KR20110018347A - 드릴 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직선형 처킹(chucking) 홈(4)을 갖고, 홈 기저부(2)의 볼록하게 설계된 영역이 주 절삭 에지(1)에 인접하고 오목하게 설계된 홈 기저부(12)가 홈 기저부(2)의 볼록하게 설계된 영역에 인접하는 볼록하게 만곡된 주 절삭 에지(1), 또는 오목하게 설계된 홈 기저부(12)가 주 절삭 에지에 인접하고 홈 기저부(2)의 볼록하게 설계된 영역이 홈 기저부(12)의 오목하게 설계된 영역에 인접하는 오목하게 만곡된 주 절삭 에지(11)를 갖는 드릴을 개시한다.

Description

드릴{Drill}

본 발명은 직선형 홈들을 갖는 드릴에 관한 것이다. 직선형 홈들을 갖는 드릴은 짧은 치핑(chipping) 재료를 절삭하는데 특히 적합하다. 이 드릴에서 홈은 칩을 제거하는 역할을 한다.

본질적으로 긴 치핑 재료의 경우, 긴 칩들이 홈의 출구 및 인접한 부 절삭 에지 사이의 직선형 홈의 경로에서 재밍(jamming)된다는 문제가 있다. 그러나, 짧은 치핑 재료의 경우에는 이러한 재밍을 관찰할 수 없다. 그러므로, 절삭 기술에서 나선형 홈들을 갖는 드릴이 오랜 동안 관습적으로 사용되었다. 이 경우에, 홈들의 나선형 구성은 홈의 내측에서 칩들을 절단하기 위해 말하자면 칩들의 진행 방향을 전환하는 기능을 갖는다. 이러한 나선형 홈들의 칩 절단 기능의 결과로, 긴 치핑 재료의 경우 짧은 칩들이 또한 생성되고, 상기 짧은 칩들은 홈과 부 절삭 에지 사이에 재밍되지 않고 나선형 홈에 의해 제거될 수 있다.

나선형 홈을 갖는 공구의 경우, 드릴의 굽힘 저항의 감소라는 단점이 있다.

종래 기술에 따른 직선형 홈을 갖는 드릴에서 주 절삭 에지는 홈과 같은 직선형 경로를 갖는다. 주 절삭 에지와 홈의 동일 경로의 결과로, 상기 주 절삭 에지와 홈은 연삭 휠에 의한 일 동작 중에 공구에서 연삭될 수 있다.

마지막으로, 절삭 거동, 예를 들어, 절삭 에지의 예리함과 절삭 에지의 안정성에 영향을 주기 위해 주 절삭 에지를 특히 비선형 형상으로 형성하는 것이 나선형 홈을 갖는 드릴의 분야에 알려져 있다.

본 발명의 목적은, 초반에 설명된 종래 기술에서 진행되어, 굽힘 저항을 갖고, 짧은 칩을 이용하여 본질적으로 긴 치핑 재료를 절삭하는데 특히 적합하고, 동시에 칩 절단 기능을 갖는 드릴을 제공하는 것이다.

본 발명은, 드릴의 중앙 종축에 대해 직선형인 홈의 사용이 드릴의 강성을 증가시킨다는 주지의 사실에서 진행되어, 최초로 이러한 직선형 홈을 갖는 드릴을 비선형 절삭 에지와 결합시킨다. 이 경우, 본 발명은 만곡된 주 절삭 에지를 사용하면 칩이 직선형 홈 내로 회전하여 들어가고, 따라서 칩이 절삭 에지의 비선형 구성으로 인해 방향 변화를 겪게 되고, 이 방향 변화는 최종적으로 칩이 홈 내에서 절단되게 한다는 인식을 이용한다. 그러므로, 칩 형성은 비선형 절삭 에지들의 사용을 통해 원하는 방향으로 영향 및 도움을 받는다. 또한, 만곡된 절삭 에지들을 갖는 드릴 횡단면에 의해 드릴의 비틀림 강성과 굽힘 저항이 증가한다.

