KR950014986B1 - 드릴 및 그 체결을 위해 사용되는 로크 나사 - Google Patents

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내용 없음.

Description

드릴 및 그 체결을 위해 사용되는 로크 나사

제1도는 종래의 트위스트 드릴의 정면도.

제2도는 제1도의 트위스트 드릴의 인선 형상도.

제3도는 종래의 스페이드 드릴의 정면도.

제4도는 제3도의 스페이드 드릴의 인선 형상도.

제5도는 쓰로우 어웨이식 드릴의 절단부에 종래의 시닝(thinnig) 가공을 실시한 상태를 나타내는 드릴의 정면도.

제6도는 제5도에 나타내는 드릴의 일부 파단 정면도.

제7도는 본 발명의 제1실시예에 있어서 쓰로우 어웨이식 드릴의 정면도.

제8도는 제7도에 나타내는 드릴의 좌측면도.

제9도는 절단부와 섕크부의 접합 방법을 나타내는 분해 사시도.

제10도는 본 발명의 제1실시예의 쓰로우 어웨이식 드릴의 절단부의 정면도.

제11도는 제10도에 나타내는 절단부의 평면도.

제12도는 제10도에 나타내는 절단부의 저면도.

제13도는 제10도에 나타내는 절단부의 좌측면도.

제14a도는 제10도에 나타내는 절단부의 A-A선 단면도.

제14b도는 동 B-B선 단면도.

제14c도는 동 C-C선 단면도.

제14d도는 동 D-D선 단면도.

제15도는 제10도에 나타내는 절단부의 인선 형상을 나타내는 평면도.

제16도는 다른 절단부의 인선 형상을 나타내는 평면도.

제17도는 또다른 절단부의 인선 형상을 나타내는 평면도.

제18도는 절단부의 형상 치수를 나타내는 파라미터 상호간의 상관 관계도.

제19도는 제18도의 상관 관계도중에 나타내는 영역 Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ의 드릴을 사용한 드릴링 가공에 의하여 생긴 부스러기 형상을 나타내는 사진.

제20도는 본 발명의 제1실시예의 드릴과 종래 드릴의 비교 시험에 사용한 드릴의 형상을 나타내는 도면.

제21도는 본 발명의 제1실시예와 드릴과 종래 드릴의 비교 절삭 시험에 의하여 생성된 부스러기 사진.

제22도는 전송 속도를 변화시킨 비교 절삭 시험에 있어서, 제21도와 같은 사진.

제23도는 전송 속도를 변화시킨 경우의 제21도와 같은 사진.

제24a도는 본 발명의 제1실시예의 비교 시험에서 측정된 본 발명품에 의한 드릴의 전송 속도가 0.1㎜/rev인 경우의 절삭 동력의 경시 변동을 나타내는 그래프.

제24b도는 전송 속도가 0.15㎜/rev인 경우의 동일 그래프.

제25a도는 제24a, b도와 같은 시험에 있어서 종래 제품의 드릴의 전송 속도가 0.1㎜/rev인 경우의 절삭 동력의 경시 변동을 나타내는 그래프.

제25b도는 전송 속도가 0.15㎜/rev 경우의 동일 그래프.

제26도는 본 발명의 제2실시예의 드릴의 칩 브레이커의 형상을 나타내는 단면도.

제27도는 저전송 영역에 있어서 칩 브레이커의 작용을 설명하기 위한 도면.

제28도는 고전송 영역에 있어서 칩 브레이커의 작용을 설명하기 위한 도면.

제29도는 본 발명의 제2실시예의 비교 시험에서 사용한 본 발명품과 비교품 드릴의 형상을 나타내는 도면.

제30도는 본 발명의 제2실시예에 있어서 절삭 시험 결과에 의한 부스러기 상태를 나타내는 사진.

제31도는 본 발명의 제3실시예에 있어서 유한 요소법을 사용한 절단부의 응력선도.

제32도는 본 발명의 제3실시예에 있어서 절삭 시험에 사용된 드릴의 형상을 나타내는 도면.

제33도는 본 발명의 제4실시예에 있어서 드릴의 절단부(insert)에 대한 절단 에지의 형상을 나타내는 평면도.

제34도는 본 발명의 제4실시예에 있어서 드릴의 절단부에 형성된 시닝면의 형상을 설명하기 위한 부분 정면도.

제35a도는 본 발명의 제5실시예의 쓰로우 어웨이식 드릴을 나타내는 정면도.

제35b도는 그 일부를 확대한 부분 단면 정면도.

