KR20120034158A

KR20120034158A - 회전 구동형 멀티 베벨 스텝 공구

Info

Publication number: KR20120034158A
Application number: KR1020117025763A
Authority: KR
Inventors: 루트피 보츠쿠르트
Original assignee: 귀링 오하게
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2012-04-10
Also published as: US9321111B2; CN102448646A; WO2010115404A1; EP2414122B1; US20130302100A1; JP2012521897A; EP2414122A1; US20120082523A1; KR101688178B1; US20150266106A1; CN102448646B; JP5603924B2

Abstract

본 발명은 절삭 및 진행 방향으로 엇갈림 배열되고, 날의 개수에 대응하는 다수의 플루트를 각각 갖춘 다수의 한 날 또는 다중 날 절삭 스텝을 포함하는 회전 구동형 멀티 베벨 스텝 공구, 특히 고형 물질 안으로 드릴링하기 위한 스텝 드릴에 관한 것이다. 원주 방향으로 서로 인접한 플루트(23,33)는 웨브(web;24)에 의해 서로 분리된다. 본 발명에 따르면, 절삭 및 진행 방향으로 두 연속된 절삭 스텝(20,30)의 원주 방향으로 서로 인접한 플루트(23,33)는 원주 방향으로 개방되고 중간에 웨브(24)를 차단하는 금속 절삭 윈도우(25)에 의해 서로 연결된다.

Description

회전 구동형 멀티 베벨 스텝 공구{ROTATIONALLY DRIVEN MULTI-BEVEL STEP TOOL}

본 발명은 회전 구동형 멀티 베벨 스텝 공구에 관한 것으로, 특히 청구항 1의 전제부에 따른 절삭 및 진행 방향으로 엇갈림 배열을 갖는, 고형 물질 안으로 드릴링하기 위한 다수의 한 날 또는 다중 날 절삭 스텝을 포함하는 스텝 드릴에 관한 것이다.

생산 기술에서는 다단계 기계가공이 잘 알려져 있다. 예를 들어, 축방향으로 엇갈린 서로 다른 직경의 드릴 구멍 뿐만 아니라, 접시(원뿔)형 구멍(countersink) 또는 서로 다른 드릴 구멍과 접시형 구멍의 조합으로 된 통상의 드릴 구멍이 만들어진다. 가공 시간을 최소화하기 위해, 조합형 공구는 하나의 생산 단계에서 전술한 서로 다른 기계가공 작업을 수행하도록 발전되어 왔다. 이러한 조합형 공구들 사이에는 아래에 기재된 스텝 공구로서 적절하고 일반적으로 적용되는 스텝 드릴 비트, 접시형 구멍 커터, 스텝 접시형 구멍, 스텝 리머 등이 있다.

이러한 스텝 공구들에 대한 예는 독일 공개 특허 DE 299 01 414 U1호, DE 36 10 016 A1호, DE 200 15 550 U1호, DE 20 2007 015 595 U1호, DE 1 785 012 U호 또는 DE 1 041 324 A호에 제시되어 있다. 독일 공개 특허 DE 299 01 414 U1호, DE 36 10 016 A1호 및 DE 200 15 550 U1호에서 설명된 스텝 공구들은 복합 칩 플루트(chip flutes)를 구비한 각각의 절삭 스텝에서 발생된 칩들을 운반한다. 독일 공개 특허 DE 20 2007 015 595 U1호에서 설명된 스텝 공구는 각각 자체 칩 플루트를 가지는 2개의 절삭 스텝에 특징이 있다. 독일 공개 특허 DE 1 041 324 A호에서 설명된 스텝 드릴은 3개의 칩 플루트가 부여된 경우, 제1, 제3 및 제5 절삭 스텝과 제2 및 제4 절삭 스텝에 전술한 두 스텝 공구들을 조합하는 것을 설명하기 위한 것이다. 독일 공개 특허 DE 1 785 012 U호는 자체 칩 플루트가 각각 부여되어 있는 서로 다른 가공 직경으로 된 2개의 절삭 스텝을 구비한 멀티 베벨 스텝 드릴의 형상에서 포괄적인 범주의 멀티 베벨 스텝 공구를 도시 및 설명하고 있다.

