KR870000760B1 - 링형커터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

링형커터

제1도는 본 발명에 의한 제1실시예의 링형 커터의 측 입면도.

제2도는 제1도의 2-2선을 따라 화살표 방향에서 본 링형 커터의 선단부의 도면.

제3도는 제2도의 3-3선을 링형 커터의 부분확대 축 입면도.

제4도는 본 발명에 의한 제1실시예의 내부 및 외부 절삭부를 보이는 부분 투시도.

제5도는 본 발명에 의한 제2실시예의 커터의 부분 정면도.

제6도는 칩의 배출을 위한 두 개의 칩 배출 통로를 보이는 절삭날의 부분도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 링형커터 12 : 생크

14,15 : 개구 20 : 절삭날

22 : 홈 30 : 내부 절삭부

31 : 외부 절삭부 32 : 절삭 유도점

39,40 : 축부 여유각 37 : 선단 원뿔각

36,42 : 저 원뿔각

본 발명은 드릴에 관한 것으로 특히 링형의 센터프리 드릴, 즉 철판등에 링형으로 개구를 절삭하여 비교적 큰 개구를 얻기 위한 커터에 관한 것이다.

링형의 원형개구를 절삭하기 위한 링형 커터에는 다수의 절삭날이 커터의 원통형 몸체주위에 구비되어 있으며, 상기 절삭날에는 내부 절삭부와 외부절삭부가 마련되어 있다.

대체로 링형 커터에는 다수의 절삭날이 마련되어 있고, 이 절삭날에는 내부 및 외부절삭부가 마련되어 있음은 익히 아는 사실이다. 그러한 형태로써 종래 기술에 의한 링형 커터로는 미합중국 튼허번호 제3,609,056호 및 제3,860,354호와 미합중국의 재발행 특허 제28,416호에서 찾아볼 수 있다. 상기의 특허에서 볼 수 있는 종전의 링형커터에서 밟혀진 결점은 구조적으로 복잡하다는 점과, 이에 따라 제작비가 비싸게 먹힌다는 점, 그리고 커터의 날끝을 버리거나 커터를 보존하고, 유지하는데 드는 비용이 많이 먹힌다는 점이다. 거기다 구멍의 절삭 작업에서 종전의 커터에서는 내부 및 외부의 절삭부가 정밀한 절삭작업을 제공하지 못함으로 하여 공작물의 작업부위에 마찰의 발생을 초래하고 따라서 칩의 파괴가 발생하고, 칩의 유출에도 난점이 생기는 등 문제를 발생시켜 가공하고자 하는 절삭구멍의 표면 처리가 매끈하지 못하고 깨끗하지 못하다는 절삭 가공상의 문제점을 안고 있었다.

더우기 상기한 발명중 미합중국 재발행특허 제28,416호에 기술하고 있는 종래의 커터가 갖는 또 다른 결함은 내부 및 외부절삭부 사이에 있는 절삭유도점(chisel point)이 커터를 새로 사용한 후 얼마 안되서 바로 마모되거나 파괴되어 버리는 경향이 농후함으로 하여 커터 효율과 커터의 수명을 감소시키는 경우가 많다는 점이었다.

따라서 본 발명에서의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있는 센터프리의 링형 커터를 제공하려는 것이다. 본 발명의 커터에서 각각의 절삭날에는 내부 및 외부의 절삭부가 마련되어 있다. 상기 내부 및 외부절삭부의 선단부는 동일한 절삭유도점을 정점으로 합쳐진다. 각각의 절삭날의 절삭 유도점은 커터가 공작물상에서 축방향과 원주방향으로 절삭작업을 시작하게 되는 점이며, 상기의 내부 및 외부절삭부는 다음의 설명에서 상세하게 밝혀지는 바와 같이 적정한 구조배치에 따라 배치된다.

각각의 절삭날 사이에는 홈이 형성되어 내부 및 외부절삭부와 함께 작용함므로써 절삭점에서 생겨나는 칩을 유출하는 역할을 하며, 칩의 유출방향은 3개의 면에 의해 생겨나는 2가지의 방향으로 유출되고, 이점은 전술한 바와 같은 종래의 기술에서 생겨났던 칩의 유출 문제를 해결할 수 있게 한다.