제36도는 제35a도에 나타내는 쓰로우 어웨이식 드릴의 평면도.

제37도는 제35a도의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도.

제38도는 본 발명의 제5실시예의 쓰로우 어웨이식 드릴의 절단부에 대한 정면도.

제39도는 제38도에 나타내는 절단부의 평면도.

제40도는 제38도에 나타내는 절단부의 좌측면도.

제41도는 본 발명의 제5실시예의 쓰로우 어웨이식 드릴의 섕크의 부분 정면도.

제42도는 제41도에 나타내는 섕크의 좌측면도.

제43도는 본 발명의 제5실시예의 절삭 시험에 있어서, 본 발명품의 천공 가공시의 동력의 경시 변동을 나타내는 그래프.

제44도는 동 절삭 시험에 있어서 종래의 쓰로우 어웨이식 드릴의 천공 가공시의 동력의 경시 변동을 나타내는 그래프.

제45도는 본 발명의 제6실시예에 있어서 로크 나사의 종단면도.

제46도는 동 실시예의 로크 나사의 나사의 후방에 헤드부를 설치한 경우의 종단면도.

제47도는 제45도에 나타내는 로크 나사의 사용 상태를 일예를 나타내는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 절단 에지 4a,4b : 제1 및 제2직선 절단 영역

4c : 곡선 절단 영역 4e,4f : 제3직선 절단 영역

9a,9b : 제1 및 제2칩브레이커 10 : 시닝면

20,130 : 섕크부 65 : 분할홈

118 : 절결부 138 : 관통 나사 구멍

139 : 숫나사 140 : 압압편

[발명의 분야]

본 발명은 주로 천공 가공에 사용되는 드릴의 구조에 관한 것으로, 특히 드릴의 인선 형상, 강도등의 개선, 쓰로우 어웨이식 드릴의 절단과 섕크의 접합 구조의 개선 및 절단과 섕크의 체결에 사용되는 로크 나사의 구조에 관한 것이다.

[종래의 기술]

드릴은 강재등의 천공 가공에 사용되는 절삭 공구의 하나이다. 그 일예로서 트위스트 드릴의 구조가 제1도에 나타나 있다. 트위스트 드릴(30)은 천공 가공에 제공되는 절단부(31)와, 절삭에 관여하지 않고 주로 부스러기의 배출과, 드릴링 머신등의 절삭 기계의 척부등에 장착하기 위한 섕크부(32)로 구성된다.

제2도에는 트위스트 드릴 인선의 선단 형상이 나타나 있다. 한쌍의 절단 에지(33,33)는 드릴의 회전축에 대하여 회전 대칭의 위치에 배치되어 있다. 절단 에지(33)는 치즐 에지(chisel edge)(34)의 단부에서 드릴의 외경 방향으로 향하여 직선상에 연장하여 형성되어 있다.

제3도는 종래 드릴의 다른 예로서, 스페이드 드릴의 구조를 나타내고 있다. 스페이드 드릴(40)은 섕크부(41)와, 이 섕크부에 장치핀(43)에 의해 고착되는 절단부(42)로 구성된다. 제4도는 절단부(42)의 인선 형상을 나타내고 있다. 스페이드 드릴(40)의 절단부(42)는 평판 형상으로 형성되어 있다. 절단부(42)의 선단은 그 중심부에서 양단부로 향하여 직선상으로 연장하는 대칭 배치된 한쌍의 절단 에지(44,44)가 형성되어 있다. 또한 드릴의 릴리프(relif) 면으로 되는 면에 절단 에지(44)에 거의 직교하는 방향으로 향하여 길고 가느다란 홈상의 니크부(45)가 형성되어 있다.

제2도 또는 제4도에 나타나듯이, 종래의 트위스트 드릴 및 스페이드 드릴은 피삭재의 절삭에 직접 기여하는 절단 에지(33,34)는 직선상으로 형성되어 있다. 이러한 드릴을 사용하여 드릴링 가공을 행하면, 부스러기는 직선상의 절단폭에 대응하는 폭으로 연속적으로 생성된다. 따라서, 폭이 넓은 부스러기가 연속적으로 생성됨으로서 가공중의 구멍 내부에 부스러기가 막히거나, 드릴에 부스러기가 붙거나 하는 등의 문제가 빈발하였다.