원칙적으로, 본 발명은 한편에서 볼록하게 만곡된 주 절삭 에지와 다른 한편에서 오목하게 만곡된 주 절삭 에지를 갖는 드릴의 구성을 구별한다.

볼록하게 만곡된 주 절삭 에지를 갖는 구성은 절삭 에지 코너의 상당한 보호 구성을 수반한다. 그러므로, 절삭 에지는 높은 내마모성을 갖는다. 다른 구성에서, 홈의 기저부를 주 절삭 에지의 만곡된 형상에 맞추는 것이 또한 유리하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서, 홈 기저부는 볼록하게 만곡된 주 절삭 에지를 따라 볼록한 형상이어야 한다. 그 결과로, 원하는 양의 경사각이 발생한다. 이러한 양의 경사각은 "예리한 절삭 에지"를 초래한다. 상기 절삭 에지는 부드러운 재료를 절삭하는데 특히 적합하다.

또한, 홈 기저부의 설계는 추가로 변경된다. 드릴의 홈은 두 개의 영역, 즉 볼록하게 만곡된 주 절삭 에지의 경우, 인접한 홈 기저부의 오목하게 설계된 영역으로 이어지는 인접한 홈 기저부의 볼록하게 설계된 영역으로 나뉘어진다. 칩들의 배출 방향이 또한 이러한 변경에 의해 홈 기저부의 형상으로 변화되고, 따라서 홈 안의 칩 배출 구역에서 칩의 절단 거동이 홈 기저부의 구성에 의해 영향을 받을 수 있다. 동시에 드릴의 부 절삭 에지도 또한 변경된다. 드릴의 부 절삭 에지의 볼록한 구성은 홈 기저부의 볼록한 구성을 수반한다. 이는 홈 기저부와 드릴의 부 절삭 에지의 오목한 설계에 동일하게 적용된다. 바람직한 구성에서, 드릴의 홈을 형성하는 두 개의 영역은 동일한 길이를 갖는다. 그러므로, 오목하게 설계된 홈 기저부를 갖는 동일한 길이의 영역이 홈 기저부의 볼록하게 설계된 영역에 인접한다.

제2 실시예에서, 주 절삭 에지는 오목하게 만곡된다. 특정 로딩을 받는 절삭 에지 코너의 영역에서 이 오목하게 만곡된 주 절삭 에지는 특히 공격적이고, 이는 특히 높은 절삭 용량을 초래한다. 그러나, 대조적으로, 절삭 에지 코너가 많이 노출되고 따라서 마모되기 쉽다.

이 실시예에서 또한 오목하게 설계된 홈 기저부를 갖는 홈이 오목하게 만곡된 주 절삭 에지에 할당된다. 교번적인 오목한 부 절삭 에지와 볼록한 부 절삭 에지를 제공하기 위해, 그리고 홈 영역들의 변경을 제공하기 위해, 다음으로, 주 절삭 에지에 인접하는 홈 기저부의 오목하게 설계된 영역이 상기 오목하게 설계된 영역에 인접하는 볼록하게 설계된 홈 기저부를 갖는 영역에 의해 보완되는 것이 제공된다. 이 구성에서 또한 두 개의 홈 영역을 동일한 길이로 설계하는 것이 유리하다. 그러므로, 홈 기저부의 오목하게 설계된 영역은 볼록하게 설계된 홈 기저부를 갖는 영역만큼 길다.

또한, 오목하게 설계된 주 절삭 에지의 경우, 말하자면 칩을 홈 내부로 당기는 경향이 있고, 따라서 칩이 주 절삭 에지의 활성 포인트에서 매우 빨리 멀어진다.

본 발명에 따른 직선형 홈들은 5°에 이르는 양의 기울기를 가질 수 있다. 직선형 홈들을 -5°에 이르는 음의 기울기를 갖도록 구성하는 것도 마찬가지로 가능하다. 그러므로, 양의 기울기 또는 음의 기울기를 갖는 홈들은 그 경로에서 일정한 경사도를 갖는다.

