KR910004549B1 - 트위스트 드릴 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제 1 도는 트위스트 드릴의 전면도.
제 2 도는 제 1 도의 화살표(Ⅰ)방향에서 본 상기 드릴의 측부도.
제 3 도는 제 2 도의 화살표 Ⅲ에 대응하는 측부도.
제 4 도는 제 1 도 및 제 2 도의 화살표 Ⅳ에 대응하는 드릴 포인트의 측부도.
제 5 도는 제 1 도의 라인 Ⅴ-Ⅴ를 따라 도시된 상기 드릴 포인트의 부분 단면도.
제 6 도 내지 제 8 도는 그 부가적인 보정이 둥근 홈에 이루어진 트위스트 드릴의 제 1 도 내지 제 3 도에 대응하는 도시도.
제 9 도는 제 7 도의 화살표 Ⅳ에 대응하는 드릴 포인트의 측부도.
제 10도는 제 6 도 및 제 7 도의 화살표 Ⅹ에 대응하는 드릴 포인트의 측부도.
제 11 도는 제 6 도의 섹션 라인 XI- XI 에 따라서 상기 드릴 포인트를 통한 부분 단면도.
제 12 도는 연마 시작인 φ=0°의 회전 위치에서 연마 휠로 드릴 포인트를 연마하는 동안, 제 2 도에 대응하는 드릴 포인트의 측부도.
제 13 도는 연마 계합(드릴 포인트 연마 공정을 목적으로)에서의 φ=90°의 회전 위치에서 상기 연마 휠로서 드릴 포인트를 연마하는 동안 제 3 도에 대응하는 드릴 포인트의 측부도.
제 14 도 내지 제 18 도는 연마 휠의 측면 형태 위치, 개개의 회전 위치내의 드릴 및 연마 휠 사이의 접촉면 및 주 절단 모서리 측면 모선 위치가 주어지면서, φ=-30° 내지 φ=+90° 사이의 상이한 회전 드릴 위치내의 제 1 도와 유사한 드릴 포인트의 전면도.
제 19 도는 상기 드릴의 중심으로부터 드릴의 외구경까지의 드릴 직경을 기입한 주 절단 모서리의 각각의 축 돌출 각도에 대한 본 발명에 의하여 카바되는 크기 범위를 도시한 도표.
제 20 도는 φ=-30°에서의 드릴 포인트 연마 시작 및 φ=+90°에서의 드릴 포인트 단부 사이의 드릴의 회전 위치의 작용으로서 상기 드릴의 축 피트 성분(HG, HA) 및 반경 피드(HR)크기의 성질 표시가 주어진, 제 14 도 내지 제 18 도에 도시된 드릴 포인트 연마공정에 대한 도표.
제 21 도는 상기 연마 공정 동안의 피드 벡터의 벡터 도표.
제 22 도는 φ=-30°의 드릴 포인트 연마의 시작 및 φ=+90°의 드릴 포인트 연마의 단부 사이의 드릴의 회전 위치의 작용으로서 야기되는 전체 피드(H)의 곡선을 도시하는 제 14 도 내지 제 18 도의 드릴 포인트 연마 공정에 대한 도표.
제 23 도는 상기 연마 공정 동안의 상기 피드 벡터의 수정된 벡터 도표.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 트위스트 드릴 2 : 둥근 세로홈
3 : 주 절단 모서리 6 : 강철끝 모서리
10 : 주 측면 11 : 드릴 포인트
14 : 연마 휠 15 : 원주 외형
16 : 모선 23 : 보호 가장자리
본 발명은 트위스트 드릴에 관한 것으로서 특히, 나선면을 형성하는 절단부가 연마된 주 측면을 가지고 경금속으로 제조된 드릴에 관한 것이다. 또한, 이와 관련하여 경금속이 양호한 물질로서 언급된다면, 이것은 또한 적어도 상기 절단 물질로서 소결되거나 혹은 복합 물질의 사용도 포함하게 된다.
