KR20090048437A

KR20090048437A - 드릴

Info

Publication number: KR20090048437A
Application number: KR1020097001385A
Authority: KR
Inventors: 노리히로 마스다; 와따루 아오끼
Original assignee: 오에스지 가부시키가이샤; 비티티 코퍼레이션
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2009-05-13

Abstract

본 발명은 고이송 가공을 행한 경우에도 절삭날의 마모를 방지하여 드릴의 수명 장기화를 도모할 수 있는 드릴을 제공하는 것을 목적으로 한다.

절삭날(5)은 곡률 반경(R1)의 볼록 원호 형상의 주 절삭날부(51)와, 당해 주 절삭날부(51)에 연속되어 드릴(1)의 회전 방향 T측에 있어서 주 절삭날부(51)에 대향하는 시닝(7)의 드릴 중앙부측의 코너부(71)를 곡률 반경(R2)의 볼록 원호 형상으로 연결하는 중심부 절삭날(52)로 구성된다. 주 절삭날부(51)의 곡률 반경(R1)은 드릴 직경의 0.25배 이상 1배 이하로 하고, 주 절삭날부(51)의 외주부(외주 코너)에서의 드릴(1)의 반경 방향의 경사각 θ는 -15°내지 -50°이고, 시닝의 코너부(71)의 곡률 반경(R3)은 0.1 ㎜ 이상 드릴 직경의 0.05배 이하이므로 절삭날의 내마모성을 향상시켜 절삭 칩의 배출을 원활하게 할 수 있다.

절삭날, 시닝, 드릴, 보디, 절삭 칩

Description

드릴 {DRILL}

본 발명은 드릴에 관한 것으로, 상세하게는 1회전당 이송량을 통상보다도 높인 고이송 드릴에 관한 것이다.

종래, 직선 절삭날의 드릴로 1회전당 이송량을 드릴 직경의 5 ％를 초과하는 고이송 가공을 한 경우에는 절삭날 코너부의 강도 부족으로 인해 절삭날에 결손 등을 유발하기 때문에 가공을 할 수 없게 되는 경우가 있었다. 또한, 1회전당 이송량이 드릴 직경의 2 내지 3 ％인 일반 조건에서 사용한 경우라도, 드릴의 절삭날 코너부가 결손되거나 완전 마모 상태로 되어 내구 한도에 달하는 경우가 많았다.

그래서 특허 문헌 1에는 절삭날이 빠지기 어려워 절삭 칩의 컬 처리도 양호하게 할 수 있고, 깊은 구멍 가공, 관통 구멍 가공을 안정적으로 행할 수 있는 드릴이 제안되어 있다. 이 드릴에서는 주 절삭날부의 중심 절삭날부 부근의 부분을 직선 또는 곡률 반경이 큰 볼록 원호로 하고, 외주측은 외주를 향함에 따라 곡률 반경이 드릴 직경의 0.25배를 하한으로 하여 서서히 작아지는 볼록형 만곡날로 하여 주 절삭날부의 변곡점을 없애고, 외주부에서의 직경 방향 경사각 θ가 -15° 내지 -50°의 범위로 되도록 하고 있다. 이러한 형상의 날부를 갖는 드릴에서는 부하가 주 절삭날의 전역으로 분산되어 부하의 국부 집중이 일어나지 않고, 날끝 결 손이 발생되기 어려워 공구의 수명이 연장된다고 하는 효과를 발휘한다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 제2003-285211호 공보

그러나 상기 특허 문헌 1에 기재된 드릴에 있어서도 1회전당 이송량을 통상보다도 크게 하는 고이송 가공을 행한 경우에는 절삭날에 손상을 발생하는 경우가 있고, 또한 고이송시에 발생하는 두께가 두꺼운 절삭 칩을 분단시킬 수 없다고 하는 문제점이 있었다. 또한, 치즐 에지(chisel edge)로의 절삭 칩의 용착, 축적 등의 문제점도 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 고이송 가공을 행한 경우에도 절삭날의 마모나 결손을 방지하여 드릴의 수명 장기화를 도모할 수 있는 드릴을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 드릴은 축선 주위로 회전되는 드릴 본체의 측면에 당해 드릴 본체의 선단부로부터 기단부측을 향해 절삭 칩을 배출하는 홈이 형성되고, 당해 홈의 드릴 회전 방향측을 향하는 벽면과 상기 드릴 본체의 선단부의 릴리프면의 교차 능선부에 절삭날이 형성되고, 상기 드릴 본체의 선단부의 중심 두께부에 시닝이 실시된 드릴에 있어서, 상기 절삭날을 드릴 직경의 0.25배 이상, 1배 이하의 곡률 반경의 볼록 원호 형상으로 형성하고, 상기 절삭날의 외주부에 있어서 반경 방향에서의 경사각이 -15°이상, -60°이하이며, 상기 드릴의 선단부 중앙측의 시닝의 코너부를 0.1 ㎜ 이상, 드릴 직경의 0.05배 이하의 곡률 반경의 원호 형상으로 형성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 드릴은 상기 홈을 3개 갖고, 또한 상기 절삭날을 3매 갖고 있어도 좋다.

