KR20100112125A - 드릴 공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칩 제거를 위한 하나 이상의 칩 홈(2)을 구비하고, 칩 홈(2)의 단부에 형성되며 일측 면의 두 개의 단변에 하나 이상의 주 절삭 에지(10)를 갖고 두 개의 장변에 하나 이상의 부 절삭 에지(9)를 갖는 인덱서블 인서트(3)를 위한 받침대 역할을 하는 인서트 시트(4)를 구비하는 드릴 공구(1)를 개시하는 것으로, 인덱서블 인서트(3)는 서로 반대 방향을 향하는 양측에 면을 갖되, 비활성측 면이 인서트 시트(4)의 지지 표면 상에 놓이고, 활성측 면의 비활성 부 절삭 에지(9)의 일부 영역이 인접한 인서트 시트(4)의 측벽(11)으로부터 슬롯에 의해 생긴 거리를 두고 인서트 시트(4) 내에 위치되며, 슬롯을 덮는 가이드 립(12)은 측벽(11)의 상측으로부터 비활성 부 절삭 에지(9)의 방향으로 돌출된다.

Description

드릴 공구{Drilling Tool}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 드릴 공구에 관한 것이다. 이러한 드릴 공구는 기본적으로 EP-B-0 796 161호에 주지되어 있다. 드릴 공구는 모체와 모체로 삽입될 수 있는 절삭 인서트들로 구성된다. 모체에는 칩 제거를 위한 홈들이 구비된다. 이러한 홈들은 곧거나 구부러진 형태일 수 있다. 절삭 인서트들을 부착하기 위해, 인서트 시트가 하나 이상의 홈의 단부에 구비된다. 이러한 인서트 시트는 절삭 인서트를 위한 리셉터클(receptacle) 역할을 한다.

앞서 언급된 드릴 공구의 경우에는, 절삭 인서트가 가역 인서트(reversible insert)로서 설계된다. 주지의 가역 인서트는 베이스 표면과 베이스 표면의 반대 방향을 향하는 경사면을 갖는다. 가역 인서트들은 베이스 표면이 인서트 시트 내의 해당 지지 표면에 놓인다. 가역 인서트는 사실상 장방형의 기본 형상을 가지며, 그 결과로서 경사면도 사실상 장방형이 된다. 이런 방식으로, 경사면의 장변 에지들 각각은 부 절삭 에지를 형성하고, 단변 에지들 각각은 주 절삭 에지를 형성한다. 가역 인서트가 인서트 시트 내에 위치되면, 하나의 주 절삭 에지와 하나의 부 절삭 에지는 인서트 시트의 측벽들을 지탱하기 때문에 비활성화 되는 반면에, 남은 활성 부 절삭 에지와 마찬가지로 남은 활성 주 절삭 에지는 드릴 공구의 회전 시에 드릴 홀을 기계 가공할 수 있도록 인서트 시트로부터 돌출되고 따라서 공구로부터 돌출된다. 한편에서는 활성 주 절삭 에지와 활성 부 절삭 에지가, 다른 한편에서는 비활성 주 절삭 에지와 비활성 부 절삭 에지가 각각의 경우에서 서로에게 속하는 절삭 에지 쌍을 형성한다. 활성 주 절삭 에지와 활성 부 절삭 에지가 마모되면, 인서트 시트 내의 가역 인서트는 단지 인서트 시트의 평면에서 180도 회전되고, 그 결과로서 이전의 활성 주 절삭 에지와 이전의 활성 부 절삭 에지가 각각의 비활성 위치로 회전되는 반면에, 이번에는 이전의 비활성 절삭 에지들이 설명된 방식으로 활성 절삭 에지로서 인서트 시트로부터 돌출된다. 그러므로, 주지의 드릴 공구에 구비된 가역 인서트들은 항상 각각이 부 절삭 에지와 주 절삭 에지로 이루어지는 두 쌍의 사용 가능한 절삭 에지를 갖는다.