금속 강철끝(chisel edge)부근이 나선식으로 연마된 드릴면은 더욱 큰 틈새 각을 야기시킨다는 사실을 공지되어 있는 것이다. 이것은 용이하게, 중심 가공된 스폿 드릴링에 대해서는 유리하지만, 특히, 이것이 상기 강철끝 모서리를 약화시키기 때문에 강한 피드(feed)에 대해서는 좋지 않았다. 따라서, 나선식 연마 면을 가진 트위스트 드릴내의 절단 상태를 개선하기 위하여, 강철끝 모서리에 특히, 이것을 날카롭게 하거나 혹은 드릴될 물질에 측면 돌출 각도를 적용시키므로서 자주 보정되었다(1979년 3판, 40페이지 베를린, 스톡크-타쉔부호, 알.스톡크 아게 : 알.스톡크 아게에 의하여 출판된 핸드북).
본 발명의 목적은, 용이하게 중심 형성되는 스폿 드릴링 특성을 유지하면서, 반면에 고피드율로 작업을 가능하게 하고, 긴 수명을 보장하는 상술된 형태의 트위스트 드릴을 제공하는 것이다.
본 발명은 트위스트 드릴이 평균 이상의 코어 두께를 갖으면서 그 안정성을 향상시킨 것이다. 그러나, 이러한 사실은 강철끝 모서리의 길이의 연장 즉, 절단될 때 보다 더욱 큰 드릴견인력으로 인해, 상기 스폿 드릴링 및 칩 절단 상태를 악화로 이끌게 되지만, 본원에서는 이를 배제시키었다.
상기 주 절단 모서리로의 강철끝 모서리의 거의 안정한 변환때문에, 응력 정점이 절단 모서리를 따라 피해지게 된다.
강철끝 모서리를 연장시키고 드릴 포인트를 연마하는 방식에 의하여, 상기 칩들은 이들이 강철끝 모서리 구역으로 전환되므로서 산출되어 상당한 정도로 인장된 후 바로 형성된다. 상기 칩이 둥근 세로홈에 유입되면, 이들은 짧은 조각으로 분쇄되는 고 비틀림 응력을 부가적으로 받게 된다.
짧은 조각으로의 분쇄 특성은 상기 둥근 세로홈을 통한 칩의 제거를 용이하게 한다. 이러한 트위스트 드릴의 특성은, 상당히 증가된 칩 절단 체적을 갖을때조차도, 확장된 코어 두께에 의하여 야기된 내부 둥근 세로홈 횡단면의 감소가 유해성을 주지 않는다. 짧은 칩을 형성시키는 트위스트 드릴의 특성은 증가된 코어 두께의 결과로서 둥근 세로홈의 내부 횡단면의 감소에 대해서 충분한 보정을 한다. 상기 트위스트 드릴은 종래 것보다 더욱 큰 피드로 작동 가능하다.
경금속 절단 물질의 저인성도(toughness)는 상기 절단 모서리 및 강철끝 모서리에 최대로 가능한 립 각도를 필요로 한다.
본 발명을 이하에 첨부된 도면을 참조하여 실시예로서 더욱 자세히 서술하면 다음과 같다.
실시예에 도시된 이중 절단 모서리 트위스트 드릴(1)에는, 다수의 주 절단 모서리(3)내에 트위스트된 홈의 형태인 둥근 세로홈(2)이 함께 제공되어 있다. 또한, 본 발명은 두개 이상의 주 절단 모서리와 둥근 세로홈을 가진 트위스트 드릴용으로도 동일하게 이용될 수 있다. 둥근 세로홈(2)은, 코어 두께 K(4)가 정해지는 깊이까지 드릴체내에서 작업된다. 상기 드릴 코어(코어 두께 4)구역내에서, 상기 주 절단 모서리(3)는 강철끝 모서리(6)에 의하여, 보다 정확히 말한다면 강철끝 모서리로 변경되어 이어진다.