또한, 상기 드릴의 선단부에는 치즐 에지가 형성되어 있어도 좋다.

또한, 상기 드릴은 초경 재료에 의해 형성되어 있어도 좋다.

또한, 상기 드릴은 상기 절삭날과 그 절삭날에 대해 드릴 회전 방향측의 상기 시닝의 코너부 사이의 부분에, 직선 형상의 중심부 절삭날을 형성해도 좋다.

또한, 상기 드릴은 상기 절삭날과 그 절삭날에 대해 드릴 회전 방향측의 상기 시닝의 코너부 사이의 부분에, 상기 절삭날의 곡률 반경보다 큰 곡률 반경의 원호 형상의 중심부 절삭날을 형성해도 좋다.

또한, 상기 드릴은 상기 절삭날과 그 절삭날에 대해 드릴 회전 방향측의 상기 시닝의 코너부 사이의 부분을, 상기 절삭날로부터 직선 형상의 제1 중심부 절삭날, 당해 제1 중심부 절삭날로부터 원호 형상의 제2 중심부 절삭날, 당해 제2 중심부 절삭날로부터 상기 시닝의 코너부와 연속되도록 형성해도 좋다.

본 발명의 드릴은 절삭날을 드릴 직경의 0.25배 이상, 1배 이하의 곡률 반경의 볼록 원호 형상으로 형성하고, 절삭날의 외주부에 있어서 반경 방향에서의 경사각이 -15°이상, -60°이하이고, 상기 드릴의 선단부 중앙측의 시닝의 코너부를 0.1 ㎜ 이상, 드릴 직경의 0.05배 이하의 곡률 반경의 원호 형상으로 형성하였으므로, 드릴의 1회전당 이송량을 통상보다도 크게 하는 고이송 가공을 한 경우에도 절삭날의 외주 코너의 마모나 결손을 방지할 수 있다. 또한, 절삭 칩의 배출을 용이하게 할 수 있으므로, 드릴의 선단부에의 절삭 칩의 용착이나 축적을 방지할 수 있고 절삭날의 손상을 방지하여 드릴의 수명 장기화를 도모할 수 있다.

또한 본 발명을, 홈을 3개 갖고, 또한 절삭날을 3매 갖는 3매 날의 드릴에 적용한 경우에는, 상기 효과에 더하여 구멍 형성 가공시의 드릴의 떨림을 방지할 수 있어 구멍 형성 가공의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명을 치즐 에지를 형성한 드릴에 적용한 경우에는 치즐 에지를 형성하지 않는 것에 비해, 구멍 형성 가공의 개시시에 드릴의 선단부가 이동하는 일이 없어 구멍 형성의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 치즐 에지에의 절삭 칩의 용착이나 축적을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 드릴을 초경 재료에 의해 형성한 경우에는 드릴의 마모를 더욱 방지할 수 있어 드릴의 수명 장기화를 더욱 도모할 수 있다.

또한, 본 발명의 드릴의 절삭날과 그 절삭날에 대해 드릴 회전 방향측의 상기 시닝의 코너부 사이의 부분에, 직선 형상의 중심부 절삭날을 형성한 경우에는 절삭 칩을 수용하는 칩 룸의 용량을 확보할 수 있어 절삭 칩의 배출을 원활하게 할 수 있다. 따라서, 치즐 에지에의 절삭 칩의 용착, 축적도 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 드릴의 절삭날과 그 절삭날에 대해 드릴 회전 방향측의 상기 시닝의 코너부 사이의 부분에, 상기 절삭날의 곡률 반경보다 큰 곡률 반경의 원호 형상의 중심부 절삭날을 형성한 경우에도 절삭 칩을 수용하는 칩 룸의 용량을 확보할 수 있어 절삭 칩의 배출을 원활하게 할 수 있다. 따라서, 치즐 에지에의 절삭 칩의 용착, 축적도 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 드릴의 절삭날과 그 절삭날에 대해 드릴 회전 방향측의 상기 시닝의 코너부 사이의 부분을, 상기 절삭날로부터 직선 형상의 제1 중심부 절삭날, 당해 제1 중심부 절삭날로부터 원호 형상의 제2 중심부 절삭날, 당해 제2 중심부 절삭날로부터 상기 시닝의 코너부와 연속되도록 형성한 경우에도 절삭 칩을 수용하는 칩 룸의 용량을 확보할 수 있어 절삭 칩의 배출을 원활하게 할 수 있다. 따라서, 치즐 에지에의 절삭 칩의 용착, 축적도 방지할 수 있다.

