KR900005408B1 - 드릴형상 절삭가공구를 제조하는 방법 및 전조다이스 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

드릴형성 절삭가공구를 제조하는 방법 및 전조(轉造)다이스
제1도는 다이스의 중요부분 확대사시도.
제2도는 전극(공구)의 확대사시도.
제3도는 방전가공의 설명도.
제4도는 다이스의 평면도.
제5도는 다이스의 확대측면도.
제6도는 셀프드릴링 나사의 확대사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
7 : 홈 9 : 랜드
101 : 동체부 106 : 공구(전극)
201 : 다이스 203 : 제방부(堤防部)
204 : 경사면 207 : 오목부
208 : 볼록부 223 : 긴홈
본 발명은, 드릴형상 절삭가공구를 제조하는 방법 및 이 제조에 사용되는 전조다이스에 관한 것이다.
여기에서, 드릴형상 절삭가공구라함은, 드릴이나 셀프드릴링 나사 등의 회전하는 것에 의하여, 피가공물에 대해서 원주형상 혹은 이것에 유사한 형상의 구멍을 뚫을 수 있는 것을 말한다.
현재, 대개의 드릴은, 봉형상의 소재를 연삭하는 것에 의하여 제조되고 있다.
또, 대부분의 셀프드릴링 나사의 선단(先端)은, 한쌍의 다이스를 맞부딪치는 것에 의하여, 드릴 형상으로 가공되고 있다.
그런데, 상기한 소재의 연삭에는 많은 공정을 필요로 하고 있었다.
또, 다이스의 맞부딪치는 것에 의하여 나사의 앞쪽 끝을 드릴형상으로 가공함에는 1공정으로 충분하나, 나사부분의 형성에는 다른 공정을 필요로 하고 있기 때문에 공정의 간소화가 요망되고 있었다.
그래서, 본 발명은, 드릴형상 절삭가공구를 평면 상에서 전조하였을 때에 그 평면상에 생기는 요철을, 다이스 위에 다수형성하고, 그 다이스에 의하여 드릴형상 절삭가공구를 전조하는 것을 특징으로 하는 절삭가공구의 제조방법을 제공한다.
또, 본 발명은, 상기한 제조방법에 사용되는 다이스로서 드릴형상 절삭가공구를 평면 상에서 전조하였을 때에, 그 평면 상에 생기는 요철이 다이스 위에 다수형성된 것을 제공한다.
다이스에 의한 전조에 의하여, 소재는 드릴형상으로 가공된다. 셀프드릴링 나사에 있어서는, 나사산의 전조에 의한 형성과 동시에 나사의 앞쪽 끝이 드릴형상으로 가공된다.
이하, 도면에 따라서 본 발명의 1실시예를 설명한다.
제6도에 표시하는 셀프드릴링 나사는, 나사의 선단에 드릴형상 절삭부(1)를 보유하는 절삭가공가공구로서, 축부(軸部)(2)의 중간에 나사부(3)를 보유하고, 축부의 다른 쪽 끝에는 두부(頭部)(4)를 구비하고 있다.
이 두부(4)는, 나사에 회전토오크를 부여하는 공구와 걸어맞춤한다. 이 셀프드릴링 나사는 일반적으로 알려져 있는 바와 같이, 선재(線材)를 가공하여 제조되지만, 본 발명에 있어서는 이 선재를 가공함에 있어서, 나사부(3) 및 절삭부(1)의 성형을, 1쌍의 전조다이스에 의하여, 1공정으로서 행할 수 있도록 한 것이다.
또한, 선재의 다른 가공, 예를 들어 두부의 성형가공이나 표면가공은 종래와 동일한 방법으로서 행해진다.
선재는 소정된 치수로 절단됨과 아울러 두부가 형성되어, 축부 및 선단의 절삭부의 가공을 대비한다.