본 발명에 다른 커터의 절삭작업은 매끈한 면을 갖는 구멍을 제공하고, 절삭작업중 칩이 장애물이 되는 것을 방지한다.

본 발명에 따른 커터는 좀더 자유로운 절사작업을 가능하게 하며, 요구되는 동력의 크기도 종전의 커터에 비해 작아도 되고, 절삭날의 파괴도 최소로 할 수 있는 등의 잇점을 갖는다. 또한, 본 발명의 링형 커터는 절삭날을 버리거나, 커터를 유지하고 보존하는데 드는 비용이 종전의 기술에 의한 커터에서의 경우보다 훨씬 저렴하게 먹힌다.

제1도에서 본 발명의 원리에 의한 링형의 센터 프리커터(10)의 제1실시예가 보이고 있다. 상시 링형커터(10)에는 커터의 몸체(11)와 생크(12)가 포함되어 있으며, 상기 생크(12)의 크기는 표준 크기로 구성되어 있고, 통상적인 커터 홀더에 끼워 고정시킬 수 있도록 외경을 정하며, 한쌍의 적당한 고정면(13)이 생크(12)의 원주위에 형성되어 커터가 회전작동중에 홀더로 부터 미끄러지는 것을 방지한다.

링형커터(10)에서 생크(12)내에는 축방향으로 형성된 개구(14)가 마련되어 있으며, 이 개구(14)는 커터몸체(11)를 관통하면서 구성된 좀더 큰 내경의 개구(15)와 커터의 내부에서 이어져 있다. 여기서 상기 링형커터(10)에 길이와 직경은 요구에 따라 어떤 크기로든 구성할 수 있음은 당연한 일이다.

한가지의 예로써, 생크의 길이를 0.875인치, 그리고 커터의 몸체 길이를 1.5인치로 생크의 외경을 0.75인치, 커터몸체의 외경을 0.812인치로 하고 아울러 개구(14)의 직경은 0.25인치로, 다른 또 하나의 개구(15)의 직경은 0.522인치로 구성할 수 있다. 그리고 커터몸체의 벽 두게는 0.16인치가 된다. 제1도에 보이듯 몸체에 구성된 개구(15)는 선단부로 부터 0.25인치 거리에, 내경변화단(17)을 갖고 있다.

상기의 내경 변화단(17)은 커터(10)의 절삭단에서 부터 시작하여 3°가량의 배향경사(16)가 져있다. 이러한 배향경사(16)의 구성은 구멍 절삭작업에서의 마찰력을 최소로 하는데 도움을 준다.

제1도에 보이는 바처럼 커터의 생크(10)에는 커터의 길이 1인치당 0.006인치의 배향경사(18)를 마련하고 있으며, 제2도에 보이는 바와 같이 커터몸체(11)의 절삭단부에는 6개의 절삭날(20)이 몸체(11)의 원주위를 돌아가며 구성되어 있고, 제1도와 제2도에서 상기의 절삭날은 커터몸체(11)의 길이방향에 따라 헬릭스형이나 혹은 헬리컬형으로 홈(22)이 구성되어 6개 모두가 일정한 간격을 형성하면서 위치한다. 헬리컬형의 홈(22)은 헬릭스형의 부위(23)에 의해 분리되어지며, 상기 부위(23)의 폭은 제3도에서 (41)로 표시하고 있다. 헬리컬형의 홈(22)은 약 35°의 나선각을 이루고 0.08인치의 깊이와 3/16인치 내지 5/16인치의 폭을 갖는다. 이러한 헬리컬형의 홈(22)은 커터(10)가 절삭작업을 하여 개구를 절삭할때 칩(chip)을 배출하는 통로의 역할을 한다.