종래의 멀티 베벨 스텝 공구들은 플루트 별로 칩 운반에 이용가능한 체적이 일반적으로 정밀하게 계산되기 때문에, 비교적 작은 가공 직경을 가지는 절삭 스텝의 영역에서는 불리한 조건 하에서 칩 재밍(jamming)이 쉽게 발생할 수 있는 단점이 있다. 칩 재밍의 결점은 예를 들어 작은 가공 직경을 갖는 절삭 스텝의 축방향 길이를 증가시킨다.

본 발명의 목적은 독일 공개 특허 DE 1 785 012 A호에 기재된 바와 같은 멀티 베벨 스텝 공구에 기초하여 멀티 베벨 스텝 공구를 더 발전시켜, 신뢰성있는 칩의 운반, 특히 비교적 작은 가공 직경을 갖는 절삭 스텝의 영역에서 신뢰성있는 칩의 운반이 보장될 수 있도록 하는데 있다.

이 문제는 청구항 1의 특징을 갖는 멀티 베벨 스텝 공구에 의해 해결된다.

본 발명에 따른 회전 구동형 멀티 베벨 스텝 공구는 (원주방향 또는 회전 또는) 절삭 및 (축방향 또는) 진행 방향으로 엇갈림 배열되고, 각각 절삭 날의 수에 상응하는 다수의 플루트를 가지는 다수의 한 날 또는 다중 날 절삭 스텝을 포함한다. 한 날 절삭 스텝의 경우, 절삭 스텝은 각각 단 하나의 절삭 날 및 이 절삭 날에 대응하는 하나의 플루트에 특징이 있는 반면, 2날형, 3날형 등의 절삭 스텝의 경우, 절삭 스텝은 절삭 날의 해당 개수 및 이 절삭 날의 수에 상응하며 절삭 날에 각각 부여된 다수의 플루트에 특징이 있다. 이와 같이, 각각의 절삭 스텝은 각각의 절삭 날의 수에 상응하는 다수의 플루트를 가진다. 원주 방향으로 상호 인접한 플루트는 랜드(land)에 의해 서로 분리된다. 플루트와, 이들 플루트를 따라 플루트들 사이에 위치된 랜드는 멀티 베벨 스텝 공구의 회전 축에 대하여 나선형 또는 직선형으로 형성될 수 있다.

2개의 절삭 스텝의 경우, 서로 다른 가공 직경의 특징을 갖는 절삭 스텝의 절삭 및 진행 방향으로의 엇갈림은 작은 가공 직경을 갖는 절삭 및 진행 방향에서의 제1 또는 유도 절삭 스텝과, 큰 가공 직경을 갖는 절삭 및 진행 방향에서의 제2 또는 후속 절삭 스텝을 제공한다. 2개 이상의 절삭 스텝의 경우, 절삭 및 진행 방향으로의 2개의 연속 절삭 스텝은 절삭 및 진행 방향에서의 유도 절삭 스텝, 및 절삭 및 진행 방향에서의 후속 절삭 스텝, 예를 들어 제1 절삭 스텝 및 제2 절삭 스텝, 또는 제2 절삭 스텝 및 제3 절삭 스텝 등으로 구성된다. 유도 절삭 스텝은 항상 후속 절삭 스텝보다 작은 가공 직경을 갖는다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 멀티 베벨 스텝 공구에서, 절삭 및 진행 방향으로 두 연속된 절삭 스텝의, 원주 방향으로 두 인접한 플루트는 랜드에 의해 서로 분리된다. 서로 다른 절삭 스텝에의 상관 관계와 관계없이, 플루트는 바람직하게는 각각의 절삭 스텝의 시작점으로부터 공구 자루에 위치된 말단부까지 연속적인 형태로 구성되므로, 유도 절삭 스텝의 플루트는 축 방향으로 동일 지점에 플루트 단부를 갖는 후속 절삭 스텝의 플루트보다 더 길다.

