KR20230079029A

KR20230079029A - 드릴 첨단부

Info

Publication number: KR20230079029A
Application number: KR1020237008531A
Authority: KR
Inventors: 리징 장
Original assignee: 발터 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2020-10-08
Filing date: 2021-06-29
Publication date: 2023-06-05
Also published as: CN116507438A; JP2023546364A; US20230381870A1; WO2022073662A1; EP3981529A1

Abstract

본 발명은 알루미늄 합금과 같은 경합금 기계가공용 드릴 첨단부에 관한 것으로서, 본체를 포함하고, 본체는 정점 영역(13)을 갖는 전방 단부, 정점 영역(13)의 중심으로부터 후방으로 연장되는 중심 회전축(8) 및 적어도 하나의 절삭 구조(10)를 갖는다. 각각의 절삭 구조(10)는 1차 경사면(17), 1차 여유면(18), 1차 경사면(17)과 1차 여유면(18) 사이의 교차부에 있는 절삭 에지(11) 및 주변 절삭 코너(14)를 포함한다. 절삭 에지(11)는 정점 영역(13)에서 절삭 코너(14)까지 반경방향으로 외향 연장된다. 1차 여유면(18)은 전방 단부도에서 볼 때 절삭 에지(11)에서 1차 여유면 에지(19)까지 수직 연장 거리인 폭(b)을 갖고, 1차 여유면 에지는 회전시 절삭 에지(11)를 추종한다. 본체는 또한 중심 회전축(8)으로부터 절삭 코너(14)까지 외향 반경방향 거리인 공칭 절삭 반경(22)을 갖고, 이는 1 mm 이상이다. 절삭 에지(11)는 정점 영역(13)으로부터 반경방향 외부 단부(23)까지 반경방향으로 외향 연장되는 중심부(32)를 갖는다. 절삭 에지 중심부(32)의 반경방향 외부 단부(23)는 공칭 절삭 반경(22)의 10% 이상의 중심 회전축(8)에 대한 반경방향 거리를 갖는다. 절삭 에지 중심부(32)를 따른 1차 여유면 폭(b)은 0.05 mm 이상이고 공칭 절삭 반경(22)의 5% 이하이다.

Description

드릴 첨단부

본 발명은 알루미늄 합금과 같은 경합금 기계가공용 드릴 첨단부에 관한 것이다.

알루미늄 합금과 같은 경합금 기계가공용 드릴이 알려져 있다. 알려진 드릴은 일반적으로 드릴의 원추 형상의 전방 단부인 드릴 첨단부, 드릴을 기계 스핀들에 장착하기 위한 드릴의 후방 단부에 있는 생크, 그리고 그 사이에 있는 직선형 또는 테이퍼형 세그먼트를 포함한다. 드릴 첨단부는 전형적으로 2개의 절삭 에지를 포함하며, 이들은 경사면 및 여유면의 교차부에 의해 형성되며 중심 회전축에 인접한 중심 위치에서 반경방향으로 외향 연장된다. 치즐 에지는 중심 회전축에 걸쳐 2개의 절삭 에지를 연결한다. 칩 플루트는 절삭 에지에서 떨어진 칩을 인도하기 위해 직선형 또는 테이퍼형 세그먼트에 제공된다.

알루미늄 합금과 같은 경합금의 작업편을 드릴링할 때 이러한 알려진 드릴의 문제점은 그 센터링 특성이 저하되는 경향이 있어 엄격한 공차에 따른 기계가공 능력을 감소시키는 것이다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 완화하고 센터링 특성이 개선된 드릴 첨단부를 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 본 발명에 따라 달성된다.

알루미늄 합금과 같은 경합금의 기계가공을 위한 본 발명의 드릴 첨단부는 본체를 포함하고, 이 본체는 정점 영역을 갖는 전방 단부, 정점 영역의 중심으로부터 후방으로 연장되는 중심 회전축 및 적어도 하나의 절삭 구조를 갖는다. 각각의 절삭 구조는 1차 경사면, 1차 여유면, 1차 경사면과 1차 여유면 사이의 교차부에 있는 절삭 에지, 및 주변 절삭 코너를 포함한다. 절삭 에지는 정점 영역에서 절삭 코너까지 반경방향으로 외향 연장된다. 전방 단부도에서 볼 수 있는 바와 같이 1차 여유면은 절삭 에지에 수직으로 그로부터 연장되고 1차 여유면 에지까지 연장되는 거리인 폭을 가지며, 1차 여유면 에지는 회전시 절삭 에지를 추종한다. 본체는 또한 중심 회전축으로부터 절삭 코너까지 외향 반경방향 거리인 공칭 절삭 반경을 갖고, 이는 1 mm 이상이다. 절삭 에지는 정점 영역에서 반경방향 외부 단부까지 반경방향으로 외향 연장되는 중심부를 갖는다. 절삭 에지 중심부의 반경방향 외부 단부는 공칭 절삭 반경의 10% 이상의 중심 회전축에 대한 반경방향 거리를 갖는다. 절삭 에지 중심부를 따른 1차 여유면 폭은 0.05 mm 이상이고 공칭 절삭 반경의 5% 이하이다.