제2도에 보이는 바처럼 각각의 절삭날(20)에는 내부 절사부(30)와 외부절삭부 (31)가 마련되어 있으며 제4도에 보이는 것처럼 내부 절삭부(30)는 반경방향의 면(24)을 갖고, 역시 외부 절삭부(31)에도 반경방향의 면(25)이 형성되어 있다. 내부절삭부 (30)의 반경방향면(24)은 헬리컬형의 홈(22)에 대해 35°의 헬릭스 각을 갖는 커터몸체의 측벽에 형성된 홈(21)에 의해 구성된다. 각각의 홈(21)은 제1도에 보이는 대로 28°와 45°의 합동각에서 축방향의 깊이 0.03인치로 커터의 몸체(11)에 형성된 폭 1/8인치, 반경1/16인치의 홈으로 구성되어 있다.

제1도에서 보이는 바와 같이 마찬가지로 회전축선에 대해 35°의 헬릭스 각 (26)으로 각각의 홈(22)이 형성된다. 외부절삭부(31)의 반경방향면(25)은 헬리컬형의 홈(22)의 배측면(27)의 상단부에 의해 구성된다.

제4도에서는 절삭날(20)의 절삭유도점(32)이 보이고 있다. 상기 절삭 유도점 (32)으로 부터 반경방향으로 커터의 최외측부(34)로 확장한 외부 절삭부(31)의 반경방향 폭은 0.08인치가 되고, 아울러 내부 절삭부(30)의 반경 방향폭도 0.08인치가 된다. 그리고, 이러힌 폭은 바로 내부 절삭부(30)의 절삭유도점(32)으로 부터 개구(15)의 테두리로 측정한 반경방향의 거리가 된다.

제6도에서 보면 외부절삭부(31)의 각각은 약 12°의 적정각으로 반경방향으로 형성된 측부 여유각(39)을 갖는다. 마찬가지로 각각의 내부 절삭부(30)는 상기와 반대로 내부로 형성되는 약 25°의 적정 여유각(40)을 갖는다. 제3도에 보이는 바처럼 외부절삭부(31)의 각각은 약 12°의 배면 여유각(38)을 갖고, 내부절삭부(30)는 약 20°의 배면여유각(35)을 갖는다. 또, 내부 절삭부(30)와 외부절삭부(31)가 상호 이루는 선단 원뿔각(37)은 약 28°이다. 또한 내부절삭부의 각각의 저원뿔각(42)은 약 28°이다.

그리고 외부절삭부(31) 각각의 저원뿔각(36)은 약 35°로 구성한다.

커터(10)의 여러부분에 대한 지금까지의 크기 설명은 13/16인치의 직경을 갖는 링형의 커터에 관한 것이었다.

그러나, 상기의 직경말고 다른 직경의 크기를 갖는 커터에 대해서도 전술한 크기를 변형하여 적용할 수가 있다. 예를 들어 외부절삭부(30)의 각각에 대한 배면여유각 (38)의 범위는 8°에서 15°의 범위내에서 존재한다. 그리고 내부 절삭부(30)의 각각에 대한 배면여유각(35)의 범위는 10°에서 부터 20°사이에서 존재한다. 그리고 내부절삭부(30)의 저원뿔각(42)은 26°에서 부터 32°사이에서 존재하고 외부 절삭부 (31)의 저 원뿔각 (36)은 30°에서 부터 38°의 범위에서 존재한다. 내부절삭부(30)의 측부 여유각(40)의 범위는 20°에서 부터 30°이며, 외부절삭부(31)의 측부 여유각(39)은 7°에서 부터 15°범위에서 선택되고 홈(21)의 반경은 1/16인치 부터 3/32인치의 범위에서 변하며, 각각의 홈(21)은 제4도에서 보이는 바처럼 내부 절삭부 (30)의 가장 내부에 위치한 내부점(42')로 부터 거리 0.00인치와 28°의 각 45°의 기울기 그리고 커터몸체 (11)의 중심선에 대해 0°의 반경각으로 축을 따라 내부로 향한다.