도1은 드릴(1)의 측면도이다.

도2는 드릴(1)의 보디(3)의 선단부의 확대도이다.

도3은 드릴(1)의 선단부의 정면도이다.

도4는 제2 실시 형태인 드릴(11)의 선단부의 정면도이다.

도5는 제3 실시 형태인 드릴(12)의 선단부의 정면도이다.

도6은 제1 시험예의 드릴(13)의 선단부의 정면도이다.

도7은 제2 시험예의 드릴(14)의 선단부의 정면도이다.

도8은 제3 시험예의 드릴(15)의 선단부의 정면도이다.

도9는 제4 시험예의 드릴(16)의 선단부의 정면도이다.

도10은 제1 비교예의 드릴(17)의 선단부의 정면도이다.

도11은 제1 내구 시험의 시험 결과를 나타내는 표이다.

도12는 제1 내구 시험의 시험 결과를 나타내는 그래프이다.

도13은 제5 시험예의 드릴(18)의 선단부의 정면도이다.

도14는 제6 시험예의 드릴(19)의 선단부의 정면도이다.

도15는 제7 시험예의 드릴(20)의 선단부의 정면도이다.

도16은 제2 비교예의 드릴(21)의 선단부의 정면도이다.

도17은 제2 내구 시험의 시험 결과를 나타내는 표이다.

도18은 제2 내구 시험의 시험 결과를 나타내는 그래프이다.

[부호의 설명]

1 : 드릴, 2 : 섕크, 3 : 보디, 4 : 홈, 5 : 절삭날, 6 : 릴리프면, 7 : 시닝, 8 : 치즐 에지, 11 : 제2 실시 형태의 드릴, 12 : 제3 실시 형태의 드릴, 13 : 제1 시험예의 드릴, 14 : 제2 시험예의 드릴, 15 : 제3 시험예의 드릴, 16 : 제4 시험예의 드릴, 17 : 제1 비교예의 드릴, 18 : 제5 시험예의 드릴, 19 : 제6 시험예의 드릴, 20 : 제7 시험예의 드릴, 21 : 제2 비교예의 드릴, 41 : 내벽면. 51 : 주 절삭날부, 52, 54 : 중심부 절삭날, 53 : 마진, 55 : 제1 중심부 절삭날, 56 : 제2 중심부 절삭날, 71 : 시닝의 코너부

이하, 본 발명의 제1 실시 형태인 드릴(1)을 도1 내지 도3을 참조하여 설명한다. 도1은 드릴(1)의 측면도이고, 도2는 드릴(1)의 보디(3)의 선단부의 확대도이고, 도3은 드릴(1)의 선단부의 정면도이다. 도1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 드릴(1)은 초경이나 하이스[high speed steel(고속도 공구 강)] 등의 경질 재료에 의해 대략 원통 형상으로 형성되고, 섕크(2)와 당해 섕크(2)로부터 연장된 보디(3)를 구비하고 있다. 또한, 보디(3)에는 절삭 칩을 배출하기 위한 3개의 비틀린 홈(4)이 형성되고, 보디(3)의 선단부에는 3매의 절삭날(5)이 설치되어 있다. 따라서, 드릴(1)은 3매 날의 드릴이고, 1회전당 이송량을 통상보다도 크게 하는 고이송 가공에 이용하는 고이송 가공용 트위스트 드릴이다.

다음에, 도2 및 도3을 참조하여 드릴(1)의 선단부의 구성에 대해 설명한다. 도2 및 도3에 도시하는 바와 같이, 드릴(1)의 홈(4)의 회전 방향 T측을 향하는 내벽면(41)과, 드릴(1)의 선단부의 릴리프면(6)의 교차 능선부에 절삭날(5)이 각각 형성되고, 릴리프면(6)의 드릴(1)의 회전 방향 T측과 반대 방향측에 중심 두께부를 얇게 하기 위한 시닝(7)이 형성되어 있다. 이 시닝(7)의 드릴 중앙부측의 코너부(71)는 소정의 곡률 반경(R3)의 원호 형상으로 형성되어 있다.