본 발명에 따른 드릴의 코어 두께(K=4)는 드릴 직경(8)의 25 내지 40%정도이다. 상기 드릴의 절단방향(9)은 화살표(제 1 도, 제 6 도)로 나타낸 방향이다. 상기 드릴의 전방면 즉, 주 절단 모서리(3)와 원주면(5) 사이에 놓여 있는 면은 주 측면(10)를 형성하고 있다. 상기 드릴 포인트는 도면번호(11)로 표기되고, 포인트 각(σ)은 도면 번호(12)를 가지고 립 각(βZ)은 도면 번호(22)를 가지고 있다.
양호한 실시예에 있어서, 상기 드릴에 대한 드릴 포인트 연마 공정은 고정축(13)에 대해 회전하는 면 연마 휠(14)에 의해 실행된다. 상기 연마 공정동안 드릴(1) 및 연마 휠(14)사이의 상대 위치는 제 12 도 내지 제 18 도에 도시되어 있다. 제 12 도에는 고정대 및 회전위치(φ=0°)의 연마 휠(14)로 주 절단 모서리(3)가 연마되는 드릴이 도시되어 있고, 제 13 도는 연마 휠(14)에 대향하는 그 상대 단부 위치가 있는 드릴을 도시하며 드릴(1)이 연마 휠(14)에 대해서 반경 피드(HR)방향(19)으로 위치 변환되어 그 절단 방향(9)으로 90° 회전되어져 있다. 따라서, 제 13 도에서 상기 드릴은 드릴축(7)에 대해서 항상 φ=90°의 회전 위치로 있다. φ=90°의 회전 위치는 드릴 포인트 연마 동안에 드릴 단부 위치이다.
제 14 도 내지 제 19 도는, φ=-30°(제 14 도)인 회전 위치내의 드릴 상태로 드릴 포인트를 연마하기 시작하는 점에서 연마 휠(14)의 미약한 계합을 가지고 출발하여, φ=90°(제 18 도) 회전위치로 회전위치각도 φ=0°, 30° 및 60°를 지나면서 절단 방향(9)으로 서로 다를때의 여러 회전 위치에 있는 드릴을 도시하고 있다. φ=-30°로부터 φ=+90°까지의 그 회전이 지나는 통로상에서, 드릴(1)은 연마 휠(14)에 대해서 방향(19)으로 반경 방향 위치 변환을 한다. 이러한 드릴(1)의 반경 피드(HR)는 드릴 축(7)에 대해서 연마 휠(14)의 원주 측면(15)의 변경된 상대 위치로 제 14 도 내지 제 19 도에 명료하게 도시되어 있다. 드릴의 개별적인 회전 위치에서, 상기 모선(16)은 연마 휠(14)의 접촉면(17)에 더하여 각각의 경우를 해칭하여 도시하였다.
φ=0°의 회전 위치에서, 연마 휠(14)의 원주 원형(15) 및 모선(16)은, 돌출 정도 다시 말하면 드릴 직경의 3% 내지 15%인 중심(S=18)을 넘어서는 위치로, 각각 드릴축(7) 및 드릴의 중심 넘어로 연장된다. 값이 작을수록 연성 재료 작업용으로 사용되고, 값이 클수록 드릴이 더욱 큰 안정성을 갖는 중성 재료 작업용의 드릴(1)에 사용하기에 적합하다.
절단 방향(9)으로 회전 위치(φ=0°)넘어로 드릴(1)의 회전을 계속하면서 드릴 포인트 연마를 계속하여, 모선(16)은 중앙 위치(제 12 도 및 제 15 도) 넘어 반경 방향으로 이동되여 드릴(1)의 반경 피드 방향으로 전진한다. 상기 서술된 실시예로서 이러한 사실은 그 길이 방향에 대해 직각으로 드릴 축(7)의 병진운동에 의하여 이루어진다. 이러한 반경 피드(HR)는 화살표(19)방향으로 이루어진다. 연마가 드릴 포인트에 이르러서(회전 위치 각도 φ=90° ; 제 13 도, 제 18 도), 연마 휠(14)의 모선(16) 및 원주 외형(15)은 중심 전방의 위치=20을 갖는데, 이것은 드릴 구경(8)의 7 내지 14 퍼센트에 달한다. 7퍼센트인 낮은 값의 것은 큰 드릴 직경(8)용으로 적용되며 연성 물질을 작업하는데 사용되며, 반면에 14%인 높은 값의 것은 작은 드릴 직경(8)용으로 적용 가능하며 경성 물질을 작업하는데 사용된다.