앞서 기술된 종래 기술로부터 유래한 본 발명의 목적은 각각이 주 절삭 에지와 부 절삭 에지로 이루어지는 세 쌍 이상의 사용 가능한 절삭 에지를 갖는 절삭 공구를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 청구범위 제1항의 특징들의 조합에 의해 달성된다. 청구범위 제1항을 도로 참조하는 청구항들은 일부는 본 발명의 유리한 개선들을 포함하고 다른 일부는 그 자체로 독창적인 본 발명의 개선들을 포함한다.

본 발명의 필수적인 구성요소는 인덱서블 인서트들의 사용이다. 이러한 인덱서블 인서트들은 단지 하나의 주 표면이 경사면으로서 구성되는 것이 아니라 서로 반대 방향을 향하는 양측의 주 표면들이 경사면이라는 점에서 앞서 언급된 가역 인서트들과 구분된다. 그러므로, 종래 기술과 비교하면, 절삭 작업을 위한 기능이 없는 베이스 표면이 생략된다. 본 발명에 따른 인덱서블 인서트의 경사면의 구성은 사실상 EP-B-0 796 161호에 주지된 경사면의 구성에 순응되기 때문에, 인덱서블 인서트가 인서트 시트 내에 위치될 시에는 활성 경사면의 비활성 절삭 에지의 적어도 일부분과 그에 인접한 인서트 시트의 측벽 사이에 슬롯이 분명하게 남아있다. 드릴 공구의 회전 시에 홀의 벽들을 파괴하거나 또는 드릴 공구의 끼임(jamming) 고장을 초래할 수 있는 칩들 또는 칩 잔여물들이 이러한 슬롯에 걸리는 것을 방지하기 위해, 틈을 덮는 가이드 립이 인서트 시트의 측벽의 상측으로부터 비활성 부 절삭 에지의 방향으로 돌출된다. 따라서, 가이드 립(guide lip)이 칩 디플렉터(chip deflector) 요소 역할을 하고, 이런 방식으로 절단된 재료를 차례로 휘거나 곧게 설계된 홈으로 인도하며, 절단된 칩 재료는 이 홈을 통해 제거된다.

그러므로, 본 발명에 의해, 서로 반대 방향을 향하는 양측에 경사면을 갖는 인덱서블 인서트를 사용하는 것이 가능하고, 인덱서블 인서트에는, 이렇게 형성된 경사면들이 도입부에 기술된 가역 인서트의 경사면과 유사한 방식으로 구성된다. 따라서, 본 발명에 의해, 각각이 주 절삭 에지와 부 절삭 에지를 갖는 두 쌍의 절삭 에지가 아니라 네 쌍의 절삭 에지가 기계 가공 동안에 이용될 수 있다. 그러므로, 경사면의 수의 배가는 효과적인 절삭 에지 쌍들의 배가를 동반한다. 이러한 절삭 에지 쌍들의 배가에 의해 절삭 인서트들의 제조를 위한 재료 소비가 반감되어 상당한 경제적인 이점을 가져온다. 각 절삭 에지 쌍의 재료 및 제조 비용도 현저히 감소된다. 또한, 종래 기술과 동일한 수의 절삭 에지 쌍을 얻기 위해서는 종래 절삭 인서트 수의 단지 절반만 확보하면 된다. 마지막으로, 사용 가능한 경사면의 양이 두 배인 인덱서블 인서트를 사용하면, 제조 동안에 각 절삭 에지 쌍에 대해 더 적은 에너지가 소비되고 각 절삭 인서트에 대한 재료 소비도 현저히 줄어들기 때문에 보다 환경친화적이다.

유리한 구성에 있어서, 인서트 시트의 측벽에 일체로 형성된 가이드 립은 활성 경사면의 비활성 부 절삭 에지를 덮어서 절단된 재료에 의한 손상으로부터 보호한다. 이 경우에는, 가이드 립이 경사면에 인접한 부 측면으로서 효과적이므로, 홈 방향으로 신속하고 신뢰할 수 있는 칩 제거를 도모한다.