동작 동안, 드릴 첨단부는 중심 회전축 둘레로 회전하며, 회전 방향의 절삭 속도는 중심의 0으로부터 절삭 에지의 외부 주변 단부에서의 높은 속도까지 변할 것이다. 이에 의해, 절삭 에지의 주변부를 따라 기계가공된 재료로부터 칩이 절삭되고, 동시에, 기계가공된 재료는 주로 중심부에서 소성 변형된다. 따라서, 드릴 중심에서는 깨끗한 칩이 형성되지 않는다.

종래 기술의 드릴에서, 알루미늄 합금과 같은 경합금을 기계가공할 때, 기계가공된 작업편으로부터의 재료는 적당한 칩이 형성되지 않는 중심에서 드릴에 부착되는 경향이 있다. 이러한 재료 축적은 특히 드릴 중심에 근접한 절삭 에지 후방의 여유면에서 발생한다. 이것이 드릴의 센터링 특성을 저하시키는 중요한 원인인 것으로 밝혀졌다.

중심에 근접한 매우 좁은 여유면을 갖는 본 발명의 드릴 첨단부 덕분에, 재료가 여유면에 부착되는 위험이 감소된다. 그럼에도 불구하고, 임의의 재료가 부착된다면, 이러한 좁은 표면으로부터 탈락되기 쉽다. 따라서, 재료가 여유면에 축적될 가능성이 적고, 이로써, 드릴 첨단부의 센터링 특성이 개선되고 작업편이 엄격한 공차에 따라 기계가공될 수 있다.

본 발명에 따른 드릴 첨단부는 작업편 재료의 ISO 분류 표준에 따라 작업편 재료 그룹 ISO-N에 속하는 작업편의 구멍 드릴링과 같은 기계가공에 적합하다. 이 그룹은 비철 금속, 예를 들어, 알루미늄 기반 합금과 같은 경합금을 함유한다.

드릴 첨단부는 예를 들어 초경합금, 세라믹, 입방정 질화붕소, 다결정 다이아몬드 및/또는 서멧 중 하나 이상으로 형성된다. 선택적으로 드릴 첨단부는 예를 들어 질화티타늄, 탄질화티타늄, DLC(diamond-like carbon) 및/또는 산화알루미늄을 포함하는 표면 코팅으로 코팅된다.

드릴 첨단부는 작업편을 기계가공하는 동안 절삭 방향으로 중심 회전축 둘레로 회전하도록 구성된다. 이 회전 방향에 도시된 바와 같이, 드릴 첨단부의 특징부는 서로에 대해 선행 또는 추종한다.

드릴 본체의 각각의 절삭 구조의 절삭 에지는 1차 경사면과 1차 여유면 사이의 교차부에 형성된다. 선택적으로, 절삭 에지는 중심 회전축 또는 그에 근접한 위치로부터 연장된다.

바람직하게는, 절삭 에지는 6μm 이하, 더욱 바람직하게는 4μm 이하의 에지 반경을 갖는다. 이러한 날카로운 에지 반경은 의도한 경합금 재료의 작업편을 절삭하는 데 유리하다. 선택적으로, 절삭 에지 반경은 절삭 에지의 단면에서 일정하며, 즉, 원형 세그먼트에 의해 형성되거나, 변하여 비대칭성 에지를 형성한다. 선택적으로 절삭 에지 반경은 일정하거나 절삭 에지를 따라 변한다. 에지 반경은 예를 들어 광학 3D 측정 디바이스를 사용하여 측정할 수 있다.

절삭 에지는 본체의 주변부에 위치한 절삭 코너에 외부 단부를 갖는다. 드릴 첨단부의 공칭 절삭 반경은 중심 회전축으로부터 절삭 코너까지의 반경으로 이해하여야 한다. 드릴 첨단부의 공칭 절삭 반경은 1 mm 이상이다. 공칭 절삭 반경이 더 작은 드릴 첨단부는 본질적으로 1차 여유면의 폭이 더 작기 때문에 기계가공된 재료가 그에 부착되기가 더 어렵다.

바람직하게는 드릴 첨단부의 공칭 절삭 반경은 20 mm 이하이다. 일반적으로, 더 큰 드릴 첨단부는 최신 프로세스 및 기계를 사용하여 알루미늄 합금과 같은 경합금을 기계가공하는 데 적합하지 않다.

드릴 첨단부 본체의 정점 영역은 드릴 첨단부의 최전방 팁에서 중심 회전축 주위의 작은 영역으로 이해하여야 한다. 예를 들어, 절삭 에지가 중심 회전축에 근접한 중심 단부를 갖는 실시예에서, 절삭 에지의 중심 단부의 중앙에 있는 작은 영역; 또는 치즐 에지를 갖는 실시예에서, 치즐 에지의 전체 길이를 직경으로 갖는 원에 의해 한정되는 영역이다.

각각의 절삭 구조에서, 1차 경사면은 작업편으로부터 제거된 재료가 처음에 활주되는 절삭 에지에 가장 근접한 표면 부분이다. 실시예에 따르면, 각각의 절삭 섹션은 칩 플루트를 포함하고, 1차 경사면은 절삭 에지에 가장 근접한 칩 플루트 표면의 일부이다. 따라서, 추가 경사면이 1차 경사면의 축방향 후방에 뒤따를 수 있다.