드릴 포인트 또는 드릴 단면의 영역에서 포인트 시닝(point thinning)과 스플릿 포인트(split point) 또는 4면 포인트(four-facet point) 모두를 제공하는 것이 가능하다. 드릴의 절삭 에지 코너들은 또한 코너 반경, 즉 절삭 에지 코너들을 지지하기 위한 코너 베벨 또는 라운딩된 부분을 가질 수 있다. 라운딩되지 않은 예리한 코너 형상은 예를 들어 알루미늄 재료의 절삭에 적합하다. 그러나, 라운딩된 코너 형상은 예를 들어 주조용 재료를 절삭하는데 적합하다. 본 발명에 의하면, 주 절삭 에지들과 또한 부 절삭 에지들이 라운딩되지 않은 구성 또는 라운딩된 구성으로 이루어지는 것이 가능하고, 또는 그 안정성이 베벨을 형성함으로써 증가되는 것이 가능하다.

마지막으로, 홈 기저부의 설계에 있어서 상이하게 구성된 세 개 이상의 영역을 홈 내부에 구비하는 것이 또한 가능하다. 더욱이, 직선형 홈 기저부를 갖는 영역이 상기 볼록 또는 오목한 홈 기저부 구성을 갖는 영역에 인접하도록, 먼저 볼록 또는 오목한 홈 기저부 구성을 갖는 영역이 볼록 또는 오목한 절삭 에지를 잇는 것이 제공되고, 다음으로, 볼록 또는 오목하게 구성된 홈 기저부를 갖는 영역이 상기 직선형 홈 기저부를 갖는 영역에 인접할 수 있다.

본 발명에 의하면, 긴 치핑 재료 및/또는 더 높은 강도의 재료를 절삭하기 위해 직선형 홈을 갖는 드릴을 사용하는 것이 최초로 가능하게 된다.

도 1은 볼록하게 만곡된 주 절삭 에지를 갖는 드릴의 드릴 포인트의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 드릴 구역의 다른 사시도를 도시한다.
도 3은 도 1과 도 2에 도시된 드릴의 측면도를 도시한다.
도 4는 도 3의 화살표 IV에 따른 정면도를 도시한다.
도 5는 도 3의 V-V 단면을 도시한다.
도 6은 연관된 연삭 휠의 가능한 형상 및 위치와 함께 도 4에 따른 드릴 포인트의 평면도를 도시한다.
도 7은 볼록하게 만곡된 절삭 에지와, 볼록하게 설계된 홈 기저부를 갖는 홈의 인접 영역과, 오목한 설계를 갖는 홈 기저부의 인접 영역을 갖는 드릴의 측면도를 도시한다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII 단면을 도시한다.
도 9는 도 7의 IX-IX 단면을 도시한다.
도 10은 오목하게 만곡된 주 절삭 에지를 갖는 드릴의 드릴 포인트의 사시도를 도시한다.
도 11은 도 10에 도시된 드릴 구역의 다른 사시도를 도시한다.
도 12는 도 10과 도 11에 도시된 드릴의 측면도를 도시한다.
도 13은 도 12의 화살표 XIII에 따른 정면도를 도시한다.
도 14는 도 12의 XIV-XIV 단면을 도시한다.
도 15는 연관된 연삭 휠의 가능한 형상 및 위치와 함께 도 13에 따른 드릴 포인트의 평면도를 도시한다.
도 16은 오목하게 만곡된 절삭 에지와, 오목하게 설계된 홈 기저부를 갖는 홈의 인접 영역과, 볼록한 설계를 갖는 홈 기저부의 인접 영역을 갖는 드릴의 측면도를 도시한다.
도 17은 도 16의 XVII-XVII 단면을 도시한다.
도 18은 도 16의 XVIII-XVIII 단면을 도시한다.