제2도에서 처럼 내부절삭부(30)의 내부점(42')은 절삭유도점(32)을 가로지르는 반경선에 대해 배면각 8°의 방향에 위치한다. 외부 절삭부(31)의 외부점(43)도 마찬가지로 절삭유도점(32)을 가로지르는 반경선에 대해 배면각 8°의 방향에 위치한다.

실제 사용에서 센터프리링형커터(10)는 자석 베이스의 드릴링 머시인과 같은 적당한 공작기계에 장착되어 신속하고 효과적인 방법으로 공작물내에 구멍을 파는 것이다. 본 발명에 따른 커터(10)는 특히 금속재공작물내에 큰 구경의 구멍을 형성해야 할 필요가 있는 구조물에 적용되어 신속하고 효과적인 방법으로 사용될 수 있다. 본원에서는 커터(10)의 내부 및 외부절삭부(30,31)를 각각 새로운 방법으로 구성함으로써 각 절삭날(20)의 절삭유도점(32)이 먼저 공작물의 표면에 접촉하게 된다. 그리고 절삭유도점 (32)은 축방향과 원주방향으로 공작물에서의 절삭을 시작하며, 이것은 절삭유도점 (32)이 절삭력의 분리와 동시에 일어나는 초기의 유도점임으로 하여 매우 효과적인 작동이 되는 것이다. 따라서 절삭유도점(32)을 처음에 공작물과 접촉하도록 하는 작동은 절삭작업을 더욱 용이하고 자유롭게 할 수 있고, 이로부터 종전의 커터에서 요구되었던 것보다 훨씬 작은 회전력으로 충분한 절삭작업이 가능하게 된다.

본 발명에서는 커터(10)에 절삭유도점(32)을 새롭게 적용구성함으로써 커터 (10)를 생산할 때 커터의 측벽두께를 종전보다 작게 구성할 수 있게 하고, 이로부터 커터의 자중을 가볍게 하여 효과적인 절삭공구를 제공할 수 있는 잇점을 갖는다. 또한 절삭유도점(32)이 충분한 질량으로 둘러쌓임으로써 공작물의 절삭작업중에 발생하는 열을 용이하게 발산시키고 따라서 커터의 수명과 효율면에 있어 높은신장을 기록하였으며, 절삭유도점(32)의 초과 마모에 별 문제를 갖지 않는다.

제6도에서는 외부와 내부절삭부(31,30)에 대한 배면여유각(39,40)을 표시하고 있으며, 각 절삭부(30,31)의 상이한 두 개의 면(24,25)으로, 커터가 공작물의 표면(46)에 축방향으로 파고 들어갈 때, 축방향으로 형성된 두 개의 통로를 통해 나선형의 형태로 칩이 헬리컬형의 홈(22)을 통해서 빠져나오도록 하는 것이다. 외부절삭부 (31)의 작동에 의해 절삭된 칩이 유출통로(44)를 따라 위쪽으로 유출하는 동안 제6도에 보이는 것처럼 다른 통로(45)를 통해서 내부절삭부(30)에서 생긴 칩이 빠져나온다.

본 발명에 따른 링형커터(10)는 절삭에서 깨긋한 구멍을 제공하고 내부 및 외부절삭부(30,31)와 헬리컬홈(22)이 상호작용하여 종전의 링형내경커터에 비해 동력을 적게 필요로 하면서도 더 자유로운 절삭작동을 가능하게 하며, 본 발명에 의한 커터 (10)가 종래의 커터에 비해 절삭압력을 낮출 수 있음으로 더욱 깨긋한 개구를 제공할 수 있다.

제5도에서는 본 발명에 따른 원리에 의해 만들어진 링형의 커터(10a)의 또다른 실시예의 선단부를 도시한다. 제5도의 커터(10a)의 구조에서 제1도 내지 제4도에 사용되었던 참고번호를 스몰 a라는 작은 부호를 첨가해 유사한 부분에 대한 참고번호로 사용한다. 제5도에서의 커터(10a)에서는 외부절삭부(31a)와 내부절삭부(30a)의 각각은 유도면 날이 약간 오목한 요면을 갖는다. 제5도의 커터(10a)는 제1도 내지 제4도에서 전술되었던 첫번째 실시예의 커터와 상기에 설명한 것을 제외한 나머지의 구성형태는 동일하다.