본 발명에 따르면, 절삭 및 진행 방향으로 두 연속된 절삭 스텝, 즉 작은 가공 직경을 갖는 유도 절삭 스텝 및 큰 가공 직경을 갖는 후속 절삭 스텝의, 원주 방향으로 인접한 플루트는 중간에 랜드를 차단하는 칩 윈도우(chip window)에 의해 연결된다. 따라서, 유도 절삭 스텝과 관련하여, 칩 윈도우는 유도 절삭 날의 해당 경사면(rake face) 또는, 절삭 인서트가 갖춰진 공구 몸체로서 형성되어 있는 멀티 베벨 스텝 공구의 경우, 상기 해당 경사면을 연장시키는 유도 절삭 스텝의 플루트의 면에 위치된다.

원주 방향으로 인접한 플루트가 칩 윈도우에 의해 서로 연결되는, 절삭 및 진행 방향으로 두 연속된 절삭 스텝은, 최소 가공 직경을 갖는 제1 절삭 스텝에서 칩 운반에 문제가 발생될 가능성이 크기 때문에, 바람직하게는 제1 및 제2 절삭 스텝으로 구성된다. 제1 및 제2 절삭 스텝에 대신 또는 추가하여 제2 및 제3 스텝, 제3 및 제4 스텝 등의, 즉 절삭 및 진행 방향으로 어떤 두 연속된 절삭 스텝의, 원주 방향으로 두 인접한 플루트는 이들 사이의 랜드에서 칩 윈도우에 의해 연결될 수 있다.

아무튼, 작은 가공 직경을 갖는 절삭 및 진행 방향에서의 유도 절삭 스텝의 플루트에서 운반되는 칩들의 적어도 일부는, 예를 들어 밀링 또는 그라인딩에 의해 제작되는 칩 윈도우를 통과하여, 큰 가공 직경을 갖는 절삭 및 진행 방향에서의 후속 절삭 스텝의 원주 방향으로 인접한 플루트로 향할 수 있다. 따라서, 유도 절삭 날에서 발생된 칩의 운반은, 칩이 칩 윈도우에 도달할 때까지 유도 절삭 날의 각 플루트에 의해 오직 플루트의 길이방향으로만 이루어지고, 칩이 칩 윈도우에 도달한 후에는 유도 절삭 스텝의 각 플루트 및 후속 절삭 스텝의 원주 방향으로 인접한 플루트에서 이루어진다. 따라서, 유도 절삭 날에서 발생된 전체 칩의 대량 운반에 이용될 수 있는데, 이는 특히 매우 작은 가공 직경을 갖는 제1 절삭 스텝에 대해 양호한 칩 운반이 이루어질 수 있음을 의미한다. 양호한 칩 운반 결과, 제1 절삭 스텝의 플루트의 반경 깊이는 예를 들어 큰 코어 직경을 유지하기 위해 필요하다면 크기를 빠듯하게 정할 수 있다.

본 발명에 따른 멀티 베벨 스텝 공구는, 특히 실린더 헤드에 연료 분사장치용 홀을 제작하기 위한 멀티 베벨 스텝 드릴의 형상으로 적용된다. 개별 절삭 스텝들, 예를 들어 3개의 절삭 스텝들은 각각 바람직하게는 원주 방향으로 등거리에 위치된 면을 갖는 다중 날과 원주 절삭 날, 특히 한 지점에 대하여 대칭을 이루는 이중 날이다.

추가의 유리한 실시예들은 종속 청구항의 대상들이다.

바람직한 실시예로서, 칩 윈도우는 기본적으로 반경 방향으로, 원주 방향으로 후속 절삭 스텝의 인접한 플루트의 바닥까지 연장한다. 따라서, 칩 윈도우는 유도 절삭 스텝에서 제작된 칩들이 원주 방향으로 후속 절삭 스텝의 인접한 플루트 안으로 통과하여 공구 자루를 향해 운반될 수 있는 충분한 반경 깊이를 가진다.

칩 윈도우는, 바람직하게는 진행 방향으로, 적어도 후속 절삭 스텝의 시작점을 커버하도록, 특히 후속 절삭 스텝의 대응하는 면 절삭 날이 기본적으로 칩 윈도우에 중심을 갖도록 위치된다. 이 위치는 후속 절삭 날의 최장 길이의 플루트를 유도 절삭 스텝에서 발생된 칩을 추가로 운반하는데 이용할 수 있게 해준다. 따라서, 유도 절삭 스텝의 플루트로부터 칩 윈도우를 통해 후속 절삭 스텝의 원주 방향으로 인접한 플루트 안으로 운반되는 칩들은 후속 절삭 스텝에서 발생된 칩과 함께 후속 절삭 스텝의 시작점으로부터 공구 자루를 향하여 운반된다.