각각의 절삭 구조에서, 1차 여유면은 회전시 절삭 에지를 직접 추종하는 전향 표면이다. 전방 단부도에서 볼 때, 또는, 달리 말해서, 전방 단부를 향한 중심 회전축 방향에서의 모습에서, 1차 여유면은 절삭 에지로부터 회전시 그를 추종하는 1차 여유면 에지까지의 폭을 갖는다. 선택적으로, 1차 여유면은 만곡되거나 평면이고, 1차 여유면은 중심 회전축이 수직인 평면에 대해 경사질 이룰 수 있다. 예를 들어, 만곡된 1차 여유면의 곡률을 따르는 실제 폭은 전방 단부도에서 볼 수 있는 폭에서 벗어날 수 있다.

절삭 에지 중심부를 따른 1차 여유면 폭은 0.05 mm 이상이고 공칭 절삭 반경의 5% 이하이다. 더 작은 폭에서, 드릴 첨단부가 약해지고 동작 중에 절삭력을 받을 때 파손될 수 있다. 더 큰 폭에서, 알루미늄과 같은 경합금의 의도된 작업편을 형성하는 재료는 여유면에 점점 더 부착되기 시작한다.

선택적으로, 절삭 에지 중심부를 따른 1차 여유면의 폭은 일정하거나 정의된 한계 내에서 변한다. 예를 들어, 폭은 대부분에 걸쳐 일정하고, 중심 회전축에 가장 근접하게 더 좁고, 절삭 에지의 외부 부분에서 더 넓은 1차 여유면과 정렬하도록 외부 부분을 따라 연속적으로 넓어진다.

바람직하게는, 공칭 절삭 반경이 2 mm보다 더 클 때, 절삭 에지 중심부를 따른 1차 여유면 폭은 공칭 절삭 반경의 3% 이하이다. 이에 의해, 이러한 더 큰 공칭 절삭 반경을 갖는 드릴 첨단부는 절삭 에지 중심부에서의 폭이 공칭 절삭 반경의 더 작은 분율인 1차 여유면을 갖는다. 더 큰 공칭 절삭 반경으로 인해, 부착과 관련하여 유리한 더 작은 분율도 동작 중에 충분히 강하다.

바람직하게는, 공칭 절삭 반경이 5 mm보다 더 클 때, 절삭 에지 중심부를 따른 1차 여유면 폭은 공칭 절삭 반경의 1% 이상이다. 이에 의해, 이러한 더 큰 반경을 갖는 드릴 첨단부는 유리하게는 더 강하면서, 동시에, 절삭 에지 중심부의 1차 여유면의 폭은 동작 중에 의도된 재료의 작업편으로부터 재료가 부착되는 것을 충분히 방지하기에 충분히 작다.

바람직하게는, 1차 여유면 폭은 절삭 코너로부터 연장되고 최대로는 절삭 에지 중심부의 외부 단부까지 반경방향 내향 연장되는 절삭 에지의 외부 부분을 따라 공칭 절삭 반경의 10-30%이다. 드릴 첨단부의 절삭 에지에서의 절삭 속도는 반경방향 외부 부분에서 더 높기 때문에, 재료가 1차 여유면에 부착되는 것이 문제가 되지 않도록 해당 영역의 기계가공된 재료에서 적당한 칩이 절삭된다. 따라서, 유리하게는 절삭 에지의 반경방향 외부 부분에서 1차 여유면의 폭이 절삭 성능 및 강도와 관련하여 최적화된다. 공칭 절삭 반경의 10% 이상인 폭은 특정 동작에 바람직할 수 있는 증가된 강도를 달성한다. 공칭 절삭 반경의 30% 이하의 폭이 원활한 동작을 보장한다.

절삭 에지 중심부는 정점 영역으로부터, 또는, 달리 말해서, 중심 회전축에 있거나 그에 근접한 반경방향 내부 단부로부터 반경방향으로 외향 연장된다. 절삭 에지 중심부의 반경방향 외부 단부는 중심 회전축에 대해 공칭 절삭 반경의 10% 이상의 반경방향 거리를 갖는 위치에 위치한다. 이는 동작 동안 절삭 속도가 가장 낮고 기계가공된 재료가 1차 여유면에 부착되는 경향이 가장 큰 영역이다. 바람직하게는, 절삭 에지 중심부의 반경방향 외부 단부는 공칭 절삭 반경의 35% 이상의 중심 회전축에 대한 반경방향 거리를 갖는다.