다른 구성에 있어서, 하나 이상의 절제부(relieved portions)가 지지 표면, 측벽, 또는 지지표면과 측벽에 구비된다. 이러한 절제부들은 인덱서블 인서트의 비활성측 경사면의 돌출부들을 수용하는 역할을 한다. 이러한 돌출부들은 칩 브레이커 역할을 할 수 있다. 이는 인덱서블 인서트 및 그 비활성 경사면이 특히 평면 방식으로 인서트 시트의 지지 표면 상에 위치되도록 돕고, 특히 측벽에 대한 밀착 접촉을 용이하게 한다. 측벽에서의 위치에 관해서는, 또한 비활성 부 절삭 에지와 측벽 사이의 슬롯의 최소화라는 추가적인 이점이 있다. 그러므로, 측벽의 절제부들은 특히 인덱서블 인서트와 측벽의 긴밀한 접촉을 용이하게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 절제부들의 개수와 위치는 인덱서블 인서트 상의 해당 돌출부들의 개수와 위치에 정확하게 대응한다. 특히 다른 바람직한 실시예에 있어서, 활성 경사면의 비활성 부 절삭 에지를 덮는 가이드 립이 앞서 설명된 절제부들을 갖는 드릴 공구에 부가될 수 있다.

또 다른 구성에 있어서, 부 절삭 에지들에 의해 가장자리에 정의되는 인덱서블 인서트를 형성하는 절삭 인서트 몸체의 측벽들은 측벽의 일부분이 각각의 부 절삭 에지의 방향으로 테이퍼되는 방식으로 구성된다. 공구의 회전 시에는 이러한 테이퍼링이 공구를 위한 간극을 형성한다. 이런 방식으로, 인덱서블 인서트들이 공구 내에서 중심 위치를 유지하는 것이 가능하다. 이는 공구의 주 절삭 에지들이 홀 서클의 중심선과 정렬된다는 것을 의미한다. 절삭 인서트의 이러한 구성의 또 다른 개선에 있어서, 테이퍼된 영역은 인덱서블 인서트의 몸체의 측벽 상에 사실상 삼각형의 면적을 한정한다.

도 1은 인덱서블 인서트가 인서트 시트 내에 위치된 드릴 공구의 홈의 단부를 도시한다.
도 2는 도 1의 화살표(II)에 따른 인서트 시트의 단부 도면을 도시한다.
도 3은 인덱서블 인서트의 제1 실시예를 도시한다.
도 4는 주 절삭 에지의 영역에 돌출된 가장자리를 갖는 인덱서블 인서트의 다른 실시예를 도시한다.
도 5는 주 절삭 에지의 외부 영역의 길이가 감소되고 주 절삭 에지의 내부 영역의 길이가 증가되는 두 부분으로 이루어지는 주 절삭 에지를 갖는 인덱서블 인서트의 실시예를 도시한다.
도 6은 인덱서블 인서트의 마지막 실시예를 도시한다.

실시예에서 드릴 공구(1)는 두 개의 홈(2)을 갖는다. 각각의 인덱서블 인서트(3)가 두 개의 홈(2)의 단부(도 1 참조)에서 인서트 시트(4) 내에 유지된다. 고정 홀(5)이 인덱서블 인서트(3)의 중앙을 관통한다. 최종 끼워 맞춤 상태에서는, 드릴 공구(1) 상에 인덱서블 인서트(3)를 효과적으로 고정하기 위해 나사 등이 고정 홀(5)을 관통한다.

인덱서블 인서트(3)의 몸체는 두 개의 대향하는 장 측벽(6)과 두 개의 마찬가지로 대향하는 단 측벽(7)을 갖는다. 각각의 경우에, 측벽들(6, 7)은 경사면(8)으로서 형성된 두 개의 편평한 면에 의해 정의된다. 각각의 경우에, 부 절삭 에지들(9)과 주 절삭 에지들(10)의 부분들은 측벽들(6, 7)과 경사면들(8) 사이의 영역에 형성된다. 도 1에 도시된 실시예에 있어서, 오른편 부 절삭 에지(9)는 활성 부 절삭 에지이고, 홈(2)의 반대 방향을 향하는 주 절삭 에지(10)는 활성 주 절삭 에지이다. 비활성 주 절삭 에지(10)는 인서트 시트(4)의 측벽(11)을 지탱한다. 이는 도 1의 왼편에 배치된 비활성 부 절삭 에지(9)에도 동일하게 적용된다. 여기서, 부 절삭 에지(9)는 가이드 립(12)에 의해 덮여있다.