그래서, 제4도에 나타나듯이, 절단의 직선부에 홈상의 니크부(45)를 형성하고, 부스러기의 폭을 작게 하는 구조가 창작되었다. 니크부의 형성에 의하여, 부스러기는 니크 부분에서 분단됨으로, 부스러기의 폭이 감소되도록 되었다. 그런데, 니크부에 의하여 부스러기 폭이 작게 됨으로 가공중의 구멍 내벽이나 드릴의 홈부에 의하여 부스러기가 구속을 받지 않게 되고, 긴 부스러기가 발생하기 쉽게 되었다. 그리고, 길게 생성된 부스러기가 드릴에 붙어 부스러기의 처리성이 매우 나쁘다는 문제가 생겼다.

이와 같이, 종래 직선상의 절단을 가지는 드릴에서는 부스러기에 의한 가공 구멍이 막히거나, 부스러기의 부착에 의한 부스러기 처리의 저하가 문제이고, 특히 깊은 구멍 가공의 경우에는 부스러기에 의한 막힘이 드릴의 파손을 일으키는 문제가 있었다.

종래의 드릴, 예를들면 제1도에 나타내는 트위스트 드릴에서는 부스러기 절단 기구(칩 브레이커)가 설치된 것은 존재하지 않았다. 따라서, 드릴링 가공시에는 긴 부스러기가 발생하여 드릴로의 부착이나 막힘등을 발생하고, 드릴링 가공의 자동화나 대응성의 점에서 문제가 생기고 있었다. 제3도에 나타내는 스페이드 드릴에서는 연삭기 형태의 칩 브레이커가 설치된 것은 있었지만, 이러한 브레이커는 사용 범위가 좁고 실용상 충분한 효과를 나타내는 것은 없었다.

드릴은 절삭 가공에 있어서 마모나 파손등에 의하여 일정의 수명을 가지는 소모재이다. 따라서, 경제성의 면에서는 스페이드 드릴(40)과 같이 절단부(42)만이 교환 가능한 드릴이 좋다. 그러나, 종래의 스페이드 드릴(40)은 절단부(42)가 장치핀(43)에 의하여 고정되어 있다. 따라서 장치 가터에 의한 가공 정도의 저하나 장치 강도의 부족에 의한 드릴의 파손이라는 문제가 있었다.

그외에, 종래의 드릴에는 다음과 같은 문제도 있었다.

제2도 또는 제4도에 나타나듯이, 드릴의 인선에는 통상 치즐 에지(34,36)라고 하는 영역이 형성되어 있다. 이 치즐 에지는 절삭 저항을 증대하고, 절삭시에는 큰 추력을 받으므로, 이 부분을 연마하여, 그 에지 폭을 작게 하기 위해 시닝 가공이 시행되는 경우가 있다.

한편, 본 발명자는 후술하는 셀프 그립(self-grip) 방식의 드릴을 개발하였다. 그리고, 그 드릴의 절단칩의 인선 부분에 대하여 종래의 시닝 가공에 따라 시닝 가공을 하였다. 제5도는 본 발명자가 개발한 드릴의 절단 칩(51)에 종래의 시닝 가공을 시행한 상태를 나타내는 평면 구조도이고, 제6도는 그 정면 구조도이다. 종래의 시닝 가공에 의하여 형성되는 시닝면(52)은, 치즐 에지(53)에서 인선 후방으로 향하여 원통의 측면에 따르는 곡면에 형성되어 있다. 치즐 에지(53)의 폭은 이 시닝면(52)의 상단부에 형성되는 반경(R₁)에 의하여 규정된다. 이 반경(R₁)을 크게 하면, 인선(54)의 중앙 부분의 원이 크게 되고, 치즐 에지(53)의 폭도 크게 되고, 드릴의 절미가 악화된다. 또한 반경(R₁)을 작게 하면 드릴의 절미는 향상하지만, 인선 후방 부분의 시닝면(52)의 반경(R₂)도 작게 되고, 드릴의 경사면에 비교적 급격한 변곡면이 홈상으로 형성된다. 따라서, 시닝면(52) 근방에 응력 집중이 생기어 드릴 강도가 저하한다는 문제가 생겼다.

[발명의 개요]

본 발명의 목적은 부스러기의 막힘이나 드릴로의 휘감김이 없는 부스러기 처리 특성이 뛰어난 인선 형상을 가지는 드릴을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 칩 브레이커를 갖추고, 부스러기 처리 특성이 향상된 드릴을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 경제성이 뛰어나고, 충분한 공구 강도를 가지는 드릴을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 인선의 절미를 향상하고, 드릴의 강도를 유지할 수 있는 시닝(thinning) 가공이 실시된 드릴을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 섕크부에서 절단부(인서트)가 이탈하는 것을 방지할 수 있는 구조를 가지는 쓰로우 어웨이식 드릴(throw-away tipped drill)을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 천공 가공시에 부스러기 막힘의 발생을 방지할 수 있는 섕크 구조를 가지는 쓰로우 어웨이식 드릴을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 쓰로우 어웨이식 드릴의 절단부와 섕크부의 접합을 확실하게 하기 위하여 사용하는데 적합한 볼 부착의 로크 나사를 제공하는데 있다.