일 실시예에 따르면, 절삭 에지는 절삭 코너로부터 반경방향 내향 연장되는 주 절삭 에지, 및 정점 영역에서 주 절삭 에지의 내부 단부까지 반경방향으로 외향 연장되는 2차 절삭 에지를 포함한다. 전방 단부도에서 볼 수 있는 바와 같이, 주 절삭 에지는 2차 절삭 에지에 대해 경사지게 연장되고, 절삭 에지 중심부는 2차 절삭 에지를 형성한다. 예를 들어, 보다 양성의(positive) 절삭 형상을 제공하기 위해, 주 절삭 에지는 절삭 코너로부터 중심 회전축 옆의 위치를 향한 내향 연장부를 갖도록 설계되고, 2차 절삭 에지는 주 절삭 에지와 정점 영역을 연결하도록 설계된다. 예를 들어, 2차 절삭 에지는 주로 드릴 첨단부 본체의 웹 위로 연장된다. 이러한 실시예는 주 절삭 에지 및 그 1차 여유면이 칩 제거 기계가공을 위해 최적화될 수 있는 반면, 절삭 에지의 중심부, 즉, 2차 절삭 에지에는 부착을 최소화하기 위해 본 발명의 절삭 에지 중심부의 특성이 부여된다는 점에서 유리하다.

서로에 대해 경사진 이러한 주 절삭 에지 및 2차 절삭 에지 형태의 절삭 에지 중심부를 갖는 실시예에 따르면, 주 절삭 에지는 2차 절삭 에지에 가장 근접한 주 전이 에지를 포함한다. 이에 의해, 유리하게 절삭 에지의 날카로운 코너를 피할 수 있다.

바람직하게는, 각각의 절삭 구조는 전향 전방 단부 표면을 더 포함한다. 전방 단부 표면은 정점 영역으로부터 본체 주변부까지 반경방향으로 외향 연장되고 1차 여유면 에지에 연결되어 회전시 그를 추종한다. 선택적으로, 전방 단부 표면은 회전시 1차 여유면 후방에서 순차적으로 뒤따르는 2차 이상의 여유면을 포함한다. 일 실시예에 따르면, 1차 여유면 에지의 적어도 반경방향 외부 부분은 전방 단부도에서 볼 때 직선이다.

실시예에 따르면, 전방 단부 표면은 리세스 표면에 의해 범위가 정해지는 리세스를 포함하고, 리세스 표면은 적어도 절삭 에지 중심부를 따라 1차 여유면 에지와 접경한다. 따라서, 절삭 에지 중심부를 따라 리세스 표면은 1차 여유면 에지로부터 그리고 그로부터 축방향 후방으로 연장된다. 리세스는 회전시 1차 여유면 에지 후방에서 추종한다. 전방 단부 표면에 리세스를 제공하는 것은 절삭 에지 중심부에서 원하는 좁은 폭의 1차 여유면을 획득하는 효율적인 방식이다. 리세스는 예를 들어 연삭에 의해 제공될 수 있다.

실시예에 따르면, 각각의 절삭 구조는 냉각제 개구를 갖는 냉각제 채널을 더 포함하고, 이는 리세스 표면에 적어도 부분적으로 위치된다. 이에 의해, 냉각제 채널을 통해 제공되는 냉각제 및/또는 윤활제는 리세스 위로 흘러 절삭 에지 중심부에 유리하게 도달할 수 있다. 절삭 에지 중심부에 냉각제 및/또는 윤활제를 제공하는 것 외에도, 유체 유동은 작업편으로부터 더 적은 재료가 1차 여유면에 부착되는 것을 달성하는 데 기여한다. 바람직하게는, 냉각제 개구 둘레의 반경방향 내부 및 축방향 전방 1/4의 적어도 대부분은 리세스 표면과 접경하며, 또는, 달리 말해서 리세스 표면을 차단한다.

바람직하게는, 리세스는 오목한 표면이다. 예를 들어, 연삭 휠을 사용하여 오목한 표면을 생성하는 것이 효율적이다. 일 실시예에 따르면, 리세스 표면은 축방향 후방으로 연장되는 만곡된 저부 표면, 저부 표면으로부터 정점 영역까지 연장되는 반경방향 내부 만곡부 표면, 및 저부 표면으로부터 냉각제 개구까지 연장되는 반경방향 외부 만곡부 표면을 포함한다. 바람직하게는, 전방 단부도에서 볼 때, 저부 표면의 종방향 연장부는 절삭 에지 중심부와 평행하다. 바람직하게는, 측면도에서 볼 때, 저부 표면은 적어도 냉각제 채널 개구의 중심의 축방향 위치까지 중심 회전축의 방향으로 종방향으로 연장된다.

선택적으로 본체는 중심 회전축 주위에 회전 대칭적으로 배열된 2개, 3개 이상의 절삭 구조를 포함한다. 그러나, 또한 단 하나의 절삭 구조를 갖는 실시예도 인지할 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 본체는 2개의 절삭 구조를 포함하고, 이들은 중심 회전축 둘레로 180° 회전 대칭적으로 배열된다. 선택적으로, 본체는 정점 영역에 걸쳐 2개의 절삭 구조의 절삭 에지를 연결하는 치즐 에지를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 각각의 절삭 에지는 부 전이 에지를 통해 치즐 에지에 연결된다. 이에 의해, 유리하게 절삭 에지의 날카로운 코너를 피할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 드릴 첨단부는 드릴 헤드에 통합되고, 이는 선택적으로 드릴 공구 본체에 연결할 수 있는 교체 가능한 헤드 또는 솔리드 라운드(solid round) 공구의 통합 부품이다. 이때, 드릴 첨단부는 예를 들어 교체 가능한 헤드 또는 솔리드 공구, 예컨대 드릴과 같은 더 큰 개체의 전방 단부 세그먼트를 구성한다.