이 경우에, 가이드 립(12)은 인덱서블 인서트(3)의 주위에 형성된 인서트 시트(4)의 측벽(11)과 비활성 절삭 에지(9) 사이의 틈(도면에서 보이지 않음)에 중첩된다. 가이드 립(12)은 절삭된 재료를 위한 가이드 표면 또는 경사면을 형성한다. 절삭 재료의 제거를 위해 절삭 재료를 홈(2)으로 안내한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 또한 코너 홀(22)이 인서트 시트(4)의 측벽(11)에 형성되고, 상기 코너 홀(22)은 인덱서블 인서트(3)의 돌출된 가장자리 영역을 수용하기 위한 도 2에 도시된 절제부(13)와 통합된다. 절제부(13)에 의해 수용되는 인덱서블 인서트(3)의 돌출된 가장자리 영역은 도 1에서 보이지 않는 경사면(8) 상에 배치된다. 그러므로, 절제부(13)는 도 1에서 인덱서블 인서트(3)에 의해 은폐되고 인서트 시트(4)의 지지 표면(19)에 형성된다. 인덱서블 인서트(3)는 도 3에 따른 실시예와 같이, 리브-형상의 칩 브레이커들(14)을 구비할 수 있다. 마찬가지로 칩-브레이킹 기능을 개선하는 돌출된 가장자리 영역들(15)을 형성하기 위해 인덱서블 인서트(3)의 경사면(8)을 도려내는 것도 동등하게 가능하다.

인덱서블 인서트(3)는 그 장 측벽(6) 상에 각각의 부 절삭 에지(9)를 향해 테이퍼된 영역(16)을 갖는다. 각각의 경우에, 이러한 영역(16)은 장 측벽(6) 상에 삼각형의 면적을 한정한다. 각각의 장 측벽(6)이 그 상측의 두 개의 부 절삭 에지(9)에 의해 정의되기 때문에, 각각의 경우에, 서로에 대해 180도 회전되는 두 개의 삼각형 면적이 각각의 장 측벽(6) 상에 한정된다. 양쪽의 삼각형 면적들은 대각선(20)과 같이 축 방향 대칭 방식으로 장 측벽(6)을 둘로 나누는 공통의 삼각 선을 갖는다. 인덱서블 인서트(3)는 대각선(20)을 따라 횡 방향(21)으로 최대 길이를 갖는다. 인덱서블 인서트(3)의 횡 방향(21) 길이는 영역(16)의 테이퍼링으로 인해 그 경사면들(8)을 따라 계속 감소된다. 그러므로, 드릴 공구(1)의 회전 시에 테이퍼된 영역(16)이 인덱서블 인서트(3)를 위한 간극을 형성한다.

도 1, 도 3, 및 도 4의 실시예에 있어서, 주 절삭 에지(10)는 서로에 대해 둔각을 이루는 동일한 길이의 두 부분을 갖는다. 이와 대조적으로, 도 5와 도 6에 도시된 실시예에서는, 주 절삭 에지(10)가 서로에 대해 둔각을 이루는 상이한 길이의 부분들을 갖는다. 이러한 경우에, 주 절삭 에지(10)는 'a'로 나타낸 짧은 외부 영역과 'b'로 나타낸 긴 내부 영역으로 나뉘어진다.