드릴 포인트를 연마하는 동안에 드릴(1)은 화살표(21) 방향으로 연마 휠(14)에 대해서 축방향으로 전진한다. 이러한 축방향 전진은, 반경 피드(HR)(화살표 19방향)에 수직으로 일어나는 기본 피드(HG)로 구성되어 있다. 이러한 기본 피드(HG)는 드릴이 항상 연마 휠의 표면(22)과 접촉이 유지되는 것을 보장한다. 따라서, 축 피드(화살표 21)내의 기본 피드(HG)의 몫은, 측면 연마 공정을 먼저 시작하거나 혹은 틈새 각을 결정함이 없이 반경 피드(HR)(화살표 19)의 보정만으로 하며 φ=90°에서 연마 드릴 포인트 단부 위치에 도달될때까지(제 20 도 및 제 21 도에 도시) 드릴의 연속적인 회전 위치 φ를 가지고 점차적으로 증가되는 부가적인 축 피드 성분(HA)에 의하여 수행된다. 이것은 e함수에 대응하여 양호하게 증가한다. 따라서, 주 절단 모서리(3)를 연마하는 드릴 포인트에서 전체 드릴 포인트 연마 범위에 걸쳐 화살표(21)방향으로 수행하는 모선(16)의 축 피드가 점차적으로 되므로서, 주 절단 모서리(3)의 대향 틈새 각이 회전각(φ)의 증가 전진 및 주 절단 모서리(3)로부터의 증가 거리로 증가된다.
드릴의 연속 회전 위치(φ)에 의해 화살표(19)방향으로 활동하는 반경 피드 곡선은 제 20 도 내지 제 21 도에 도시된 바와 같이 선형적으로 선택되거나, 혹은 제 22 도 및 제 23 도에 도시된 바와 같이 점진적으로 된다. 만약 이것이 제 22 도 및 제 23 도에 따라 이루어진다면, 제 20 도 및 제 21 도에 따른 실시예용으로 연마기에서 요구되는 피드 축을 생략시킬 수 있다.
예 1 내지 예 3을 기재하는데, 이들은, 8.3㎜드릴 직경용으로서, 6°의 측면 틈새 각(αx)은 회전당 0.34㎜의 이송율로 드릴을 이동시키기에 충분하다. 이것에 비교해서, 종래 기술의 일반적인 테이퍼진 드릴 포인트를 가진 드릴용으로는, 회전당 0.12 내지 0.16㎜의 피드를 허용하는 틈새 각으로 10°의 측면 틈새 각(αx)이, 대응 드릴 직경용으로 제의된다.
작업될 물질에 따라서, 주 절단 모서리(3)에는 보호 가장자리(23)가 제공되거나 혹은 둥근 모서리에 의하여 보강될 수도 있다. 보호 가장자리는 강철끝 모서리(6)로 일정하게 변경된다.
본 발명이 따른 트위스트 드릴에 있어서, 드릴 포인트(11)의 구역내의 립 각 βZ(=25 ; 제 5 도, 제 11 도)는 대략 60° 내지 120°이다.
이러한 안정된 립 각(25)은 훌륭한 중심 설정 성질로 고 피드력(가압력)의 처리를 허용한다.
립 각(βZ: 25)에 따른 중심(=0.5×βZ)내의 네가티브한 돌출 각도는, 그 외부를 향하는 드릴의 포인트로부터 시작하여 일저하게 감소되고, 주 절단 모서리로 변경하는 곳에서는 대략 -20° 내지 +10°, 특정하게는, 0°정도이다(제 19 도에 도시).