반경 깊이 및 축 길이, 즉 칩 윈도우의 크기는 가공될 재료와 유도 절삭 스텝에서 예상되는 칩들의 평균 치수(길이, 두께, 폭)에 따라 구성될 수 있다. 실제로 이는 비교적 긴 칩들용으로 보다 깊고 긴 칩 윈도우가 선택될 수 있음에 반해, 비교적 짧은 칩들용으로는 얕고 짧은 칩 윈도우가 충분할 수 있음을 의미한다. 유도 절삭 스텝의 플로트로부터 후속 절삭 날의 원주 방향으로 인접한 플루트까지의 운반은 제작 요구조건에 따라 칩 윈도우를 설계함으로써 개선될 수 있다.

칩 윈도우는 바람직하게는 공구 팁으로부터 공구 자루까지 축방향으로, 반경 깊이가 증가하는 칩 윈도우 입구, 칩 윈도우 입구에 연결되고 바람직하게는 축방향으로 평행한 칩 윈도우 바닥, 및 칩 윈도우 바닥에 연결되고 반경 깊이가 감소하는 칩 윈도우 끝단으로 분할된다. 바람직하게는, 축방향으로 평행한 칩 윈도우 바닥의 길이는 각각의 요구 조건에 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 칩 윈도우 바닥은 측면에서 볼 때 오목한 개구부의 형상을 갖는 칩 윈도우에서 매우 짧게 구비될 수 있다. 칩 윈도우 바닥을 길게 설계함으로써, 칩 윈도우는 가늘고 긴 형상으로 형성될 수 있다. 칩 윈도우 입구 및 칩 윈도우 끝단은 각각 바람직하게는 오목한 곡면으로 실시된다. 칩 윈도우 바닥은 바람직하게는 소정의 축방향 길이를 갖는 평면으로 구성되거나, 또는 예를 들어 소정의 축방향 길이를 갖는 오목한 곡면으로 구성된다.

칩 윈도우 바닥은 바람직하게는 후속 절삭 스텝의 경사면에 대하여, 또는 후속 절삭 스텝의 경사면을 연장시키는 원주 방향으로 인접한 플루트에 대하여 설정 각도 만큼 기울어져 있다. 상기 경사면 또는 이 경사면을 연장시키는 원주 방향으로 인접한 플루트의 면에 대하여 칩 윈도우를 기울임으로써, 유도 절삭 스텝의 플루트와 후속 절삭 스텝의 플루트 간에 깊이차가 점차 감소될 수 있으며, 이것은 유도 절삭 스텝의 플루트로부터 후속 절삭 스텝의 원주 방향으로 인접한 플루트까지의 칩의 운반을 개선시킨다.

또한, 원주 방향으로 인접한 플루트들 사이의 랜드에서의 개구부의 방향과 관련하여, 칩 윈도우는 기본적으로 멀티 베벨 스텝 공구의 회전축 및 두 플루트의 종방향에 대하여 반경 방향으로, 또는 멀티 베벨 스텝 공구의 회전축 및 후속 절삭 스텝의 플루트의 종방향에 대하여 90도 이하의 각도 방향으로 향할 수 있다. 기본적으로 반경 방향과 비교하면, 90도 이하 각도에서 플루트의 회전축 또는 종방향에 대한 칩 윈도우의 방향은 유도 절삭 스텝으로부터 후속 절삭 스텝의 원주 방향으로 인접한 플루트까지 칩 윈도우에 전체에서 굴절이 없다는 이점이 있으며, 이는 전체적으로 칩 운반을 개선시킨다.

한 바람직한 실시예로, 본 발명에 따른 멀티 베벨 스텝 공구는 단단한 초경합금(cemented carbide)으로 만들어진 단일체인 공구 몸체와 이 공구 몸체상에 위치된 다결정 다이아몬드(polycrystalline diamond;PCD) 절삭 인서트에 특징이 있다. 이 실시예에서 유도 절삭 스텝의 칩 윈도우는 축 길이 및 축 위치와 관련하여 후속 절삭 스텝의 대응 절삭 삽입물의 축 길이 및 축 위치에 맞춰진다.