실시예에 따르면, 본 발명의 드릴 첨단부를 포함하는 드릴 형태의 솔리드 공구는 드릴을 기계 스핀들에 장착하기 위한 후방 단부에 있는 생크, 및 드릴 첨단부와 생크 사이의 직선형 또는 테이퍼형 세그먼트를 더 포함한다. 칩 플루트는 동작 중에 칩이 절삭 에지에서 떨어져 인도될 수 있도록 드릴 첨단부에 연결되는 직선형 또는 테이퍼형 세그먼트에 제공된다. 선택적으로, 칩 플루트는 나선형 또는 직선형이다.

다음에서, 예시적인 실시예가 첨부 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 드릴 첨단부의 실시예의 정면 사시도이며, 드릴 첨단부는 솔리드 드릴 공구의 전방 부분을 포함한다.
도 2는 도 1의 전체 솔리드 드릴 공구의 측면도이다.
도 3은 드릴 첨단부를 갖는 드릴 공구의 전방 단부도이다.
도 4는 드릴 첨단부가 제1 각도 위치에 있는 솔리드 드릴 공구의 전방 부분의 측면 사시도이다.
도 5 및 도 6은 드릴 첨단부가 2개의 상이한 각도 위치에 있는 솔리드 드릴 공구의 전방 부분의 측면도이다.
모든 도면은 개략적이며 반드시 축척에 따르는 것은 아니며, 일반적으로 각각의 실시예를 설명하기 위해 필요한 부분만을 도시하는 반면, 다른 부분은 생략되거나 단순히 제시될 수 있다. 달리 표시하지 않는 한, 동일한 참조 번호는 다른 도면들에서 동일한 부분을 참조한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 드릴 첨단부(1)의 실시예를 포함하는 트위스트 드릴 형태의 솔리드 드릴 공구를 도시한다. 실시예에 따른 드릴 첨단부(1)는 일반적으로 트위스트 드릴의 원추 형상 전방 세그먼트(2)를 구성한다. 트위스트 드릴은 기계 스핀들에 트위스트 드릴을 장착하기 위한 후방 세그먼트(4)의 생크(6)를 더 포함한다. 직선 세그먼트(3)는 전방 세그먼트(2)와 후방 세그먼트(4) 사이에서 연장된다. 나선형 칩 플루트(5)는 직선 세그먼트(3)에 배열되며, 이 칩 플루트(5)는 드릴 첨단부(1)로 축방향으로 계속된다. 트위스트 드릴은 예를 들어 알루미늄 합금에 구멍을 드릴링하는 것과 같이 작업편을 기계가공하는 동안 절삭 방향(9)으로 중심 회전축(8) 주위를 회전하도록 구성된다. 트위스트 드릴과 드릴 첨단부(1)의 특징부는 절삭 방향(9)에서 볼 때 서로에 대해 선행 또는 추종한다.

도 3 내지 도 6을 참조하여 트위스트 드릴에 포함된 드릴 첨단부(1)의 실시예를 설명한다.

드릴 첨단부(1)는 치즐 에지(7) 형태의 최전방 팁을 갖는 본체를 포함한다. 중심 회전축(8)은 치즐 에지(7)의 중심으로부터 본체 후방으로 연장된다.

본체는 중심 회전축(8)에 대해 180° 회전 대칭적으로 배열된 2개의 절삭 구조(10)를 더 포함한다. 각각의 절삭 구조(10)는 절삭 에지(11)를 포함하고, 각각의 절삭 에지(11)는 부 전이 에지(12)를 통해 치즐 에지의 각각의 단부에 연결된다. 중심 영역이 치즐 에지(7) 및 부 전이 에지(12)를 포함하는 중심 회전축(8) 주위의 중심 영역은 정점 영역(13)을 형성한다.

각각의 절삭 에지(11)는 정점 영역(13)에서 부 전이 에지(12)의 반경방향 외부 단부로부터 주변 절삭 코너(14)로 연장된다. 중심 회전축(8)으로부터 절삭 코너(14)까지의 반경은 드릴 첨단부(1), 그리고, 또한 예시적인 트위스트 드릴의 공칭 절삭 반경(22)을 형성한다. 실시예의 드릴 첨단부는 5 mm의 공칭 절삭 반경을 갖는다. 측면도에서 볼 수 있는 바와 같이, 각각의 절삭 에지(11) 및 부 전이 에지(12)는 실질적으로 직선이고 140°의 첨단부 각도(β)를 형성한다. 다른 실시예는 상이한 절삭 에지 형상, 예를 들어 실질적으로 축방향 평면에서 연장되는 절삭 에지를 가질 수 있다.

각각의 절삭 에지(11)는 4μm 이하의 에지 반경으로 날카롭다.