본원은 트위스트 드릴용으로 예를 들어, 단지 6°의 최소 측면 틈새 각을 가지는 잇점이 있다.
측면(10)의 축 피치는, 절단 모서리(3)로부터 점차적으로 거리가 증가된다. 따라서, 상대적으로 작은 틈새 각과 그에 따른 안정적 립 각으로서, 최고로 클 수 있는 칩 영역은 강철끝 모서리(6)와 주 측면(10)사이에 형성된다.
이것은 강철끝 모서리(6)로부터 이격된 상기 칩들의 비방해 흐름을 허용한다.
[예 1]
1. 고형의 경성 금속 드릴, 직경 13.5[㎜]
경성 금속질 P 40(피복된)
σ=140°
αx=6°
φ=46°=일정
H90=3.0㎜
사용시, 다음과 같은 절단 자료가 인지되었다.
시험 금속 CK 45
회전율 n=2850분-1
절단 속도 VC=120m/분
회전 당 피드 f=0.6㎜
분 당 피드 Vf=1710㎜/분
드릴링 깊이 Lf=25㎜
칩의 형상 짧은 조각 칩
[예 2]
2. 고형의 경성 금속 드릴, 직경 8.3[㎜]
경성금속질 P40(피복된)
σ=140°
αx=6°
φ=43°=일정
H90=1.91㎜
사용시, 다음과 같은 절단 자료들이 인지되었다.
시험 금속 C 35
회전율 n=3200분-1
절단 속도 VC=83m/분
회전 당 피드 f=0.3㎜
분 당 피드 Vf=1100㎜/분
드릴링 깊이 Lf=18㎜
인지된 공구 수명 L=12.7m
칩의 형상 짧은 조각 칩
[예 3]
사용된 물질 50CrV4
세기 800N/mm2
드릴 직경 10.5mm
Claims (1)
- 절단 모서리에 대한 틈새 각을 한정하는 표면을 가지고 절단 모서리에서 종결되는 주 측면(10)으로서, 원주 외형(15)과 그 회전축에 대해 수직인 연마 면을 가지는 연마 휠(14)에 의해 나선면을 연마하여 연마되는 주 측면(10)과 길이축을 가지는 트위스트 드릴(1)에 있어서, 상기 드릴(1)이, 외경과, 상기 외경의 25 내지 40%와 같은 두께를 가진 중심 고형 코어와, 두개이상의 주 측면과, 130℃이상으로 두 주 측면 절단 모서리에 의해 한정되는 포인트 각을 포함하며, 상기 주 측면은, 연마 면이 주 측면(10)을 형성하는 동안 연마 휠(14)이 회전되고, 연마 휠(14)의 회전축에 대응하며 길이축에 대하여 드릴의 각 이동을 수행하여 형성되며, 절단 모서리의 구역에서 연마 휠(14)로 시작하는 연마 작업에 의해 연마 형성되며, 연마 작업은, 드릴 외경의 3% 내지 15%인 원주 외형으로부터 일정 거리에 연마 휠(14)의 원주 외형의 내향 반경방향으로 위치된 드릴 축선에 시작 위치로부터, 드릴 외경의 7% 내지 14%인 원주 외형으로부터 일정 거리에 연마 휠(14)의 원주 외형(15)외향 반경 방향으로 위치된 드릴축에 최종 위치까지 연마 휠(14)의 회전축으로부터 멀어지고, 드릴축에 대해 수직인 방향으로 드릴과 연마 휠(14)사이에 상대적인 반경 방향 이동을 수행하며, 반경 방향 이동을 수행하는동 안에, 상기 드릴이 나선 형태로 형성되도록 절단 모서리(3)로부터 증가하는 거리로 증가 전진하는 마무리 주 측면 표면에 의해 한정되는 틈새 각이 되도록 증가 전진하는 방법으로 연마 휠(14)을 향하는 길이축을 따라 드릴의 축방향 이동이 수행되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴.
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