다음에, 도3을 참조하여 절삭날(5)의 구조에 대해 설명한다. 도3에 도시하는 바와 같이, 절삭날(5)은 드릴(1)의 회전 방향 T측을 향해 돌출된 곡률 반경(R1)의 볼록 원호 형상으로 형성된 주 절삭날부(51)와, 당해 주 절삭날부(51)에 연속되고 또한 드릴(1)의 회전 방향 T측에 있어서 당해 주 절삭날부(51)에 대향하는 시닝(7)의 드릴 중앙부측의 코너부(71)를 곡률 반경(R2)의 볼록 원호 형상으로 연결하는 중심부 절삭날(52)로 구성되어 있다. 또한, 주 절삭날부(51)의 외주부 코너에는 마진(53)이 소정 폭으로 형성되어 있다.

그리고 주 절삭날부(51)의 곡률 반경(R1)은 일례로서 드릴 직경(D)의 0.25배 이상, 1배 이하(0.25D 이상, 1D 이하)의 곡률 반경으로 하고, 주 절삭날부(51)의 외주부(외주 코너)에서의 드릴(1)의 반경 방향의 경사각 θ는 -15°이상, -60° 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 수치 한정의 근거는 후술하는 제1 내구 시험의 시험 결과를 기초로 하는 것이다. 또한, 중심부 절삭날(52)의 곡률 반경(R2) 은 주 절삭날부(51)의 곡률 반경(R1)보다 큰 쪽이 절삭 칩의 배출을 용이하게 하므로 바람직하다.

또한, 드릴(1)의 선단부의 중심부에는 치즐 에지(8)가 형성되어 있다. 그러나 시닝(7)의 드릴 중앙부측의 코너부(71)는 곡률 반경(R3)의 원호 형상으로 형성되어 있으므로, 절삭 칩을 수용하는 칩 룸의 용량을 확보할 수 있어 절삭 칩의 배출을 원활하게 할 수 있다. 따라서, 치즐 에지(8)에의 절삭 칩의 용착, 축적 등도 방지할 수 있다. 또한, 이 시닝(7)의 드릴 중앙부측의 코너부(71)의 곡률 반경(R3)은 0.1 ㎜ 이상, 드릴 직경(D)의 0.05배(0.05D) 이하의 곡률 반경의 원호 형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 이 수치 한정의 근거는 후술하는 제2 내구 시험의 시험 결과를 기초로 하는 것이다.

다음에, 도4를 참조하여 제2 실시 형태의 드릴(11)을 설명한다. 도4는 제2 실시 형태인 드릴(11)의 선단부의 정면도이다. 도4에 도시하는 제2 실시 형태의 드릴(11)에서는, 상기 제1 실시 형태의 드릴(1)과 상이한 점은 중심부 절삭날(54)의 형상이 직선 형상으로 되어 있는 점이고, 다른 구성은 제1 실시 형태의 드릴(1)과 동일하다. 본 제2 실시 형태의 드릴(11)에서는 중심부 절삭날(54)의 형상이 직선 형상으로 되어 있으므로, 절삭 칩을 수용하는 칩 룸의 용량을 확보할 수 있어 절삭 칩의 배출을 원활하게 할 수 있다. 따라서, 치즐 에지(8)에의 절삭 칩의 용착, 축적 등도 방지할 수 있다.

다음에, 도5를 참조하여 제3 실시 형태의 드릴(12)의 선단부의 구성을 설명한다. 도5는 제3 실시 형태인 드릴(12)의 선단부의 정면도이다. 도5에 도시하는 제3 실시 형태의 드릴(12)에서는, 상기 제1 실시 형태의 드릴(1)과 상이한 점은 주 절삭날부(51)에 연속되는 제1 중심부 절삭날(55)이 직선 형상으로 되어 있고, 당해 제1 중심부 절삭날(55)과 시닝의 코너부(71)를 연결하는 제2 중심부 절삭날(56)이 곡률 반경(R4)의 원호 형상으로 되어 있는 점이다. 또한, 제2 중심부 절삭날(56)의 곡률 반경(R4)은 주 절삭날부(51)의 곡률 반경(R1)보다 큰 쪽이 절삭 칩의 배출을 용이하게 하기 때문에 바람직하다. 본 제3 실시 형태의 드릴(12)에서는 제1 중심부 절삭날(55)의 형상이 직선 형상으로 되어 있고, 당해 제1 중심부 절삭날(55)과 시닝의 코너부(71)를 연결하는 제2 중심부 절삭날(56)이 곡률 반경(R4)의 원호 형상으로 되어 있으므로, 절삭 칩을 수용하는 칩 룸의 용량을 확보할 수 있어 절삭 칩의 배출을 원활하게 할 수 있다. 따라서, 치즐 에지(8)에의 절삭 칩의 용착, 축적 등도 방지할 수 있다.