각각의 절삭 에지(11)는 절삭 코너(14)로부터 반경방향 내향 연장되는 주 절삭 에지(15)와 2차 절삭 에지(16) 형태의 중심 절삭 에지 부분(32)을 포함한다. 2차 절삭 에지(16)는 정점 영역에서 부 전이 에지(12)로부터 반경방향으로 외향 연장되고 주 절삭 에지(15)의 반경방향 내부 단부에서 반경방향 외부 단부(23)를 갖는다. 주 절삭 에지(15)는 2차 절삭 에지(16)의 반경방향 외부 단부(23)에 가장 근접한 주 전이 에지(24)를 포함한다. 중심 회전축(8)으로부터 2차 절삭 에지(16)의 반경방향 외부 단부(23)까지의 반경방향 거리는 2.07 mm, 즉, 공칭 절삭 반경(22)의 35%, 즉, 1.75 mm 이상이다.

도 3의 전방 단부도에서 볼 수 있는 바와 같이, 주 절삭 에지(15)는 2차 절삭 에지(16)에 대해 경사지게 연장된다. 중심 회전축(8)과 2차 절삭 에지(16)의 반경방향 외부 단부를 통한 선과 절삭 코너(14)와 중심 회전축(8)을 통한 공칭 절삭 반경(22)을 따른 선 사이의 각도 α는 20-40°이고, 도시된 실시예에서 각도 α는 24°이다.

도 3의 전방 단부도에서 볼 수 있는 바와 같이, 2차 절삭 에지(16)는 실질적으로 직선이고 주 절삭 에지(15)는 대부분에 걸쳐 오목하고, 주 전이 에지(24)는 직선이다. 부 전이 에지(12)는 오목하다. 다른 실시예는 상이한 절삭 에지 형상을 가질 수 있다.

각각의 절삭 에지(11)는 1차 경사면(17)과 1차 여유면(18)의 교차부에 형성된다. 칩 플루트(5) 중 하나는 각각의 절삭 에지(11)로부터 후방으로 연장된다. 1차 경사면(17)은 절삭 에지(11)에 가장 근접한 칩 플루트 표면의 일부이다.

도 4 및 도 6에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 각각의 2차 절삭 에지(16)는 씨닝 표면(26) 형태의 1차 경사면(17)을 갖는다. 치즐 에지(7) 및 부 전이 에지(12)에서 중심 회전축(8)에 근접하여, 씨닝 표면(26)은 오목한 부분을 포함한다. 2차 절삭 에지(16)의 주요 반경방향 외부 길이 아래의 축방향으로 씨닝 표면(26)은 평면 부분을 포함한다.

각각의 절삭 구조(10)에서, 1차 여유면(18)은 회전시 절삭 에지(11)를 직접 추종하는 전향 표면이다.

각각의 절삭 구조(10)는 전향 전방 단부 표면(20)을 더 포함한다. 전방 단부 표면(20)은 정점 영역(13)으로부터 본체의 주변부까지 반경방향으로 외향 연장되고, 1차 여유면(18)에 연결되어 회전시 그를 추종한다. 1차 여유면(18)은 전방 단부 표면(20)으로의 전이 부분에서 추종 에지(19)를 갖는다. 전방 단부 표면(20)은 회전시 1차 여유면(18) 후방에서 그를 따르는 2차 여유면(21)을 포함한다. 2차 여유면(21)의 회전적 추종 에지는 칩 플루트(5)의 축방향 전방 및 회전적 선행면(31)에 연결된다. 축방향 전방 및 회전적 선행면(31) 및 1차 경사면(17)은 동일한 칩 플루트(5)의 일부 표면이지만 절삭 구조(10) 중 각각의 다른 것과 연관되어 있다. 전방 단부 표면(20)은 본체 주변부의 일부를 따른다.

도 3의 전방 단부도에서 볼 수 있는 바와 같이, 1차 여유면(18)은 절삭 에지(11)에 수직으로 측정된 폭(b)을 갖는다. 폭(b)은 절삭 에지(11)로부터 1차 여유면 에지(19)까지의 거리이다.

2차 절삭 에지(16)를 따른 1차 여유면의 폭(b)은 0.06 mm, 즉, 0.05 mm 및 공칭 절삭 반경(22)의 1%를 초과하고, 공칭 절삭 반경의 3%, 즉, 0.15 mm 미만이다.

절삭 에지(11)의 외부 부분을 따른 1차 여유면의 폭(b)은 0.53 mm이고, 즉, 공칭 절삭 반경(22)의 10%를 초과하고 30%, 즉, 1.5 mm 미만이다. 구체적으로, 이 더 큰 폭(b)은 절삭 코너(14)로부터 반경방향 내향으로 주 절삭 에지(15)의 대부분을 따라 존재한다.

1차 여유면(18)의 폭(b)은 2차 절삭 에지(16)를 따라 실질적으로 일정하고, 주 절삭 에지(15)의 전이 부분(24)을 따라 연속적으로 넓어지고, 그 오목한 곡률로 인해 주 절삭 에지(15)의 외부 부분을 따라 약간 변한다.