이상 설명한 본 발명의 실시예에서는 전술한 결과들을 달성하기 위하여 적절한 수치가 용이하게 산출될 수 있으며, 변형과 수정이 가능하다는 것은 명백하다.

Claims (11)

1. 축방향으로 관통된 개구와 자유단을 갖는 생크(12)와 원통형몸체(11)로 구성되고, 상기 원통형 몸체(11)의 원주주위에 그 길이방향을 따라 이어지는 형식으로 구성된 헬리컬형의 홈(22)과, 이 헬리컬홈(22)의 갯수와 동일하며 내부 및 외부절삭부 (30,31)가 구비된 절삭날(20)이 일정한 간격을 형성하면서 마련되는 링형커터에 있어서, 상기 내부 및 외부의 절삭부(30,31)는 동일한 절삭유도점(32)에서 서로 합쳐지며, 상기 내부 및 외부의 절삭부(30,31)는 동일한 크기의 반경폭을 갖고, 상기 절삭유도점 (32)은 상기 내, 외부절삭부(30,31)의 전방 및 축방향으로 앞선 위치에 있으며, 각각의 내부 및 외부절삭부(30,31)의 외곽단(42',43)은 절삭 유도점(32)과 회전축선의 연결선인 반경선의 뒤쪽으로 위치하는 것을 특징으로 하는 링형커터.
2. 제1항에 있어서, 각각의 내부 및 외부 절삭부(30,31)의 절삭유도날을 직선으로 하는 것을 특징으로 하는 링형 커터.
3. 제1항에 있어서, 각각의 내부 및 외부 절삭부(30,31)의 절삭유도날이 내향으로 오목한 것을 특징으로 하는 링형 커터.
4. 제2항 또는 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈(21)의 각각이 약 1/16인치 내지 3/32인치의 범위에서 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 링형 커터.
5. 제4항에 있어서, 상기 홈(21)의 반경은 내부절삭부(30)의 내부점(42')로부터 축방향으로 0.03인치 안쪽에서 부터 약 45°의 경사와 28°의 각 그리고 커터몸체 (11)의 중심선에 대해 약 0°의 반경각으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 링형 커터.
6. 제5항에 있어서, 상기 내부 및 외부 절삭부(30,31)의 내부 및 외부점(42',43)은 절삭유도점(32)을 가로지르는 상기 반경선의 배후로 약 8°의 각을 갖는 선위에 위치하는 것을 특징으로 하는 링형 커터.
7. 제6항에 있어서, 각각의 외부 절삭부(31)에는 반경의 외부쪽으로 형성된 약 7°에서 15°범위의 측부 여유각(39)을 마련하고, 각각의 내부 절삭부(30)에는 반경의 내부쪽으로 형성된 약 20°에서 30°범위의 측부 여유각(40)을 마련하는 것을 특징으로 하는 링형 커터.
8. 제7항에 있어서, 각각의 외부절삭부(31)는 8°내지 15°범위의 배면여유각 (38)을 갖고, 각각의 내부잘삭부(30)는 10°내지 20°범위의 배면여유각(35)을 갖는 것을 특징으로 하는 링형 커터.
9. 제8항에 있어서, 각각의 외부절삭부(31)는 30°내지 38°범위의 저원뿔각 (36)을 갖고, 각각의 내부 절삭부(30)는 26°에서 32°범위의 저원뿔각(42)을 갖는 것을 특징으로 하는 링형 커터.
10. 제9항에 있어서, 상기 내부 및 외부절삭부(30,31)의 반경면(24,25)은 커터몸체 (11)의 중심선에 대해 0°의 반경각을 갖는 상호 반경면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 링형 커터.
11. 제10항에 있어서, 상기 각각의 헬리컬형 홈(22)은 약 35°의 헬릭스 각을 갖는 것을 특징으로 하는 링형 커터.

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