이때, 축부의 선단을 테이퍼 형상으로 가공하는 등의, 예비적인 축부의 가공을 행해 놓아도 좋다.
상기한 전조다이스는, 통상의 축부나사산을 가공하는 부분 이외에 선단의 절삭부의 가공을 행하는 부분을 보유한다. 이 선단의 절삭부의 가공은, 방전가공에 의하여 행해지며, 이 방전가공에는 선단부에 드릴의 형상을 보유하는 공구(전극)가 사용된다.
따라서, 이하, 전극의 제작, 다이스의 방전가공, 나사전조의 순서로 설명한다.
전극의 제작(제2도 참조)
전극은 원주형상의 전극 소재를 소망하는 드릴의 형상으로 연삭하여 제작된다.
전극소재에는, 동(銅), 그래파이트 등을 이용할 수가 있으나, 본 실시예에 있어서는 연삭의 유리성(有利性)에서 동텅스텐을 사용한다. 전극소재는, 소정의 지름(최종목적물인 셀프드릴링 나사의 선단 절삭부(1)의 지름과 대략 동일한 지름)을 보유하는 원기둥형상으로 연삭된다.
다음에 드릴의 제조와 동일한 방법에 의하여, 동체부(101)의 홈(102)이나 랜드(land)(103) 등의 연삭이 행해지고, 최후로 선단부(104)이 연삭된다.
또한, 이 실시예에 있어서는, 선단각도(先端角度)가 110도, 1번 각도가 30도로 되며, 랜드(103)도 2번 가공처리되어 있다.
여기서, 선도각도는 제6도에 표시된 바와 같이 선단절삭가장자리(19)(19)가 이루는 각도이고, 2번 각도는 테이퍼면(13)이 항력면(16)과 이루는 각도를 말한다.
동체부(101)는 모두 드릴의 형상으로 연삭해도 좋지만, 방전가공에 필요한 부분만을 드릴의 형상으로 연삭하고, 다른 부분은 원주형상부(105)로 해도 좋다.
그때, 원주형상부의 지름을 동체부(101)의 드릴지름보다 작게 하여도 좋다.
다이스의 방전가공(제2도,제3도)
다음에, 위에서 설명한 공구(전극)(106)를 이용하여 다이스의 방전가공이 행해진다.
방전가공기의 서어보헤드(도면표시 하지 않았음)의 하단에 전극(106)이 부착된다.
한편, 작업대(T)에는 공작물인 다이스(201)(201)가 1조 놓여진다.
이들 다이스에는, 미리, 나사산 형성용의 다수의 긴홈(도면 표시 하지 않았음)이 소정의 리이드 각에 의하여, 윗부분의 평탄면(202)에 성형되어 있다.
이들의 긴홈은, 일반적인 나사산 전조용 평(平)다이스의 긴홈과 동일하며, 동일한 방법으로서 형성된다.
또한, 긴 홈은, 방전가공 후에 형성되어도 좋다.
다이스(201)의 아래 부분에는 제방부(203)가 돌출형성되어 있다.
이 제방부(203)는, 제4도에 표시하는 바와 같이, 평면에서 보아 평탄면(202)과 각도(a)를 가지고, 다이스의 좌측에서 우측으로 감에 따라서 점차로 돌출된다.
각도(a)는 3-5도이다.
제방보(203)는, 평탄면(202)에 연속되는 경사면(204)과, 경사면의 정상부(205)를 보유한다.
이 경사면(204) 및 평탄면(202)의 아래부분이며 긴홈이 형성되어 있지 않은 평탄면 하부(206)에, 전극(106)에 의하여 드릴부 형성용의 가공이 행해진다.
전극(106)은, 다이스(201)의 좌축에서 우측으로 회전하면서, 평탄면(202)과 평행하게 이동된다.
또한, 방전은 케로신(Kerosene) 등의 유전체액(誘電體液) 중에서 0.01-0.1mm이라고 하는 미소한 간격을 통해 행하여진다.