도 1은 드릴의 경우에 일반적인 쌍으로 형성된 볼록한 주 절삭 에지(1)와, 볼록한 주 절삭 에지들(1)에 인접한 볼록한 홈 기저부(2)를 도시한다. 볼록하게 설계된 홈 기저부(2)는 드릴의 종방향(3)으로 연장된 직선형 홈(4)의 구성 부분이다. 홈(4)은 그 원주 면에서 부 절삭 에지(5)에 의해 한정된다. 또한, 주 측면(6)이 볼록한 주 절삭 에지(1)에 각각 인접한 반면에, 부 측면들(7)이 부 절삭 에지들(5)에 인접한다. 볼록한 주 절삭 에지들(1)의 볼록한 설계를 도 4의 정면도에서 특히 분명하게 볼 수 있다. 또한, 볼록한 주 절삭 에지들(1)의 볼록한 설계가 칩들의 일정한 편향을 초래한다는 것을 도 4의 도시에서 알 수 있고, 따라서, 칩이 말하자면 일정한 비틀림을 가지고 홈(4)의 내부로 당겨진다.

부 절삭 에지들(5)에 인접하는 홈들(4)의 영역이 또한 볼록한 홈 기저부(2)로 각각 설계된다는 것을 도 5의 도시에서 알 수 있다.

마지막으로, 도 6은 성형 공구로 설계된 연삭 휠(8)을 도시한다. 이 연삭 휠(8)은 볼록한 주 절삭 에지(1) 상에서 비스듬하게 작동하며, 볼록한 주 절삭 에지(1)의 볼록한 형태를 보충하도록 설계된 오목한 기계 가공면(9)을 그 측부 영역에 구비한다.

도 9는 볼록한 주 절삭 에지(1)를 갖는 본 발명에 따른 드릴을 도시한다. 볼록한 홈 기저부(2)를 갖는 홈들(4)의 영역이 볼록한 주 절삭 에지들(1)에 인접하되, 상기 영역은 도 9의 횡단면도에 도시된다. 볼록한 주 절삭 에지들(1)로부터 중앙 종방향(3)으로 보이는 바와 같이, 오목한 홈 기저부(12)를 갖는 다른 영역이 볼록한 홈 기저부(2)를 갖는 영역에 인접한다. 오목한 홈 기저부를 갖는 영역을 관통하는 단면이 도 7과 도 8에서 VIII-VIII 단면으로 도시된다. 홈(4)의 오목한 홈 기저부(12)를 갖는 영역에서 부 절삭 에지들(5)이 양의 경사각을 갖는다는 것을 도 8의 도시에서 알 수 있다.

도 10에 따르면, 드릴은 두 개의 오목한 주 절삭 에지(11)로 형성된 주 절삭 에지 쌍을 갖는다. 오목한 주 절삭 에지들(11)은 드릴 원주에서 각각 절삭 에지 베벨(13)에 의해 한정된다. 이 절삭 에지 베벨은 한편에서 날카롭게 형성되어 공격적인 절삭 에지 코너(14)를 안정화하고, 다른 한편에서 마찬가지로 공격적으로 절삭하는 부 절삭 에지들(5)을 안정화하는 역할을 한다.

오목한 홈 기저부(12), 즉 홈(4)의 오목하게 설계된 영역은 드릴의 종방향(3)으로 각각의 오목한 주 절삭 에지(11)에 인접한다.

먼저, 오목한 주 절삭 에지들(11)의 오목한 경로와 또한 오목한 홈 기저부(12)의 오목한 경로를 도 12, 도 13, 도 14의 도시에서 다시 볼 수 있다. 특히, 단면을 도시한 도 12와 도 14의 XIV-XIV 단면은 오목한 홈 기저부(12)와 그로 인해 양의 경사각을 갖는 공격적인 부 절삭 에지(5)를 도시한다. 오목한 주 절삭 에지(11)를 기계 가공하기 위해 드릴 포인트 상에서 비스듬하게 작동하는 연삭 휠(8)을 도 15의 도시에서 다시 볼 수 있다. 이 연삭 휠(8)은 오목한 주 절삭 에지(11)의 오목한 상태를 보충하도록 설계된 볼록한 기계 가공면(19)을 그 원주부에 갖는다. 볼록한 기계 가공면(19)은 연삭 휠(8)의 라운딩된 코너 영역에 의해 형성된다.