플루트들은 나선형으로 형성될 수 있으나, 바람직하게는 직선형으로 실시된다.

또한, 본 발명에 따른 멀티 베벨 스텝 공구는 바람직하게는 하나 또는 여러 개의 절삭 스텝에 절삭 유체를 공급하기 위한 최소량의 윤활유용으로 적합한 채널의 내부 시스템에 특징이 있다. 절삭 유체의 공급은 바람직하게는 유도 절삭 스텝의 전면 플랭크(front facing flank)의 영역, 즉 해당 경사면 뒤쪽의 절삭 방향에 각각 위치되는 출구를 통해 제공된다. 다수의 절삭 스텝을 갖는 멀티 베벨 스텝 공구에 대하여, 만일 칩들이 긴 통로를 통해 공구 자루 쪽으로 운반되도록 된 전용 절삭 스텝(들), 예를 들어 3개의 절삭 스텝의 경우에 제1 및 제2 절삭 스텝에만 윤활유가 공급된다면 이는 충분할 수 있다. 아무튼, 전면 플랭크에서 벗어난 윤활유는 절삭 방향에서의 후속 절삭 스텝의 원주 방향으로 인접한 플루트를 통해 유출될 수 있으며, 그에 의해 후속 절삭 스텝에서의 칩 전달을 지원하게 된다.

본 발명에 따르면, 멀티 베벨 스텝 공구는 보다 신뢰성있는 칩의 운반, 특히 비교적 작은 가공 직경을 갖는 절삭 스텝의 영역에서 신뢰성있는 칩의 운반이 보장된다.

다음에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 멀티 베벨 스텝 공구의 일 실시예가 설명된다.
도 1a는 멀티 베벨 스텝 공구의 일 실시예의 측면도;
도 1b는 도 1a로부터 스텝 드릴의 정면도;
도 2a는 도 1a의 회전축 주위를 -40°까지 회전한 스텝 드릴의 측면도;
도 2b는 도 1b의 회전축 주위를 -40°까지 회전한 스텝 드릴의 정면도;
도 3a는 도 1a의 회전축 주위를 -70°까지 회전한 스텝 드릴의 측면도;
도 3b는 도 1b의 회전축 주위를 -70°까지 회전한 스텝 드릴의 정면도;
도 3c는 도 3a에 도시된 스텝 드릴의 공구 팁의 확대도;
도 4는 도 1a 내지 도 3c에 도시된 스텝 드릴의 사시도.

도면에서 참조부호 '10'은 스텝 드릴로서 실시된 다중 날을 갖는 회전 구동형 멀티 베벨 스텝 공구를 나타낸다. 스텝 드릴(10)은 엇갈린 형태(staggered)의 드릴 구멍을 제작하는데 사용되는 것으로, 이와 같은 드릴 구멍은 자동차 제조에서 실린더 헤드에 연료 분사장치에 하우징을 씌우는데 필요하다. 도면에 포함된 측정값과 제작 지시는 멀티 베벨 스텝 공구에 관한 오직 하나의 실시예에 대해서만 적용하는 것임을 주지하여야 한다.

스텝 드릴(10)은 이를 척(미도시) 및 절삭 부분(14)에 고정하기 위해 공구 자루(tool shank;12)를 가진다. 스텝 드릴(10)은, 예를 들어 길이가 191.5mm이고 공구 자루의 직경은 약 25mm이다. 도시된 실시예에서 스텝 드릴(10)은 미소 직경(D20)을 갖는 제1 절삭 스텝, 약간 큰 미소 직경(D20)을 갖는 제2 절삭 스텝(30) 및 보다 더 큰 미소 직경(D40)을 갖는 제3 절삭 스텝(40)으로 이루어진 3개의 절삭 스텝(20)(30)(40)을 구비함에 특징이 있다.