각각의 전향 전방 단부 표면(20)은 부 전이 에지(12)를 따라, 2차 절삭 에지(16)를 따라, 그리고 주 전이 에지(24)를 비롯한 주 절삭 에지(15)의 반경방향 중심부를 따라 1차 여유면(18)과 접경하는 리세스 표면에 의해 범위가 정해진 리세스(25)를 포함한다. 반경방향으로 외향하여, 리세스 표면은 칩 플루트(5)의 2차 여유면(21) 및 축방향 전방의 회전적 선행면(31)과 접경한다.

리세스(25)로 인해, 본 발명의 좁은 폭(b)을 갖는 1차 여유면(18)의 부분은 리지 상에 위치된다. 리지는 경사면(17)으로서 기능하는 씨닝 표면(26) 형태의 회전적 선행 플랭크와 리세스 표면 형태의 회전적 추종 플랭크를 갖는다.

리세스 표면은 축방향 후방으로 연장되는 만곡된 저부 표면(27), 저부(27) 표면으로부터 정점 영역(13)으로 연장되는 반경방향 내부 만곡부 표면(28) 및 반경방향 외부 만곡부 표면(29)을 포함하는 오목한 표면이다(도 4 및 도 6 참조).

도 3의 전방 단부도에서 볼 수 있는 바와 같이, 반경방향 내부 만곡부 표면(28)은 양자 모두의 절삭 구조(10)의 2차 절삭 에지(16)를 따라, 그리고, 정점 영역(13)에 걸쳐 연장된다. 구체적으로, 제1 절삭 구조의 반경방향 내부 만곡부 표면(28)은 제2 절삭 구조의 씨닝 표면(26)과 접경하고, 제2 절삭 구조의 반경방향 내부 만곡부 표면(28)은 제1 절삭 구조의 씨닝 표면(26)과 접경한다. 반경방향 내부 만곡부 표면(28)과 씨닝 표면(26)의 오목한 곡률의 차이로 인해, 이들의 교차부에서 공통 에지가 형성된다.

각각의 절삭 구조(10)는 냉각제 개구(30)를 갖는 냉각제 채널을 더 포함한다. 냉각제 개구(30)는 칩 플루트(5)의 리세스 표면에 부분적으로 위치하며 회전적 선행면(31)에 부분적으로 위치한다. 따라서, 리세스(25)의 반경방향 외부 만곡부 표면(29)에 냉각제 개구(30)가 위치되고, 냉각제 개구(30) 둘레의 거의 반경방향 내부 및 축방향 전방 절반이 리세스 표면에 위치된다.

도 4 내지 도 6에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 리세스(25) 덕분에, 냉각제 개구(30)를 통해 빠져나가는 냉각제는 2차 절삭 에지(16)를 향해 안내된다. 2차 절삭 에지(16)를 따른 1차 여유면(18)의 본 발명의 좁은 폭과 조합하여, 여유면(18)에 재료가 부착되는 위험이 상당히 감소된다.