전극이 1회전하는 동안에 횡방향으로 이동하는 길이는, 전극의 드릴지름(b)의 원주길이에 거의 동일하다.
방전가공은, 다이스(201)의 우측 끝에 있어서의 정상부(205)의 위치에, 전극(106)의 중심축(107)이 올때까지 행해진다.
또한, 앞에서 설명한 경사면(204)의 김릿(gimlet) 각은, 이 실시예에서는 20도로 하지만, 적당하게 변화시킬 수 있다.
김릿각이라는 것은, 셀프드릴링 나사의 드릴부분의 비틀림 각을 형성하기 위해 전조다이스에 새겨진 부분의 각도를 말한다(제1도 참조).
다이스와 나사의 전조(제1도, 제5도, 제6도)
이와 같이 해서 방전가공된 다이스(201)의 경사면(204) 및 평탄면하부(206)에는, 드릴형상을 한 전극(106)을 평면 위에 회전하여 이동시켰을 때에, 그 평면 위에 생기는 요철이 다수 형성된다.
오목부(207)는 랜드(103)에 대응하고, 볼록부(208)는 홈(102)에 대응한다.
또한, 여기에서 말하는 오목부(207), 볼록부(208)는 상대적인 것이며, 반드시 양자 사이에 명확한 경계가 있을 필요는 없다.
앞에서 설명한 바와 같이, 전극(106)은 평탄면과 평행하게 이동되기 때문에, 오목부(207)의 평탄면(202)에 대한 깊이는, 다이스(201)의 우측일수록 오목부(207)과 볼록부(208)의 요철차이는 심하다.
제1도는, 오목부(207) 및 볼록부(208)의 상세한 것을 설명하기 위한 사시도이다.
또한, 이 도면은, 다이스(201)의 경사면(204) 및 평탄면 하부(206)를 다이스의 좌측 윗쪽으로부터 우측 아래쪽으로 본 사시도이기 때문에, 도면의 윗부분에 정상부(205)가 그려지고, 도면의 아래 부분에 평탄면 하부(206)가 그려진다.
오목부(207)는, 랜드형성면(209)과, 여기에서 단차(段差)(210)를 가지고서 깊게된 마아진형성면(211)으로 이루어진다.
단, 양 면(209)(211)은 반드시 단차(210)를 두고 연결할 필요는 없고, 랜드형성면(209)으로부터 마아진형성면(211)으로 점차로 깊게되어 가도록 해도 좋다.
양 면(209)(211)은 경계(212)를 개재하여 상승하는 급경사면(213)으로 이어진다.
마아진형성면(211)은 절삭가장자리형성부(214)를 개재하여 볼록부(208)의 절삭민형성부(215)로 이어진다.
절삭면형성부(215)는 점차로 상승한 후 항력면형성면(216)에 이어져서 하강된다.
항력면형성면(216)은 랜드부에 대한 경계부(217)를 개재하여 랜드형성면(209)에 이어진다.
경계(212)는, 이 다이스(202)에 의하여 전조되는 셀프드릴링 나사의 절삭부(1)의 드릴형상에 2번 각도를 주기위하여, 마아진형성면(211)에서 랜드형성면(209)으로 감에 따라서 점차로 다이스(201)의 윗쪽에 근접된다.
마아진형성면(211)과 급경사면(213)과 절삭면 형성면(215)의 3면의 접점(218)은, 나사절삭부의 어깨부분(18)을 형성하는 것이다.
급경사면(213)은 대략 부채모양을 하고 있으며, 50도 전후의 경사각(c)를 보유한다.
이 급경사면(213)은 나사절삭부의 테이퍼면(13)을 형성하는 것으로, 급경사면(213)과 절삭면형성면(215)과의 경계선(219)이 선단절삭가장자리(19)를 형성한다.