예를 들어, 측정값 D20은 약 7.7mm, 측정값 D30은 약 18mm, 그리고 측정값 D40은 약 23.7mm로 한다. 모든 미소 직경들은 매우 좁은 허용오차를 갖는 것을 특징으로 한다. 제1, 제2 및 제3 절삭 스텝(20)(30)(40)은, 도면에 도시된 바와 같이, 제1 절삭 스텝과 제2 절삭 스텝간 각거리(angle distance)가 약 -40°이고, 제1 절삭 스텝과 제3 절삭 스텝간 각거리가 약 -70°가 되도록 절삭 및 진행 방향으로 엇갈린 형태로 배열될 수 있다. 도 1a 및 도 2a에서, 제2 및 제3 절삭 스텝의 시작점은 점선으로 도시된다.

도시된 실시예에서 제1, 제2 및 제3 절삭 스텝(20)(30)(40)은 각각 이중 날로 이루어지며, 이러한 이중 날은 각각 2개의 면 절삭날(21)(31)(41)과 2개의 원주 절삭날(22)(32)(42), 및 이들 절삭날들의 수에 각각 대응하는 2개의 플루트(23)(33)(43)(도 1b 및 도 2b 참조)를 가진다. 도면에서 볼 수 있는 것처럼, 플루트(23)(33)(43)는 각각의 절삭 스텝(20)30)(40)의 시작점으로부터 공구 자루(12)의 바로 앞쪽에 위치한 그의 끝단까지 연속 직선 형태로 구성된다. 원주 방향으로 인접한 플루트(23,33 및 33,43)들은 랜드(24)(34)44)에 의해 서로 분리된다. 도면에서 도시된 바와 같이, 절삭 및 진행 방향으로의 제1, 제2 및 제3 절삭 스텝(20)(30)(40)의 엇갈림에 의해, 제1 절삭 스텝(20)은 제2 절삭 스텝(30)에 대하여 절삭 및 진행 방향으로 유도 절삭 스텝(leading cutting step)을 구성하는 한편, 제2 절삭 스텝(30)은 제1 절삭 스텝에 대하여 절삭 및 진행 방향으로 후속 절삭 스텝(succeeding cutting step)을 구성하고, 아울러 제3 절삭 스텝(40)에 대하여 유도 절삭 스텝을 구성한다. 결과적으로, 제3 절삭 스텝(40)은 제2 절삭 스텝(30)에 대하여 절삭 및 진행 방향으로 후속 절삭 스텝을 구성한다.

도시된 실시예에서, 스텝 드릴(10)은 단단한 초경합금(cemented carbide)으로 만들어진 단일체인 공구 몸체와 이 공구 몸체상에 위치된 다결정 다이아몬드(PCD) 절삭 인서트(14)(15)(16)가 특징이며, 이 다결정 다이아몬드 절삭 인서트(14)(15)(16)는 각각 하나의 면과 하나의 원주 절삭날(21,22,31,32 및 41,42)로 구성된다(도 3c 참조).

도면에 도시된 실시예에서, 제1 및 제2 절삭 스텝(20)(30)의 원주 방향으로 인접한 플루트(23)(33)들은 원주 방향으로 개방되고 중간에 랜드(24)를 차단하는 칩 윈도우(chip window;25)에 의해 서로 연결된다. 도시된 실시예에서, 중간 랜드(24)를 차단하는 칩 윈도우(25)는 기본적으로, 후속하는 제2 절삭 스텝(30)의 원주 방향으로 인접한 플루트(33)의 바닥까지 반경 방향으로 연장한다. 칩 윈도우(25)는 실제로 제2 절삭 스텝(30)의 최근접 면 절삭날(31)이 특히 기본적으로 칩 윈도우(25)에 중심을 갖도록, 진행 방향을 따라 제2 절삭 스텝(30)의 시작점까지 연장한다(도 2a 참조).

칩 윈도우(25)는 반경 깊이(radial depth)가 증가하는 칩 윈도우 입구(25a), 칩 윈도우 입구(25a)에 연결된, 바람직하게는 축방향으로 평행한 칩 윈도우 바닥(25b), 및 칩 윈도우 바닥에 연결되고 반경 깊이가 감소하는 칩 윈도우 끝단(25c) 안으로, 공구 팁(11)으로부터 공구 자루(12)까지 축 방향으로 분할된다. 도시된 실시예에서, 칩 윈도우 입구(25a) 및 그와의 사이에 칩 윈도우 바닥(25b)을 가지는 칩 윈도우 끝단(25c)은 각각, 칩 윈도우가 랜드(24)에서의 개구부의 방향으로, 스텝 드릴의 회전축(11)에 대하여 그리고 제2 절삭 스텝(30)의 플루트(33)의 종방향에 대하여 기본적으로 반경 방향으로 향하도록 형성된다(도 3c 참조:

).