Claims

알루미늄 합금과 같은 경합금의 기계가공용 드릴 첨단부 (drill point) 로서, 본체를 포함하고, 상기 본체는
- 정점 영역(13)을 갖는 전방 단부,
- 상기 정점 영역(13)의 중심으로부터 후방으로 연장되는 중심 회전축(8), 및
- 적어도 하나의 절삭 구조(10)를 포함하고,
각각의 절삭 구조는
- 1차 경사면(17),
- 1차 여유면(18),
- 상기 1차 경사면(17)과 상기 1차 여유면(18) 사이의 교차부에 있는 절삭 에지(11), 및
- 주변 절삭 코너(14)를 포함하고,
- 상기 절삭 에지(11)는 상기 정점 영역(13)으로부터 상기 절삭 코너(14)까지 반경방향으로 외향 연장되며,
- 상기 1차 여유면(18)은, 전방 단부도에서 볼 때, 상기 절삭 에지(11)에 대해 수직으로 그리고 상기 절삭 에지로부터 절삭 에지(11)를 회전적으로 추종하는 1차 여유면 에지(19)까지 연장하는 거리인 폭(b)을 갖고,
상기 본체는 상기 중심 회전축(8)으로부터 상기 절삭 코너(14)까지 외향하는 반경방향 거리인 공칭 절삭 반경(22)을 더 가지며, 공칭 절삭 반경은 1 mm 이상이며,
상기 절삭 에지(11)는 상기 정점 영역(13)으로부터 반경방향 외부 단부(23)까지 반경방향으로 외향 연장되는 중심부(32)를 갖고,
- 절삭 에지 중심부(32)의 상기 반경방향 외부 단부(23)는 상기 공칭 절삭 반경(22)의 10% 이상의 상기 중심 회전축(8)에 대한 반경방향 거리를 갖고,
- 상기 절삭 에지 중심부(32)를 따른 1차 여유면 폭(b)은 0.05 mm 이상이고 공칭 절삭 반경(22)의 5% 이하인, 드릴 첨단부.
제 1 항에 있어서, 상기 공칭 절삭 반경(22)이 2 mm보다 더 클 때, 상기 절삭 에지 중심부(32)를 따른 상기 1차 여유면 폭(b)은 상기 공칭 절삭 반경(22)의 3% 이하인, 드릴 첨단부.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 공칭 절삭 반경(22)이 5 mm보다 더 클 때, 상기 절삭 에지 중심부(32)를 따른 상기 1차 여유면 폭(b)은 상기 공칭 절삭 반경(22)의 1% 이상인, 드릴 첨단부.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1차 여유면 폭(b)은, 상기 절삭 코너(14)로부터 연장되고 최대로는 절삭 에지 중심부(32)의 외부 단부(23)까지 반경방향으로 내향 연장되는 절삭 에지(11)의 외부 부분을 따라 공칭 절삭 반경(22)의 10 내지 30%인, 드릴 첨단부.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭 에지 중심부(32)의 상기 반경방향 외부 단부(23)는 중심 회전축(8)에 대한 반경방향 거리가 공칭 절삭 반경(22)의 35% 이상인, 드릴 첨단부.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭 에지(11)는
- 상기 절삭 코너(14)로부터 반경방향으로 내향 연장되는 주 절삭 에지(15), 및
- 상기 정점 영역(13)으로부터 상기 주 절삭 에지의 내부 단부까지 반경방향으로 외향 연장되는 2차 절삭 에지(16)를 포함하고,
- 전방 단부도에서 볼 때, 상기 주 절삭 에지(15)는 상기 2차 절삭 에지에 대해 경사지게 연장되고,
- 절삭 에지 중심부(32)는 상기 2차 절삭 에지(16)를 형성하는, 드릴 첨단부.
제 6 항에 있어서, 상기 주 절삭 에지(15)는 전방 단부도에서 볼 때, 상기 중심 회전축(8)과 상기 2차 절삭 에지(16)의 상기 반경방향 외부 단부(23)를 통한 선과 상기 중심 회전축(8)과 상기 절삭 코너(14)를 통한 선 사이의 각도(α)가 20-40°이도록 상기 2차 절삭 에지(16)에 대해 경사지게 연장되는, 드릴 첨단부.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭 에지(11)는 4㎛ 이하의 에지 반경을 갖는, 드릴 첨단부.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 절삭 구조(10)는 전향 전방 단부 표면(20)을 더 포함하고, 상기 전방 단부 표면(20)은
- 상기 정점 영역(13)으로부터 상기 본체 주변부까지 반경방향으로 외향 연장하고,
- 상기 1차 여유면 에지(19)에 연결되고 회전적으로 그를 추종하며,
- 상기 전방 단부 표면(20)은 리세스 표면에 의해 범위가 정해지는 리세스(25)를 포함하고,
- 상기 리세스 표면은 적어도 상기 절삭 에지 중심부(32)를 따라 상기 1차 여유면 에지(19)와 접경하는, 드릴 첨단부.
제 9 항에 있어서, 각각의 절삭 구조(10)는 상기 리세스 표면에 적어도 부분적으로 위치되는 냉각제 개구(30)를 갖는 냉각제 채널을 더 포함하는, 드릴 첨단부.
제 10 항에 있어서, 상기 냉각제 개구(30) 둘레의 반경방향 내부 및 축방향 상부 1/4의 적어도 대부분은 상기 리세스 표면과 접경하는, 드릴 첨단부.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 리세스 표면은 오목한 표면이며,
- 축방향 후방으로 연장되는 만곡된 저부 표면(27),
- 상기 저부 표면(27)으로부터 상기 정점 영역(13)까지 연장되는 반경방향 내부 만곡부 표면(28), 및
- 상기 저부 표면(27)으로부터 상기 냉각제 개구(30)까지 연장되는 반경방향 외부 만곡부 표면(29)을 포함하는, 드릴 첨단부.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본체는 2개의 절삭 구조(10)를 포함하고, 상기 2개의 절삭 구조는 상기 중심 회전축(8)을 중심으로 180° 회전 대칭적으로 배열되며, 및 상기 본체는 상기 정점 영역(13)에 걸쳐 상기 2개의 절삭 구조(10)의 절삭 에지(11)를 연결하는 치즐 에지(7)를 포함하는, 드릴 첨단부.
제 12 항 및 제 13 항에 있어서,
- 제1 씨닝(thinning) 표면(26)이 상기 2개의 절삭 구조(10) 중 제1 절삭 구조의 절삭 에지 중심부(32)의 상기 경사면(17) 아래로 상기 치즐 에지(7)로부터 축방향 후방으로 연장되고,
- 제2 씨닝 표면(26)이 상기 2개의 절삭 구조(10) 중 제2 절삭 구조의 절삭 에지 중심부(32)의 상기 경사면(17) 아래로 상기 치즐 에지(7)로부터 축방향 후방으로 연장되고,
- 상기 제1 절삭 구조(10)의 리세스 표면의 상기 반경방향 내부 만곡부 표면(28)은 공통 에지를 통해 상기 제2 씨닝 표면(26)과 접경하고,
- 상기 제2 절삭 구조(10)의 리세스 표면의 상기 반경방향 내부 만곡부 표면(28)은 공통 에지를 통해 상기 제1 씨닝 표면(26)과 접경하는, 드릴 첨단부.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 드릴 첨단부(1)를 포함하는 솔리드 드릴 공구.