본 발명에 의한 드릴은 그 선단부에, 거의 회전축 중심에서 드릴 외경 방향으로 향하여 연장하고, 서로 회전축을 중심으로 하는 회전 대칭 위치에 위치시킨 한쌍의 제1 및 제2절단 에지를 가지고 있다. 그리고, 제1 및 제2절단 에지의 각각은 동일 직선상에 정렬하는 제1직선 절단 영역 및 제2직선 절단 영역과, 제1직선 절단 영역과 제2직선 절단 영역 사이에 형성된 곡선 절단 영역을 가지는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 제1직선 절단 영역과 제2직선 절단 영역의 사이에 곡선 절단 영역을 가짐으로서, 부스러기의 형상이 길고 가느다란 평판상의 것에서 부스러기의 긴쪽 방향의 축 직각 단면에서 물결친 형상으로 형성된다. 이러한 부스러기는 변형 저항이 증가하는 한쪽에서 취약하게 되어 잘라지기 쉽게 된다. 이 때문에, 부스러기가 칩상에 가늘게 부스러지고, 가공 구멍의 막힘이나 드릴로의 휘감김등을 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 드릴은 다른 국면에서는 그 선단부에, 거의 회전축 중싱메서 드릴 외경 방향으로 향하여 연장하고, 서로 드릴의 회전축을 중심으로 회전 대칭 위치에 위치시킨 한쌍의 절단 에지를 갖추고 있다. 그리고, 드릴의 경사면에서 부스러기를 절손시키기 위한 칩브레이커가 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

드릴의 경사면에 설치된 칩브레이커는 경사면에 따라 생성되는 부스러기가 이 칩브레이커에 맞닿음으로서 그 생성 방향이 변곡된다. 그리고, 피절삭 재료 표면이나 가공중의 구멍의 내벽등에 접촉하여 칩상에 절손된다. 이러한 작용에 의하여 길고 가늘게 연장하는 부스러기의 생성을 방지하고, 드릴로의 휘감김을 억제한다.

본 발명에 의한 드릴은 또다른 국면에서는 피삭물을 절삭하기 위한 절단부를 가지는 절단 칩과, 절삭 기계의 소정 위치에 장치하기 위한 섕크부를 갖추고 있다. 섕크부는 그 선단부에 절단 칩을 수입하기 위한 오목부와 절단 칩을 끼우기 위한 지지부를 가지고 있다. 또한, 절단 칩은, 섕크부의 오목부에 삽입되어 협지시키는 피협지부와, 가공할 구멍의 지름에 대응하는 외경 폭을 가지고, 그 선단면에 드릴의 회전축을 중심으로 한쌍의 절단부가 대칭으로 형성된 인선부를 가지고 있으며, 전체가 거의 T자형상의 평판형으로 형성되어 있다. 그리고, 절단칩의 피협지부와 인선부가 연결하는 목부는 원호상으로 가공되어 있다.

본 발명에 의하면, 절단 칩은 피협지부를 섕크부의 오목부내에 압입함으로서 섕크부에 고착된다. 따라서, 섕크부와 절단 칩의 장치 위치가 자동적으로 규정된다. 절단 칩의 피협지부와 인선부의 목부가 원호상으로 가공됨으로, 절삭 가동시에 드릴에 가하는 외력에 의한 응력이 목부에 집중하여 균열등을 방지한다.

본 발명에 의한 드릴은 또다른 국면에서는 그 선단부에 거의 회전축 중심에서 드릴 외경 방향으로 향하여 연장하고, 서로 회전축을 중심으로 하는 회전 대칭 위치에 배치시킨 한쌍의 절단부와, 치즐 에지 근방의 경산면에 형성된 시닝면을 가지고 있다. 그리고, 이 시닝면은 드릴의 인선 방향으로 향하여 소경으로 되도록 상정된 원추대의 측면 형상에 따른 곡면 영역을 가지는 것을 특징으로 하고 있다.