급경사면(213)의 부채형상가장자리부분(220)이 나사의 절삭부의 치즐포이트(chisel point)(20)를 형성하는 것이며, 부채형상가장자리부분(20)과 정상부(205)의 사이에는 약간의 간극(221)이 존재한다.
블록부(208)의 다이스에 있어서의 웃부분에는, 경사면(264)이 미가공인채로 남아 있다.
또한 각 면의 경계부분이 선이나 점으로서 명확하게 나타나면 나타날수록, 절삭부(1)에 나타내는 경계는, 예리하게 되기 때문에 필요에 따라서 가공의 정도를 조정하면 좋다.
예를 들어, 경계선(219)은 선단절삭선(19)을 형성하기 위해, 명확한 선으로서 나타내는 것이 소망스러우나, 급경사면(213)과 랜드형성면(216)의 경계구역(222)은 선으로 나타낼 필요는 없다.
나사부(3)를 형성하는 긴홈(223)은 평탄면(202) 위에 형성되어 있다.
이렇게 해서 이루어진 다이스(201)에 의하여 앞에서 설명한 선재를 전조한다.
이 전조는 일반적인 전조 평다이스에 의하여 나사를 제조하는 방법과 동일한 방법으로서 행해진다.
셀프드릴링 나사(제6도)
상기한 전조에 의하여, 제6도에 표시하는 셀프드릴링 나사가 얻어진다.
이 나사의 절삭부(1)는, 나선상으로 종방향으로 연장되는 홈(7)과 랜드(9) 및 마아진(11)을 보유한다.
홈(7)은 다이스의 볼록부(208)에 의하여 형성되고, 랜드(9)는 오목부의 랜드형성면(209)에 의하여, 또 마아진(11)은 오목부의 마아진형성면(211)에 의하여 각각 형성된다.
절삭부(1)의 선단에는, 선단각도가 110도로 설정된 선단 절삭가장자리(19)가 테이퍼면(113)의 가장자리에 형성되고, 이 테이퍼면(13)은 다이스의 급경사면(213)에 의하여 형성된다.
테이퍼면의 2번각도는 약 30도로서, 테이퍼면(13) 끝의 어깨부분(12)은 마아진(11)으로부터 랜드(9)로 감에 따라서, 점차로 선단으로부터 기부(基部) 쪽으로 멀어진다.
이것은, 다이스의 경계(212)가 다이스의 접점(218)이 멀어짐에 따라서, 다이스의 윗부분으로 향하도록 경사하고 있는 것에 의하여 이루어진다.
또, 랜드(9)는, 마아진(11)에 대하여 2번 가공처리 되어 있다.
이것은 다이스의 단차(210)의 존재에 기인한다.
마아진(11)은 절삭가장자리(14)를 경계로 홈(7)의 절삭면(15)에 연속되고, 절삭면(15)은 만곡하여 항력면(16)에 이어진다.
항력면(16)은 경계부(17)를 개재하여 랜드(9)에 연결된다.
그리고, 다이스의 경계선(219)은 선단의 테이퍼면(13) 가장자리의 선단절삭가장자리(19)를 형성하고, 경계구역(222)은 테이프면(13)과 항력면(16)과 경계구역(22)을 형성한다.
절삭부(1)의 최선단에는 치즐포인트(20)가 형성된다.
이 치즐 포인트가 직선으로 형성되기 위해서는, 부채형상가장자리부분(220)이 정확한 원호를 그리고 있는 것이 바람직하다.
홈(7)의 기부에는 드릴형상 절삭부(1)와 축부(2)의 연속부로서 테이퍼형상의 돌출부(24)가 형성된다.
이 돌출부(24)는 경사면(204)에 형성되기 때문에, 약 30도의 테이퍼각을 보유한다.
또한, 급경사면(213)은 약 55도의 경사각을 보유하기 때문에, 이것에 의하여 형성되는 테이퍼면(13)의 앞쪽 끝 각도는 110도로 된다.