다음에, 상기 구성을 갖는 제1 실시 형태의 드릴(1)의 제1 시험예 내지 제4 시험예 및 제1 비교예를 이용한 제1 내구 시험의 시험 결과에 대해 도6 내지 도12를 참조하여 설명한다. 도6은 제1 시험예의 드릴(13)의 선단부의 정면도이고, 도7은 제2 시험예의 드릴(14)의 선단부의 정면도이고, 도8은 제3 시험예의 드릴(15)의 선단부의 정면도이고, 도9는 제4 시험예의 드릴(16)의 선단부의 정면도이고, 도10은 제1 비교예의 드릴(17)의 선단부의 정면도이고, 도11은 제1 내구 시험의 시험 결과를 나타내는 표이고, 도12는 제1 내구 시험의 시험 결과를 나타내는 그래프이다.

이 제1 내구 시험에서는 절삭날(5)의 곡률 반경을 변화시켜 내구 시험을 행 하였다. 또한, 절삭날(5)의 곡률 반경을 변화시켰으므로 절삭날(5)의 외주부에 있어서 반경 방향에서의 경사각 θ도 변화되었다. 도6에 도시하는 바와 같이, 제1 시험예의 드릴(13)은 드릴 직경이 10 ㎜인 제1 실시 형태의 드릴(1)과 동일한 구성의 3매 날의 드릴이며, 절삭날(5)의 곡률 반경이 드릴 직경(D)의 0.3배(0.3D)의 볼록 원호 형상으로 하고 절삭날(5)의 외주부에 있어서 반경 방향에서의 경사각 θ이 -50°이다.

또한, 도7에 도시하는 바와 같이 제2 시험예의 드릴(14)은 드릴 직경이 10 ㎜인 제1 실시 형태의 드릴(1)과 동일한 구성의 3매 날의 드릴이며, 절삭날(5)의 곡률 반경이 드릴 직경(D)의 0.7배(0.7D)의 볼록 원호 형상으로 하고 절삭날(5)의 외주부에 있어서 반경 방향에서의 경사각 θ이 -30°이다.

또한, 도8에 도시하는 바와 같이 제3 시험예의 드릴(15)은 드릴 직경이 10 ㎜인 제1 실시 형태의 드릴(1)과 동일한 구성의 3매 날의 드릴이며, 절삭날(5)의 곡률 반경이 드릴 직경(D)의 0.9배(0.9D)의 볼록 원호 형상으로 하고 절삭날(5)의 외주부에 있어서 반경 방향에서의 경사각 θ이 -20°이다.

또한, 도9에 도시하는 바와 같이 제4 시험예의 드릴(16)은 드릴 직경이 10 ㎜인 제1 실시 형태의 드릴(1)과 동일한 구성의 3매 날의 드릴이며, 절삭날(5)의 곡률 반경이 드릴 직경(D)의 1.5배(1.5D)의 볼록 원호 형상으로 하고 절삭날(5)의 외주부에 있어서 반경 방향에서의 경사각 θ가 -13°이다.

또한, 도10에 도시하는 바와 같이 제1 비교예의 드릴(17)은 드릴 직경이 10 ㎜인 제1 실시 형태와 동일한 구성의 3매 날의 드릴이며, 절삭날(5)이 오목 날이 고, 절삭날(5)의 외주부에 있어서 반경 방향에서의 경사각 θ가 +3°이다.

다음에, 이들 제1 시험예 내지 제4 시험예와 제1 비교예를 이용하여 행한 제1 내구 시험의 시험 결과에 대해 설명한다. 상기한 제1 시험예 내지 제4 시험예 및 제1 비교예의 드릴을 이용한 제1 내구 시험은 이하의 조건에 따라 행하였다.

드릴 직경 : 10 ㎜

홈 바닥 직경 : 3.5 ㎜(드릴 직경의 35 ％)

피삭재 : FCD600(주물)

사용 기계: 입형(立型) 머시닝 센터

급유 방식 : 센터 스루[도시하지 않은 오일 홀이 각 릴리프면(6)에 설치되어 있음]

절삭유제 : 수용성 절삭유제

가공 깊이 : 50 ㎜(드릴 직경의 5배)

절삭 속도 : 100 m/분

회전당 이송량 : 1 ㎜/rev(드릴 직경의 10 ％)

다음에, 제1 내구 시험의 시험 결과를 도11에 나타내는 시험 결과의 표 및 도12에 나타내는 그래프를 이용하여 설명한다. 이 제1 내구 시험에서는 절삭날(5)의 외주 코너의 V_B 마모 폭이 0.2 ㎜에 도달하였을 때를 내구 한계의 마모로 하고, 그 이하를 정상 마모로 하고, 그 내구 한계까지 형성된 구멍의 수 및 날 빠짐을 발생하였을 때까지 형성된 구멍의 수를 비교하였다. 도11 및 도12에 나타내는 바와 같이, 제1 시험예의 드릴(13)에서는 3985구멍의 내구수이고, 제2 시험예의 드릴(14)에서는 3450구멍의 내구수이고, 제3 시험예의 드릴(15)에서는 2985구멍의 내구수이고, 제4 시험예의 드릴(16)에서는 1511구멍에서 절삭날(5)에 날 빠짐을 발생하여 내구 한계로 되었다. 이에 대해, 제1 비교예의 드릴(17)에서는 852구멍에서 절삭날(5)에 날 빠짐을 발생하여 내구 한계로 되었다.