시닝 가공에 의하여 형성되는 곡면의 형상은 인선 부분과 인선 후방 부분에서 요구되는 조건이 다르다. 인선 부분에서는 인선 부분의 원을 작게 하고, 치즐 에지 폭을 작게 함으로서 절미를 향상하는 형상이 좋다, 또한, 인선 후방에서는 시닝 가공된 면에 완만한 형상 변화를 지지시키도록 상대적으로 큰 곡률로 형성되는 것이 요구된다. 따라서, 본 발명에서는 시닝면을 원추대의 측면에 따른 형상으로 형성하고, 인선 부분의 곡률 반경을 인선 후방 부분의 곡률 반경에 비하여 작게 형성함으로서 상가의 조건이 충족된다.

본 발명의 쓰로우 어웨이식 드릴은 피삭물을 절삭하기 위한 절단부와, 절삭 기계의 소정 위치에 장치하기위한 섕크부를 갖추고 있다. 그리고 절단부는 섕크부와 분리 가능하게 기계적으로 접합되어 있다. 절단부는 섕크부에 삽입되는 삽입부를 가지고, 섕크부는 절단부의 삽입부를 받아들이고, 협지하는 협지부를 가지고 있다. 그리고 절단부와 섕크부 사이에는 절단부가 섕크부에 삽입된 상태에서 절단부가 섕크부에서 이탈하는 것을 방지하도록 절단부와 섕크부에 계합하는 계합 부재를 갖추고 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 계합 부재, 절단부의 삽입부에 형성된 오목부와 섕크부의 협지부에 형성되고, 절단부의 오목부에 계합하는 계합편을 갖추고, 그 계합평이 섕크부의 협지부에 형성된 관통 나사 구멍에 나사 삽입된 숫나사 부재를 가지고 있으며, 이 숫나사 부재는 절단부의 오목부 표면을 압압한다.

본 발명에 의하면, 절단부와 섕크부가 계합 부재에 의하여 계합되어 있다. 따라서, 절단부가 섕크부에서 이탈하는 방향으로 외력이 작용한 경우에, 외력에 저항하여 절단부의 이탈을 방지한다.

본 발명의 쓰로우 어웨이식 드릴은 다른 국면에서는 섕크부, 절단부의 경사면에 연결되고, 섕크부의 축방향으로 연장하는 부스러기 배출면을 가지고 있으며, 부스러기 배출면은 경사면에서 드릴의 회전 방향과 역방향으로 후퇴하여 형성되어 있다. 이 구조에 의하면 절단부의 경사면에 따라 생성되는 부스러기가 부스러기 배출면에 따라 원활하게 외부로 배출되므로, 부스러기가 섕크부등에 휘감기도록 하는 상황을 회피할 수 있다.

쓰로우 어웨이식 드릴의 절단과 섕크의 계합 수단으로서 적합한 본 발명의 로크 나사는 외주면에 숫나사가 형성된 원통 형상을 가지고, 그 전단부에 착좌홈을 가지고, 그 착좌홈에는 피고정물에 대하여 꽉누르는 볼을 회전 가능하게 감합 가능하다. 그 착좌홈측에는 후방으로 향하여 직경이 작게 되는 테이퍼 구멍을, 착좌홈에 연속시켜 설치하고 있다. 더욱이 그 전단부에는 착좌홈과 테이퍼 구멍을 주위 방향으로 분할하는 분할홈을 설치하고 있다.

이 구조의 로크 나사에 의하면, 로크 나사를 고정부의 나사 구멍에 끼워넣어 볼 선단의 접촉면을 상대 재료에 꽉누르면 볼이 테이퍼 구멍에 압입되고, 쐐기 효과로서 나사 선단의 착좌홈 및 테이퍼 구멍의 형성부가 확대하여 나사 구멍의 내면에 압접한다. 따라서, 이 압접점에 생기는 마찰력으로 나사의 역전이 방지되어 자체의 이완이 없게 된다.

또한, 볼이 상대 재료에 닿기까지는 나사 구멍의 구멍면과의 접촉압이 높지 않으므로 나사 구멍을 손상할 우려가 없다. 또한 착좌홈 및 테이퍼 구멍 형성부도 나사 구멍이 규제면으로 되어 있는 일정 이상의 지름확장을 방지시키므로, 과도의 체결 토크가 가하여져도 숫나사의 파손이 일어나지 않는다.

[적합한 실시예의 설명]

이하, 본 발명의 제1실시예에 대하여 도면을 사용하여 설명한다.