실시예에서 축방향으로 평행한 칩 윈도우 바닥(25b)의 길이는 기본적으로, 제2 절삭 스텝(30)의 면 및 원주 절삭날(31)(32)을 구성하는 PCD 절삭 인서트(15)의 길이와 상응한다. 칩 윈도우 입구(25)와 칩 윈도우 끝단(25b)은 각각 오목한 곡면으로 형성된다. 칩 윈도우 바닥(25b)은 실시예에서 소정의 축 길이를 갖는 평면에 의해 형성된다. 또한 도시된 실시예에서, 칩 윈도우 바닥(25b)은 제2 절삭 스텝(30)의 경사면(35)을 연장시키는 플루트(33)의 플루트 면(36)을 향하여 약 5°의 지정 각도로 기울어진다.

공구(10)는 최소량의 윤활유용으로 적합한 채널(50)의 내부 시스템에 의해 이루어지고 도 1a에 점선으로 표시된 제1 및 제2 절삭 스텝(20)(30)에 대한 절삭 유체 공급에 특징이 있다. 절삭 유체는 전면 플랭크(29)(39)의 영역, 즉 제1 또는 제2 절삭 스텝(20)(30)의 해당 전방 절삭날(21)(31) 후방의 절삭 방향에 각각 위치되는 출구(28)(38)을 통해 공급된다.

물론, 본 발명의 기본적인 사상을 벗어남이 없이 기재된 실시예로부터의 변경은 가능하다.

예를 들어, 실시예에서 칩 윈도우는 제1 및 제2 절삭 스텝(20)(30)의 원주 방향으로 인접한 플루트(23)(33)들 사이에서 뿐만 아니라, 제2 및 제3 절삭 스텝(30)(40)의 원주 방향으로 인접한 플루트들 사이에서도 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 멀티 베벨 스텝 공구는 또한 3개의 절삭 스텝 대신 단지 2개의 절삭 스텝이나 3개를 초과하는 절삭 스텝을 특징으로 할 수 있다. 만일, 3개를 초과하는 절삭 스텝이 존재하는 경우, 절삭 및 진행 방향에서 유도 및 후속 절삭 스텝의 원주 방향으로의 어떤 인접한 플루트들은 이들 사이에 랜드를 차단하는 칩 윈도우에 의해 연결된다.

기재된 실시예와 달리, 칩 윈도우(25)는 기본적으로 회전축(11) 및 후속 절삭 스텝의 플루트의 종방향에 대하여 반경 방향으로 향하며, 또한 칩 윈도우 입구(25c) 및 그와의 사이에 칩 윈도우 바닥(25b)을 가지는 칩 윈도우 끝단(25c)은 칩 윈도우(25)가 회전축(11) 및 각각의 후속 절삭 스텝의 플루트의 종방향에 대하여 설정각 α＜90°로 향하도록 형성될 수 있다.

도시된 실시예와 달리 각각 하나의 절삭날만 가지거나 2개를 초과하는 절삭날을 갖는 다양한 절삭 스텝들이 제공될 수 있다.

또한, 몇몇 설계된 절삭 스텝들이 아닌 모든 절삭 스텝들에도 물론 절삭 유체가 공급될 수 있다.