상기 제1 내구 시험의 시험 결과가 나타내는 바와 같이, 제1 비교예의 드릴(17)에서는 절삭날(5)이 오목날이므로 절삭날(5)의 외주부에 있어서 반경 방향에서의 경사각 θ가 +3°이고, 절삭날(5)이 결손되기 쉽고 내구수가 852구멍밖에 없어 내구성이 결여된다. 이에 대해, 제4 시험예의 드릴(16)과 같이 절삭날(5)의 곡률 반경이 드릴 직경(D)의 1.5배(1.5D)의 볼록 원호 형상으로 하고, 절삭날(5)의 외주부에 있어서 반경 방향에서의 경사각 θ를 -13°로 한 경우에는 내구수가 1511구멍으로 되어 제1 비교예에 비해 내구성이 향상된다. 또한, 제3 시험예의 드릴(15)과 같이 절삭날(5)의 곡률 반경이 드릴 직경(D)의 0.9배(0.9D)의 볼록 원호 형상으로 하고, 절삭날(5)의 외주부에 있어서 반경 방향에서의 경사각 θ를 -20°로 한 경우에는 날 빠짐을 발생하지 않고 내구수가 2985구멍으로 되어 제1 비교예에 비해 내구성이 각별히 향상된다. 또한, 제2 시험예의 드릴(14)과 같이 절삭날(5)의 곡률 반경이 드릴 직경(D)의 0.7배(0.7D)인 볼록 원호 형상으로 하고 절삭날(5)의 외주부에 있어서 반경 방향에서의 경사각 θ를 -30°로 한 경우에는, 날 빠짐을 발생하지 않고 내구수가 3450구멍으로 되어 제1 비교예에 비해 내구성이 각별히 향상된다. 또한, 제1 시험예의 드릴(13)과 같이 절삭날(5)의 곡률 반경이 드 릴 직경(D)의 0.3배(0.3D)인 볼록 원호 형상으로 하고 절삭날(5)의 외주부에 있어서 반경 방향에서의 경사각 θ를 -50°로 한 경우에는, 날 빠짐을 발생하지 않고 내구수가 3985구멍으로 되어 제1 비교예에 비해 내구성이 각별히 향상된다.

따라서, 1회전당 드릴의 이송량을 드릴 직경의 10 ％로 하는 고이송을 행한 경우에, 날 빠짐을 발생하지 않고 내구성을 향상시키기 위해서는 절삭날(5)을 볼록 원호 형상으로 하고, 그 곡률 반경이 드릴 직경의 1.5배 이상이면 충분하다고 생각되지만, 바람직하게는 곡률 반경이 드릴 직경의 1.0배 이상이면 좋다. 또한, 절삭날의 곡률 반경이 드릴 직경의 0.3배라도 양호한 내구성을 나타내므로, 절삭날의 곡률 반경은 적어도 드릴 직경의 0.25배 이상이면 좋다고 판단할 수 있다.

또한, 절삭날(5)의 외주부에 있어서 반경 방향에서의 경사각 θ는 제4 시험예의 드릴(16)과 같이 -13°이상이면 내구수가 1511구멍이므로, 당해 경사각 θ는 -15°이상이면 충분하다고 판단할 수 있다. 또한, 당해 경사각 θ를 -50°로 한 경우에는, 날 빠짐을 발생하지 않고 내구수가 3985구멍으로 되어 제1 비교예에 비해 내구성이 각별히 향상되므로 당해 경사각 θ는 -60°까지는 바람직하다고 판단할 수 있다.

다음에, 제1 실시 형태의 드릴(1)의 제5 시험예 내지 제7 시험예 및 제2 비교예를 이용한 제2 내구 시험의 시험 결과에 대해 도13 내지 도18을 참조하여 설명한다. 도13은 제5 시험예의 드릴(18)의 선단부의 정면도이고, 도14는 제6 시험예의 드릴(19)의 선단부의 정면도이고, 도15는 제7 시험예의 드릴(20)의 선단부의 정면도이고, 도16은 제2 비교예의 드릴(21)의 선단부의 정면도이고, 도17은 제2 내구 시험의 시험 결과를 나타내는 표이고, 도18은 제2 내구 시험의 시험 결과를 나타내는 그래프이다.