본 실시예의 쓰로우 어웨이식 드릴의 구조가 제7도 내지 제9도에 나타낸다. 제7도는 본 발명에 의한 쓰로우 어웨이식 드릴의 정면도이고, 제8도는 그 좌측면도이다. 쓰로우 어웨이식 드릴은 강재등의 피삭재를 절삭 가공하는 절단부(1)와, 이 절단부(1)를 지지하여 공구에 장치하기 위한 섕크부(20)로 구성된다. 제9도는 절단부(1)와 섕크부(20)의 접합 방법을 나타내는 분해 사시도이다. 제9도를 참조하여, 절단부(1)는 그 피협지부(2)가 섕크부(20)의 협지부(21,21)의 내측 단면과 맞닿음으로서 생기는 마찰력에 의하여 섕크부(20)에 고정된다. 이러한 절단부(1)와 섕크부(20)의 접합 방식을 셀프 그립 방식이라고 한다

다음에, 절단부(1) 구조에 대하여 제10도 내지 제14a, b, c, d도를 사용하여 설명한다. 제10도는 절단부(1)의 정면 구조도이고, 제11도는 그 평면도, 제12도는 저면도, 제13도는 그 좌측면도이다. 또한 제14a, b, c, d도는 각각 제10도중의 절단선 A-A, B-B, C-C, D-D에 따른 방향에서의 단면 구조도이다.

이들의 도면을 참조하여, 절단부(1)는 절단이 형성되는 인선부(15)와 섕크부(20)의 협지부(21)에 협지되는 피협지부(16)에서 되고, 거의 T자형상의 평판 형상으로 형성되어 있다. 인선부(15)의 선단 표면에는 드릴의 릴리프면(6,6)이 형성되어 있다. 또한, 측면에는 드릴의 경사면(7,7)이 형성되어 있다. 그리고 이 릴리프면(6)과 경사면(7)의 교선에 따라 드릴의 절단 에지(4,4)가 형성되어 있다. 한쌍의 절단 에지(4,4)는 치즐 에지의 중심을 통하는 드릴의 회전축에 대하여 회전 대칭의 위치에 배치되어 있다. 절단 에지(4)의 형상을 제15도에 나타낸다. 제15도는 절단 에지(4)의 형상을 나타내는 평면 구조도이다. 절단 에지(4)는 치즐 에지의 중심에서 드릴의 외경 영역으로 향하여 제1직선 절단 영역(4a), 곡선 절단 영역(4c), 제2직선 절단 영역(4b)으로 구성되어 있다. 또한, 제1직선 절단 영역(4a)과 치즐 에지(3) 사이에 시닝 가공에 의하여 형성된 절단 중앙 영역(4d)을 가지고 있다. 제1직선 절단 영역(4a)과 제2직선 절단 영역(4b)은 동일 직선상에 정렬하여 형성되어 있다. 그리고, 한쌍의 제1직선 절단 영역(4a,4a) 및 제2직선 절단 영역(4b,4b)은 서로 평행하게 형성되어 있다. 곡선 절단 영역(4c,4c)은, 각각 제3직선 절단 영역(4e,4f)을 가지고 있다. 제3직선 절단 영역(4e,4f)은 제2직선 절단 영역(4b)에 대하여 교차 각도(θ)로서 교차하도록 형성되어 있다. 그리고, 제3직선 절단 영역(4e,4f)의 양단부는 원활한 곡선 영역에 의하여 제1 및 제2직선 절단 영역(4a,4b)에 접속되어 있다. 또한, 한쌍의 절단 에지(4,4) 각각의 곡선 절단 영역(4c,4c)은 서로 다른 형상, 예를들면 다른 폭으로 형성되어 있다. 즉, 제15도중에서 한쌍의 곡선 절단 영역(4c,4c)의 폭(L₂,L₃)은 다른 크기로서 형성되어 있다.

여러가지 실험 결과에서 절단 에지(4,4)의 형상에 대하여 얻어진 바람직한 각 영역의 치수에 대하여는 후술한다.

제15도에 나타나듯이, 한쌍의 절단 에지(4,4)에 곡선 절단 영역(4c,4c)을 설치함으로서 부스러기가 절단 에지(4)의 형상에 따르도록 형성된다. 그리고, 이러한 부스러기는 드릴이나 가공중의 구멍의 내벽등에 접촉함으로서 쉽게 절손된다. 이 때문에, 부스러기가 칩상으로 잘라져 부스러기의 처리 특성이 향상된다.