Claims

절삭 및 진행 방향으로 엇갈림 배열되고, 날(21,22,31,32,41,42)의 개수에 대응하는 다수의 플루트(23,33,43)를 각각 갖추어 원주 방향으로 서로 인접한 플루트(23,33)가 랜드(24)에 의해 서로 분리되는 다수의 한 날 또는 다중 날 절삭 스텝(20,30,40)을 포함하는 회전 구동형 멀티 베벨 스텝 공구, 특히 고형 물질 안으로 드릴링하기 위한 스텝 드릴에 있어서,
절삭 및 진행 방향으로 두 연속된 절삭 스텝(20,30)의 원주 방향으로 서로 인접한 플루트(23,33)는 원주 방향으로 개방되고 중간에 랜드(24)를 차단하는 칩 윈도우(25)에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티 베벨 스텝 공구.
제 1항에 있어서,
칩 윈도우(25)는 기본적으로 반경 방향으로 후속 절삭 스텝(30)의 플루트(33)의 바닥까지 연장되는 것을 특징으로 하는 멀티 베벨 스텝 공구.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
칩 윈도우(25)는 공구 자루(12)를 향하여 축방향으로 후속 절삭 스텝(30)의 적어도 시작점까지 연장되는 것을 특징으로 하는 멀티 베벨 스텝 공구.
제 3항에 있어서,
칩 윈도우(25)는 후속 절삭 스텝(30)의 최근접 면 절삭날(31)이 기본적으로 칩 윈도우(25)에 중심을 갖도록 공구 자루(12)를 향하여 축방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 멀티 베벨 스텝 공구.
제 3항 또는 제 4항에 있어서,
칩 윈도우(25)는 유도 절삭 스텝(20)에 의해 제조된 칩들의 칩 크기에 따라 결정되는 소정의 축 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 베벨 스텝 공구.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
칩 윈도우(25)는 반경 깊이가 증가하는 칩 윈도우 입구(25a), 칩 윈도우 입구(25a)에 연결되고 바람직하게는 축방향으로 평행한 칩 윈도우 바닥(25b), 및 칩 윈도우 바닥에 연결되고 반경 깊이가 감소하는 칩 윈도우 끝단(25c)으로 공구 자루(12)를 향하여 축방향으로 분할되는 것을 특징으로 하는 멀티 베벨 스텝 공구.
제 6항에 있어서,
칩 윈도우 바닥(25)은 평면으로 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 베벨 스텝 공구.
제 6항 또는 제 7항에 있어서,
칩 윈도우 바닥(25b)은 경사면(35) 또는, 원주 방향으로 인접하고 후속 절삭 스텝에 속하여 상기 경사면(35)을 연장시키는 칩 플루트(33)의 칩 플루트 면(36)에 대하여 소정의 각도로 경사진 것을 특징으로 하는 멀티 베벨 스텝 공구.
제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
칩 윈도우 입구(25a)와 칩 윈도우 끝단(25b)은 각각 오목한 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 베벨 스텝 공구.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
칩 윈도우(25)는, 원주 방향으로 인접한 칩 플루트(23,33)들 사이에 위치된 랜드(24)에서 개구부의 방향이 멀티 베벨 스텝 공구의 회전축(11) 및 칩 플루트(23,33)의 종방향 연장부에 대해 소정의 각도(α≤90°)로 정렬되는 것을 특징으로 하는 멀티 베벨 스텝 공구.
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
바람직하게는 단단한 초경 합금으로 만들어진 단일체인 공구 몸체를 가지며, 절삭 스텝(20,30,40)의 절삭날(21,22,31,32,41,42)은 상기 공구 몸체상에 위치된 PCD 절삭 인서트로 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 베벨 스텝 공구.
제 11항에 있어서,
칩 윈도우(25)의 축 길이 및 축 위치는, 후속 절삭 스텝(20)의 최근접 절삭 인서트(15)의 축 길이 및 축 위치와 일치하는 것을 특징으로 하는 멀티 베벨 스텝 공구.
제 1항 내지 제 12 중 어느 한 항에 있어서,
칩 플루트(23,33,43)는 직선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 베벨 스텝 공구.
제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
내부 시스템이 최소량의 윤활유용으로 형성된, 상기 멀티 베벨 스텝 공구에 절삭 유체를 공급하기 위한 채널(50)을 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 베벨 스텝 공구.
제 14항에 있어서,
하나 또는 복수의 절삭 스텝(20,30)에 대한 절삭 유체 공급은 해당 면 절삭날(21,31) 후방의 전면 플랭크(29,39)에 각각 위치된 출구(28,38)를 통해 제공되는 것을 특징으로 하는 멀티 베벨 스텝 공구.
제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
절삭 스텝(20,30,40)은 각각 원주 방향으로 등거리에 위치된 면 및 원주 절삭날(21,22,31,32,41,42)을 구비한 복수의 절삭 날, 특히 한 지점에 대하여 대칭된 면 및 원주 절삭날(21,22,31,32,41,42)을 가진 이중 날로 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 베벨 스텝 공구.