이 제2 내구 시험에서는, 시닝(7)의 드릴 중앙부측의 코너부(71)의 곡률 반경(R3)을 변화시켜 내구 시험을 행하였다. 도13에 도시하는 바와 같이, 제5 시험예의 드릴(18)은 드릴 직경이 10 ㎜이고, 상술한 제1 실시 형태와 동일한 구성의 3매 날의 드릴이며 시닝(7)의 드릴 중앙부측의 코너부(71)의 곡률 반경(R3)은 0.750 ㎜[드릴 직경(D)의 7.5 ％]이다. 또한, 도14에 도시하는 바와 같이 제6 시험예의 드릴(19)은 드릴 직경이 10 ㎜이고, 상술한 제1 실시 형태와 동일한 구성의 3매 날의 드릴이며 시닝(7)의 드릴 중앙부측의 코너부(71)의 곡률 반경(R3)은 0.400 ㎜[드릴 직경(D)의 4 ％]이다. 또한, 도15에 도시하는 바와 같이 제7 시험예의 드릴(20)은 드릴 직경이 10 ㎜이고, 상술한 제1 실시 형태와 동일한 구성의 3매 날의 드릴이며 시닝(7)의 드릴 중앙부측의 코너부(71)의 곡률 반경(R3)은 0.150 ㎜[드릴 직경(D)의 1.5 ％]이다. 또한, 도16에 도시하는 바와 같이 제2 비교예의 드릴(21)은 드릴 직경이 10 ㎜이고, 상술한 제1 실시 형태와 동일한 구성의 3매 날의 드릴이며 시닝(7)의 드릴 중앙부측의 코너부(71)의 곡률 반경(R3)은 0.004 ㎜(거의 예각)이다.

다음에, 이들 제5 시험예 내지 제7 시험예의 드릴과 제2 비교예의 드릴을 이용하여 행한 제2 내구 시험의 시험 결과에 대해 설명한다. 상기한 제5 시험예 내지 제7 시험예 및 제2 비교예의 드릴을 이용한 제2 내구 시험은 이하의 조건에 따라 행하였다.

드릴 직경 : 10 ㎜

홈 바닥 직경 : 3.5 ㎜(드릴 직경의 35 ％)

피삭재 : FCD600(주물)

사용 기계 : 입형 머시닝 센터

절삭유제 : 수용성 절삭유재

가공 깊이 : 50 ㎜(드릴 직경의 5배)

절삭 속도 : 100 m/분

회전당 이송량 : 1 ㎜/rev(드릴 직경의 10 ％)

다음에, 제2 내구 시험의 시험 결과를 도17에 나타내는 표 및 도18에 나타내는 그래프를 이용하여 설명한다. 이 제2 내구 시험에서는 절삭날(5)의 외주 코너의 V_B 마모 폭이 0.2 ㎜에 달하였을 때를 내구 한계로 하고, 그 내구 한계까지 형성된 구멍의 수 및 절삭날(5)에 날 빠짐을 발생시켰을 때까지 형성된 구멍의 수를 비교하였다. 도17 및 도18에 나타내는 바와 같이, 제5 시험예의 드릴(18)(도13 참조)에서는 253구멍에서 절삭날(5)에 날 빠짐을 발생하였다. 또한, 제6 시험예의 드릴(19)(도14 참조)에서는 3700구멍의 내구수이고, 제7 시험예의 드릴(20)(도15 참조)에서는 4100구멍의 내구수이고, 제2 비교예의 드릴(21)(도16 참조)에서는 667구멍에서 절삭날(5)에 날 빠짐을 발생하였다.

상기 제2 내구 시험의 결과가 나타내는 바와 같이, 제2 비교예의 드릴(21)에서는 시닝(7)의 드릴 중앙부측의 코너부(71)의 곡률 반경(R3)은 0.004 ㎜ 밖에 없고 거의 예각이며, 절삭 칩을 모으는 칩 룸이 거의 없다. 따라서, 절삭 칩의 배출을 원활하게 할 수 없어 667구멍에서 절삭날에 날 빠짐을 발생하였다. 이에 대해, 제7 시험예의 드릴(20)에서는 시닝(7)의 드릴 중앙부측의 코너부(71)의 곡률 반경(R3)은 0.150㎜이고, 칩 룸도 형성되고 절삭 칩의 배출을 원활하게 할 수 있으므로 4100구멍의 내구수였다. 또한, 제6 시험예의 드릴(19)에서는 시닝(7)의 드릴 중앙부측의 코너부(71)의 곡률 반경(R3)은 0.400 ㎜이고, 칩 룸도 형성되고 절삭 칩의 배출을 원활하게 할 수 있으므로 3700구멍의 내구수였다. 그러나 제5 시험예의 드릴(18)에서는 시닝(7)의 드릴 중앙부측의 코너부(71)의 곡률 반경(R3)은 0.750 ㎜이지만, 253구멍에서 절삭날(5)에 날 빠짐을 발생하였다.