이렇게 해서 이루어진 셀프드릴링 나사는, 그 드릴 형상의 절삭부(1)에 의하여 아래구멍을 뚫어서, 나사부(3)에서 나사식으로 부착된다.
또, 절삭부(1)의 드릴지름과, 축(2)의 지름과, 나사부(3)의 나사산 지름은 필요에 따라서 변화시키는 것이 가능하다.
또, 나사산의 선단은, 절삭부(1) 안에서부터 시작되는 것이라도 좋고, 반대로 절삭부(1)에서 상당히 떨어진 위치에서 시작되어도 좋다.
본 발명은, 상기한 셀프드릴링 나사로서 실시가능할 뿐 아니라, 드릴로서도 실시 가능하다.
그때, 오목부(207) 및 볼록부(208)는, 다이스의 아래부분으로부터 윗부분으로 향하여 길게 연장되는 요철조(條)로 되어서, 소정의 리이드 각을 가지고 평행하게 늘어진다.
또, 상기한 실시예에서는 홈(7)의 수는 2개이었으나, 이것을 더욱 증가시킬 수도 있다.
또, 다이스의 방전 가공시에, 미리 제방부(203)를 형성해 두었으나, 이것은 반드시 필요한 것은 아니며, 모두 방전가공에 의하여 가공을 행해도 좋다.
또, 방전가공된 다이스의 형상을 정돈하기 위하여, 또다시 연삭가공을 행해도 좋다.
또, 형성되는 드릴형상의 모양은, 트위스트 드릴의 형상에 한정되는 것은 아니며, 변형된 드릴형상이라도 좋다.
이상 본 발명에 의하면, 전조에 의하여 드릴형상의 절삭가공구를 1공정으로 제조할 수 있음과 아울러, 셀프드릴링 나사로서 실시할 때에 있어서도, 나사부와 동시에 절삭부의 가공을 행할 수가 있어서, 제작공정을 간략화할 수 있다.

Claims (5)

  1. 제조된 드릴형상 절삭가공구의 드릴부 지름과 거의 동일한 지름을 보유하는 원기둥형상의 동체부(101)의 일부분에, 홈모양의 요철을 형성하는 것에 의하여 드릴형상으로 형성된 방전부분을 구비한 방전가공을 전극(106)을 준비하고, 이 전극(106)을 회전시켜 전조다이스(201)와 평행하게 이동시키면서 방전하는 것에 의하여, 전조다이스에 드릴부 형성용의 다수의 요철(207)(208)을 형성하며, 이 전조다이스에 의하여 선재등의 피가공물을 전조하는 것을 특징으로 하는 드릴형상 절삭가공구를 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 전극의 방전부분이, 제조되는 드릴형상 절삭가공구의 드릴부의 절삭홈(7) 및 랜드(9) 각각의 형상에 유사한 요철을 구비한 것을 특징으로 하는 드릴형상 절삭가공구를 제조하는 방법.
  3. 제조되는 드릴형상 절삭가공구의 드릴부지름과 거의 동일한 지름을 보유하는 원기둥 형상의 동체부(101)의 일부분에, 홈모양의 요철을 형성하는 것에 의하여 드릴형상으로 형성된 방전부분을 구비한 방전가공용 전극(106)을 회전시키면서 다이스와 평행하게 이동시키는 것에 의하여, 상기한 전극(106)의 요철을 평면 위에 반대로 전사(轉寫)한 다수의 요철(207)(208)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전조다이스.
  4. 제3항에 있어서, 다이스 윗부분에 나사산 형성의 다수의 홈(223)이 형성되고, 다이스 아래부분에 드릴부 형성용의 다수의 요철(207)(208)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스.
  5. 제3항에 또는 제4항에 있어서, 아래부분에 경사면(204)을 보유하는 제방부(203)가 돌출형성되고, 경사면(204)에 드릴형성용의 다수의 요철(207)(208)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전조 다이스.
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