보할 수 있다.

또한, 축선(O)으로부터 제2 절삭유 공급 구멍(30B)의 중심까지의 거리(r2)가, 0.125 × D ≤ r2 ≤ 0.175 × D의 범위 내가 되도록 설정되어 있으므로, 제2 절삭유 공급 구멍(30B)과 축선(O)과의 간격이 확보되는 동시에, 직경 방향 외측에 위치하는 제1 절삭유 공급 구멍(30A)과의 간격을 확보하는 것이 가능해져, 드릴 본체(10)의 강성·강도의 저하를 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 드릴 본체(10)의 코어 두께(C)가, 0.2 × D ≤ C ≤ 0.35 × D의 범위 내로 설정되는 동시에, 제2 절삭유 공급 구멍(30B)이 이 코어 두께(C)보다도 드릴 본체(10)의 직경 방향 외측에 배치되어 있으므로, 제2 절삭유 공급 구멍(30B)과 절삭 부스러기 배출 홈(20)의 홈 바닥부(22)와의 간격이 커져, 드릴 본체(10)의 강도·강성을 확보할 수 있다.

또한, 제1 절삭유 공급 구멍(30A)의 내경(d1)이, 0.09 × D ≤ d1 ≤ 0.14 × D의 범위 내로 설정되고, 제2 절삭유 공급 구멍(30B)의 내경(d2)이, 0.04 × D ≤ d2 ≤ 0.08 × D의 범위 내로 설정되어 있으므로, 이들 제1, 제2 절삭유 공급 구멍(30A, 30B)을 통해 절삭유제를 확실하게 토출하는 것이 가능해져, 절삭 가공을 양호하게 행할 수 있다. 또한, d1 ≤ 0.14 × D, d2 ≤ 0.08 × D로 되어 있으므로, 드릴 본체(10)를 절결하는 부분이 필요 이상으로 커지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 절삭날(13)이 축선(O) 방향 선단부측으로부터 보아 완만하게 만곡하는 S자 형상을 이루고, 이 절삭날(13)에 연속되는 제1 릴리프면(12A)의 릴리프각이 5°내지 15°의 범위 내로 되어 있는 동시에 제2 릴리프면(12B)의 릴리프각이 20°내지 30°의 범위 내로 되어 있으므로, 이 절삭날(13)의 절삭 폼질을 향상시켜 피절삭재에 대해 구멍 개방 가공을 능률적으로 행할 수 있다.

또한, 마진부(26)의 드릴 회전 방향(T) 전방 단부와 축선(O)을 연결한 직선과 마진부(26)의 드릴 회전 방향(T) 후방 단부와 축선(O)을 연결한 직선이 이루는 각도(γ)가 5°≤ γ ≤ 15°의 범위 내로 설정되어 있으므로, 가공 구멍의 주위면에 마진부(26)가 미끄럼 이동함으로써 드릴 본체(10)의 축선(0)의 진동을 방지할 수 있는 동시에, 절삭 저항이 필요 이상으로 커지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 시닝부(15)가, 드릴 본체(10)의 선단부측으로부터 보아 시닝 절삭날(16)과 절삭날(13)의 외주 단부 부분이 이루는 축선(O)을 중심으로 한 교차각(α)이 20°≤ α ≤ 30°의 범위 내로, 제1 시닝면(17) 및 제2 시닝면(18)의 교차부인 곡저부(19)와 축선(O)이 이루는 각도(β)가 40°≤ β ≤ 50°의 범위 내로, 시닝부(15)의 개방각(δ)이 115°≤ δ ≤ 125°의 범위 내로 설정되어 있으므로, 이 드릴의 절삭 추진 능력이 향상되어, 정밀도가 좋은 구멍 개방 가공을 행할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태인 드릴에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 일은 없고, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경 가능하다.

예를 들어, 선단각, 절삭날 형상, 릴리프면의 릴리프각, 마진부의 폭 등의 날끝부의 형상은, 본 실시 형태에 한정되는 일은 없고, 피절삭재의 재질이나 절삭 조건 등을 고려하여 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 드릴 본체를 초경합금으로 구성한 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 일은 없고, 고속도강재 등의 다른 재료로 구성되어서 있어도 좋다. 또한, 날끝부의 표면에 TiN, TiCN, TiAlN 등의 경질 피막이 피복되어 있어도 좋다.

또한, 한 쌍의 절삭 부스러기 배출 홈을 갖고 이 절삭 부스러기 배출 홈의 선단부에 절삭날이 형성된, 이른바 2매날의 드릴로서 설명하였지만, 이에 한정되는 일은 없고, 1매날이나 3매날 이상의 드릴이라도 좋다.