마지막으로, 오목한 주 절삭 에지들(11)로부터 중앙 종축 방향(3)으로 보이는 바와 같이, 도 16과 도 17과 도 18은 먼저 오목한 주 절삭 에지(11)와, 인접한 홈(4) 내부의 오목한 홈 기저부(12)와, 볼록한 홈 기저부(2)를 갖는 인접 영역을 갖는 결합형 공구를 도시한다. 이러한 연결에서, 도 17의 XVII-XVII 단면에 도시된 볼록한 홈 기저부(2)를 갖는 영역이 음의 경사각을 갖는다는 것을 도 17의 도시에서 알 수 있다.

요약하면, 볼록한 홈 기저부(2)를 갖는 홈(4)의 영역과 볼록한 주 절삭 에지들(1)로 이루어진 주 절삭 에지 쌍의 사용은 공구의 절삭 에지 코너들의 내구성 개선이라는 장점을 가져오되, 상기 영역은 공구의 중앙 종방향(3)으로 상기 주 절삭 에지 쌍에 인접한다. 이러한 개선된 내구성으로 인해 더 단단한 재료들이 절삭될 수 있다. 이는 또한 칩들의 형성 및 처리를 돕는다.

오목한 홈 기저부(12)를 갖는 홈들(4)의 영역과 오목한 주 절삭 에지들(11)로 이루어진 주 절삭 에지 쌍을 갖는 공구의 사용은 홈들(4)의 체적을 늘리고 따라서 칩 처리를 위한 더 큰 공간을 형성하되, 상기 영역은 공구의 중앙 종방향(3)으로 상기 주 절삭 에지 쌍에 인접한다. 이 경우에, 절삭 에지 코너들(14)은 현저하게 더 공격적이고 부 절삭 에지들(5)도 그러하다. 이런 방식으로, 더 취성인 재료들 또는 더 높은 강도를 갖지만 쉽게 파괴되는 재료들을 더욱 용이하게 기계 가공할 수 있다.

1. 주 절삭 에지 2. 홈 기저부
3. 종방향 4. 직선형 홈
5. 부 절삭 에지 7. 부 측면들

Claims (5)

1. 직선형 홈(4)을 갖고, 볼록하게 설계된 홈 기저부(2)가 주 절삭 에지(1)에 인접하고 홈 기저부(12)의 오목하게 설계된 영역이 홈 기저부(2)의 볼록하게 설계된 영역에 인접하는 볼록하게 만곡된 주 절삭 에지(1), 또는 오목하게 설계된 홈 기저부(12)가 주 절삭 에지에 인접하고 홈 기저부(2)의 볼록하게 설계된 영역이 홈 기저부(12)의 오목하게 설계된 영역에 인접하는 오목하게 만곡된 주 절삭 에지(11)를 갖는 드릴.
2. 제1항에 있어서, 홈 기저부(2)의 볼록하게 설계된 영역과 홈 기저부(12)의 오목하게 설계된 영역은 각각 동일한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 드릴.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 홈 기저부(2)의 볼록하게 설계된 영역에 인접하는 볼록하게 만곡된 주 절삭 에지를 갖는 드릴에서, 직선형 홈 기저부를 갖는 영역이 볼록하게 설계된 홈 기저부(2)에 인접하고 홈 기저부(12)의 오목하게 설계된 영역이 상기 직선형 홈 기저부에 인접하거나, 또는 홈 기저부(12)의 오목하게 설계된 영역에 인접하는 오목하게 만곡된 주 절삭 에지를 갖는 드릴에서, 직선형 홈 기저부를 갖는 영역이 오목하게 설계된 영역을 잇고 볼록하게 설계된 홈 기저부(2)를 갖는 영역이 직선형 홈 기저부를 갖는 영역에 인접한 것을 특징으로 하는 드릴.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 홈들은 +5°에 이르는 양의 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 드릴.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 홈들은 -5°에 이르는 음의 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 드릴.

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