따라서, 상기 제2 내구 시험의 시험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 1회전당 드릴의 이송량을 드릴 직경의 10 ％로 하는 고이송을 행한 경우에 내구성을 향상시키기 위해서는 시닝(7)의 드릴 중앙부측의 코너부(71)의 곡률 반경(R3)은 예각이어서는 안 되고 지나치게 커도 안 되는 것이 판명되었다. 상기 제2 내구 시험의 시험 결과로부터는 적어도 0.1 ㎜[드릴 직경(D)의 0.01배, 즉 1 ％] 이상, 드릴 직경(D)의 0.05배[드릴 직경(D)의 5 ％] 이하의 곡률 반경의 원호 형상으로 형성하면 좋다고 판단된다. 또한, 바람직하게는 0.15 ㎜[드릴 직경(D)의 0.015배, 즉 1.5 ％] 이상, 드릴 직경(D)의 0.04배(4 ％) 이하의 곡률 반경의 원호 형상으로 형성하면 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 실시 형태의 드릴에서는 주 절삭날부(51)의 곡률 반경(R1)을 드릴 직경(D)의 0.25배 이상, 1배 이하로 하고, 주 절삭날부(51)의 외주부(외주 코너)에서의 드릴(1)의 반경 방향의 경사각 θ를 -15°이상 -60°로 한 경우에는 1회전당 드릴의 이송량을 드릴 직경의 10 ％로 하는 고이송을 행한 경우라도 주 절삭날부(51)의 외주부(외주 코너)의 내마모성을 높일 수 있다. 또한, 시닝의 코너부(71)의 곡률 반경(R3)을 0.1 ㎜ 이상 드릴 직경의 0.05배 이하로 하면, 칩 룸이 충분히 형성되어 절삭 칩의 배출을 원활하게 할 수 있으므로, 치즐 에지에의 절삭 칩의 용착, 축적 등을 방지할 수 있고, 절삭날의 날 빠짐 등을 방지하여 드릴의 내구성을 향상시킬 수 있다.

Claims

축선 주위로 회전되는 드릴 본체의 측면에, 당해 드릴 본체의 선단부로부터 기단부측을 향해 절삭 칩을 배출하는 홈이 형성되고, 당해 홈의 드릴 회전 방향측을 향하는 벽면과 상기 드릴 본체의 선단부의 릴리프면의 교차 능선부에 절삭날이 형성되고, 상기 드릴 본체의 선단부의 중심 두께부에 시닝이 실시된 드릴에 있어서,

상기 절삭날을 드릴 직경의 0.25배 이상, 1배 이하의 곡률 반경의 볼록 원호 형상으로 형성하고,

상기 절삭날의 외주부에 있어서 반경 방향에서의 경사각이 -15°이상, -60°이하이고,

상기 드릴의 선단부 중앙측의 시닝의 코너부를 0.1 ㎜ 이상, 드릴 직경의 0.05배 이하의 곡률 반경의 원호 형상으로 형성하고,

상기 드릴은 상기 홈을 3개 갖고, 또한 상기 절삭날을 3매 갖는 것을 특징으로 하는 드릴.
(PCT 19조 보정에 의해 삭제)
제1항에 있어서, 상기 드릴의 선단부에는 치즐 에지가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항에 있어서, 상기 드릴은 초경 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항에 있어서, 상기 절삭날과 그 절삭날에 대해 드릴 회전 방향측의 상기 시닝의 코너부 사이의 부분에, 직선 형상의 중심부 절삭날을 형성한 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항에 있어서, 상기 절삭날과 그 절삭날에 대해 드릴 회전 방향측의 상기 시닝의 코너부 사이의 부분에, 상기 절삭날의 곡률 반경보다 큰 곡률 반경의 원호 형상의 중심부 절삭날을 형성한 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항에 있어서, 상기 절삭날과 그 절삭날에 대해 드릴 회전 방향측의 상기 시닝의 코너부 사이의 부분을, 상기 절삭날로부터 직선 형상의 제1 중심부 절삭날, 당해 제1 중심부 절삭날로부터 원호 형상의 제2 중심부 절삭날, 당해 제2 중심부 절삭날로부터 상기 시닝의 코너부와 연속되도록 형성한 것을 특징으로 하는 드릴.