제16도는 절단 에지(4)의 변형예를 나타내는 평면 구조도이다. 제16도에 나타내는 절단부(4)의 곡선 절단 영역(4c)에는 제15도에 나타낸 제3직선 절단 영역(4e,4f) 대신에, 반경(R)의 원호 일부에서 되는 곡선 영역(4g,4h)이 형성되어 있다.

제17도는 절단 에지(4)의 다른 변형예를 나타내는 평면 구조도이다. 제17도에 나타내는 절단 에지(4)는 2개의 곡선 절단 영역과 3개의 직선 절단 영역을 가지고 있다. 그리고, 복수의 곡선 절단 영역에 대한 각각의 형상은 상기의 제15도 및 제16도에 나타내는 형상을 적용할 수 있다.

다음에, 니크부에 대하여 설명한다. 제10도, 제11도 및 제15도 내지 제17도를 참조하여, 절단부(1)의 릴리프(6)에는 곡선 절단 영역(4c)에서 경사면(7)의 표면에 연장한 길고 가느다란 홈상의 니크부(5)가 형성되어 있다. 예를들면, 제15도를 참조하여 곡선 절단 영역(4C)에 니크부(5)를 설치함으로서 제1직선 절단 영역(4a)과 제2직선 절단 영역(4b)에 의하여 생성되는 부스러기는 니크부(5)를 경계로 생성 방향에 대하여 분할하여 배출시킨다. 이것에 의하여 부스러기의 폭을 축소할 수 있다.

다음에, 제10도에 나타내는 드릴의 절단부(1)의 칩브레이커에 대하여 설명한다. 절단부(1)의 측면에는 경사면(7)에 연결하여 칩 브레이크면(8)이 형성되어 있다. 제14d도에 나타나듯이, 칩 브레이크면(8)은 경사면(7)에 대하여 일정의 기울기를 가지며 형성되어 있다. 경사면(7)에는 2개의 구상 돌기에서 되는 제1칩브레이커(9a,9a)가 형성되고, 칩 브레이크면(8)에는 제1칩브레이커(9a)보다 큰 구상 돌기의 제2칩브레이커(9b)가 형성되어 있다.

또한 절단부(1)의 시닝 형상에 대하여 설명한다. 제10도를 참조하여, 치즐 에지(3)의 중심점을 중심으로하는 한쌍의 절단 중앙 영역(4d,4d)의 경사면측에는 시닝면(10)이 형성되어 있다. 시닝면(10)은 그 돌기단이 치즐 에지(3)의 중심 방향으로 되도록 위치된 원추의 측면 형상으로 되도록 형성되어 있다. 원추 측면의 일부를 이용한 이러한 시닝 형상은 절단 중앙 영역(4d)의 치즐측의 곡률을 작게 하고, 치즐 폭을 적게 함으로서 드릴의 절미를 향상시킨다. 또한, 인선 후방측의 곡률을 크게 함으로서 절단부의 강도를 증대시킨다.

또한 절단부(1)의 외경 형상의 특징에 대하여 설명한다. 제9도 및 제10도를 참조하여, 절단부(1)는 피협지부(16)가 섕크부(20)의 협지부(21,21) 사이에 쐐기 효과에 의하여 협지됨으로서 섕크부(20)에 고착된다. 그리하여, 섕크부(20)에 고착된 상태로 절단부(1)의 상하면(13,13)이 섕크부(20)의 협지부의 지지면(21a,21a)에 의하여 지지된다. 그리고, 절삭 가공시에 절단부(1)의 선단부에서 회전축 중심에 대하여 가하여지는 추력은 섕크부의 지지면(21a,21a)에 의하여 지지된다. 즉, 절단부(1)에는 거의 치즐 에지(3)의 중심을 통하여 회전축 중심 근방에 대하여 추력이 가하여지고, 그 추력의 반력으로서 상하면(13,13)에 지지 반력이 가하여진다. 이러한 하중 상태에서 인선부(15)와 피협지부(16)의 목부(11)에 응력 집중에 의한 균열이 발생하는 것이 문제가 된다. 따라서, 이 목부(11)에 반경(R_t)의 곡률을 설치하고 있다. 또한 섕크부(20)의 협지부(21)에도 이 목부(11)에 대응하는 위치에 곡률부를 설치하고 있다.