또한, 절삭유 공급 구멍을 4개 마련한 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 일은 없고, 드릴의 외경이 큰 경우에는, 절삭유 공급 구멍을 더욱 증가시켜도 좋다.

도1은 본 발명의 실시 형태인 드릴의 측면도.

도2는 도1에 있어서의 X방향 화살표도.

도3은 도1에 있어서의 Y-Y 단면도.

도4는 도1에 있어서의 Z방향 화살표도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 드릴 본체

11 : 날끝부

12 : 선단부 릴리프면

15 : 시닝부

16 : 시닝 절삭날

17 : 제1 시닝면

18 : 제2 시닝면

20 : 절삭 부스러기 배출 홈

21 : 드릴 회전 방향 전방측을 향하는 벽면

22 : 홈 바닥부

23 : 드릴 회전 방향 후방측을 향하는 벽면

30 : 절삭유 공급 구멍

30A : 제1 절삭유 공급 구멍

30B : 제2 절삭유 공급 구멍

31 : 개구부

Claims

축선 주위로 회전되는 드릴 본체의 선단부측에 설치된 날끝부의 외주에 후방 단부측을 향해 연장되는 절삭 부스러기 배출 홈이 형성되고, 이 절삭 부스러기 배출 홈의 드릴 회전 방향 전방측을 향하는 벽면과 상기 날끝부의 선단부 릴리프면과의 교차 능선부에 절삭날이 형성되고, 또한 상기 날끝부의 선단부측에는 상기 절삭날의 내주 단부측에 연속되는 제1 시닝면과 상기 선단부 릴리프면의 드릴 회전 방향 후방측에 연속되는 제2 시닝면으로 이루어지는 시닝부가 형성된 드릴에 있어서,

상기 드릴 본체에는, 그것의 후방 단부측으로부터 선단부측을 향해 연장되는 복수의 절삭유 공급 구멍이, 상기 축선에 직교하는 단면에 있어서 상기 축선으로부터 상기 절삭 부스러기 배출 홈에 의해 분할된 상기 드릴 본체의 외주면의 주위 방향 중앙부를 향해 연장되는 기준선 상에 위치하도록 마련되어 있고, 가장 직경 방향 외측에 위치하는 절삭유 공급 구멍이 제1 절삭유 공급 구멍으로 되고, 가장 직경 방향 내측에 위치하는 절삭유 공급 구멍이 제2 절삭유 공급 구멍으로 되어 있고,

이들 복수의 절삭유 공급 구멍이 상기 선단부 릴리프면과 제2 시닝면과의 교차 능선부 부근에 개방됨으로써, 1개의 상기 절삭날에 대해 2개 이상의 상기 절삭유 공급 구멍의 개구부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항에 있어서, 상기 축선에 직교하는 단면에 있어서, 상기 절삭 부스러기 배출 홈에 의해 분할된 상기 드릴 본체의 외주면의 드릴 회전 방향 전방 단부 및 상기 축선을 통과하는 직선과 상기 기준선이 이루는 각도(F)와, 상기 드릴 본체의 외주면의 드릴 회전 방향 후방 단부 및 상기 축선을 통과하는 직선과 상기 기준선이 이루는 각도(R)와의 비(F/R)가, 0.8 ≤ F/R ≤ 1.3의 범위 내로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 축선으로부터 상기 제1 절삭유 공급 구멍의 중심까지의 거리(r1)가, 상기 드릴 본체의 외경(D)에 대해, 0.295 × D ≤ r1 ≤ 0.35 × D의 범위 내로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축선으로부터 상기 제2 절삭유 공급 구멍의 중심까지의 거리(r2)가, 상기 드릴 본체의 외경(D)에 대해, 0.125 × D ≤ r2 ≤ 0.175 × D의 범위 내로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 드릴 본체의 코어 두께(C)가, 상기 드릴 본체의 외경(D)에 대해, 0.2 × D ≤ C ≤ 0.35 × D의 범위 내로 설정되어 있고, 상기 제2 절삭유 공급 구멍이 상기 절삭 부스러기 배출 홈의 홈 바닥부보다도 직경 방향 외측에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 절삭유 공급 구멍의 내경(d1)이, 상기 드릴 본체의 외경(D)에 대해, 0.09 × D ≤ d1 ≤ 0.14 × D의 범위 내로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 절삭유 공급 구멍의 내경(d2)이, 상기 드릴 본체의 외경(D)에 대해, 0.04 × D ≤ d2 ≤ 0.08 × D의 범위 내로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 드릴.