인덱서블 인서트(3)의 다양한 인덱싱 가능성들이 도 6을 참조하여 기술된다. 다양한 실시예들에 도시된 인덱서블 인서트(3)의 경우에, 즉 도 6에 도시된 인덱서블 인서트(3)의 경우에, 먼저, 관찰자를 마주하며 위쪽을 향하는 경사면(8)이 피절삭물을 기계 가공하기 위해 사용된다. 공정 동안, 작업은 활성 주 절삭 에지(10)와 활성 부 절삭 에지(9)를 이용하여 상기 에지들이 마모될 때까지 수행된다. 다음으로, 인덱서블 인서트(3)가 드릴 공구(1)에서 분리되고 도면들의 평면, 특히 도 6의 평면에 대응하는 인서트 평면에서 180도 회전된다. 이전의 비활성 부 절삭 에지(9)와 비활성 주 절삭 에지(10)로 이루어지는 제2 절삭 에지 쌍이 이에 의해 활성 절삭 에지 쌍으로서 전개된다. 이러한 제2 절삭 에지 쌍도 마모되면, 인덱서블 인서트(3)는 다시 도 6에 도시된 중앙 종축(17)에 대해 회전(18) 방향으로 180도 회전된다. 도면에서 보이지 않으며 아래쪽을 향하는 제2 경사면(8)이 이에 의해 전개된다. 도면에서 아래쪽을 향하는 제2 경사면(8)도 또한 각각이 부 절삭 에지(9)와 주 절삭 에지(10)로 이루어지는 두 쌍의 절삭 에지를 차례로 구비한다.

최종 끼워 맞춤 상태에서는, 돌출된 가장자리 영역들(15)이 인서트 시트(4)의 절제부들(13) 내에 위치된다. 이러한 방식으로, 인덱서블 인서트(3)는 특히 효과적으로 인서트 시트(4)의 지지 표면(19) 상에 위치된다. 비활성 경사면(8)이 지지 표면(19) 상의 특히 넓은 면적에 위치되는 것이 목적이다.

이러한 실시예들은 제한적인 방식으로 이해되어서는 안 된다. 도면에 도시되지 않은 본 발명의 다른 실시예들이 있을 수 있다.

Claims (5)

1. 칩 제거를 위한 하나 이상의 홈(2)을 포함하며, 경사면 측의 두 개의 단변에 하나 이상의 주 절삭 에지(10)를 갖고 두 개의 장변에 하나 이상의 부 절삭 에지(9)를 갖는 인덱서블 인서트(3)를 위한 리셉터클로서 홈(2)의 단부에 형성되는 인서트 시트(4)를 포함하는 드릴 공구(1)로서,
   인덱서블 인서트(3)는 서로 반대 방향을 향하는 양측에 경사면을 갖되, 비활성측 경사면이 인서트 시트(4)의 지지 표면 상에 놓이고, 활성측 경사면의 비활성 부 절삭 에지(9)의 일부분이 그에 인접한 인서트 시트(4)의 측벽(11)으로부터 슬롯에 의해 생긴 거리를 두는 방식으로 인서트 시트(4) 내에 위치되며, 슬롯에 중첩된 가이드 립(12)은 측벽(11)의 상측으로부터 비활성 부 절삭 에지(9)의 방향으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 드릴 공구(1).
2. 제1항에 있어서, 가이드 립(12)은 활성 경사면의 비활성 부 절삭 에지(9)를 덮는 것을 특징으로 하는 드릴 공구(1).
3. 제1항에 있어서, 하나 이상의 절제부(13)가 인덱서블 인서트(3)의 비활성측 경사면의 돌출부들을 수용하기 위해 지지 표면(19) 및/또는 인서트 시트(4)의 측벽(11)에 형성된 것을 특징으로 하는 드릴 공구(1).
4. 제1항에 있어서, 인덱서블 인서트(3)의 몸체의 측벽(6)의 영역(16)이 간극을 형성하기 위해 인접한 부 절삭 에지(9)의 방향으로 테이퍼된 것을 특징으로 하는 드릴 공구(1).
5. 제4항에 있어서, 테이퍼된 영역(16)은 인덱서블 인서트(3)의 몸체의 측벽(6) 상에 사실상 삼각형의 면적을 한정하는 것을 특징으로 하는 드릴 공구(1).

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