다음에, 제10도 및 제15도에 나타내는 드릴을 사용하고, 절단 에지(4)의 각각의 치수를 여러가지 변화시켜 드릴링 가공을 행하고, 드릴의 성능 시험을 행하였다. 그 결과를 제18도 및 제19도에 나타낸다. 제18도는 제15도에 절단 에지(4)의 형상을 규정하는 여러가지의 파라미터 L₁~L₃, θ 사이의 상관 관계도이다. 제18도에 나타나듯이, 양호한 부스러기 처리 특성을 나타내는 절단부의 형상은 제18도의 영역(Ⅰ)인 것이 판명되었다. 즉, 제15도에서, 제1직선 절단 영역과 제2직선 절단 영역의 비 L₂/L₁, L₃/L₁가 1/3~2의 범위이고, 또 제3직선 절단 영역(4e,4f)과 제2직선 절단 영역(4b)이 이루는 각(θ)이 5~40°의 범위인 것이 좋다. 이 영역(Ⅰ)의 드릴에 의한 부스러기의 형상 및 제18도에 나타내는 영역(Ⅱ~Ⅳ) 드릴에 의한 부스러기의 형상이 제19도에 나타낸다. 영역(Ⅰ)에 있는 드릴은 다른 영역의 드릴에 비하여 부스러기가 칩상으로 부서지는 것이 판명된다.

다음에, 본 실시예에 의한 드릴과 종래 드릴의 비교 시험을 행하였다. 시험에 사용한 드릴의 형상을 제20도에, 또한 테스트 조건을 표 1에 나타낸다.

[표 1]

시험은 본 발명 샘플(A)과, 직선 절단 에지와 니크부를 가지는 종래 드릴(B) 및 니크부를 가지지 않는 직선 절단의 종래 드릴(C)에 대하여, 전송 속도를 3단계로 변화하여 드릴링 가공을 행하고 있다. 드릴링 가공의 결과 부스러기의 형상이 각각 제21도, 제22도, 제23도에 나타나 있다. 이들의 도면에서, 본 발명샘플(A)인 경우는 부스러기가 다른 것에 비하여 짧게 분쇄되어 있으며, 그 폭도 좁은 것이 판명된다. 이러한 부스러기는 드릴링 가공시의 막힘이나 드릴로의 휘감김이 없다. 이것은 드릴의 절삭 동력의 비교에서도 명확하게 된다. 제24a, b도, 제25a, b도는 본 발명 샘플(A)과 종래 드릴(C)의 절삭 가공시의 절삭 동력의 시간적 변화를 나타내는 절삭 동력선도이다. 제24a도와 제25a도, 제24b도와 제25b도의 비교에서 판명하도록, 종래 드릴의 경우는 시간의 경과와 함께 절삭 동력이 증대하고 있음을 알 수 있다. 이것은 드릴링 가공이 진행함에 따라 부스러기가 막힘을 발생하거나, 드릴에 휘감김으로서 절삭 동력이 증대하는 것을 증명하고 있다.

이것에 대하여, 본 발명 샘플은 드릴링 가공의 시간적 경과에 대하여 거의 일정한 절삭 동력을 나타내고 있다. 이것에 의하여 부스러기의 막힘등의 영향이 거의 없음을 알 수 있다.

이상 서술했듯이, 본 실시예의 드릴은 한쌍의 절단 에지에 직선 절단 영역과 곡선 절단 영역을 형성하였으므로 부스러기가 부수러지고, 부스러기의 막힘이나 휘감김에 의한 드릴의 파손이나 드릴링 가공의 처리능력의 저하를 방지하고, 부스러기 처리 특성을 향상시킬 수 있다.

다음에, 본 발명의 제2실시예에 대하여 설명한다.

제7도 내지 제17도를 참조하여 설명한 내용은 본 실시예에서도 같고, 본 실시예의 드릴은 특히, 칩브레이커의 형상에 특징이 있다. 본 실시예의 칩브레이커의 형상에 대하여 설명한다. 제26도는 절단부(1)의 인선부분에서, 절단 에지의 연장하는 방향으로 거의 직각인 단면의 인선 형상을 나타내는 단면도이다. 도면에서는 가상적으로 제1칩브레이커(9a)와 제2칩브레이커(9b)를 동일 단면에 정렬하여 그리고 있다.

드릴 경사면(7)은 드릴의 회전축에 평행인 기준선(50)에 대하여 각도(θ)로서 경사하여 형성되어 있다. 제1칩브레이커(9a)는 절단 에지(4)에서 거리(L₁)의 위치에 반경(R₁)의 반구상으로 형성되어 있다. 그리고, 그 돌출 단면은 기준선(50)에서 거리(a₁)만큼 후퇴하여 형성되어 있다. 또한 제2칩브레이커(9b)는 절단 에지(4)에서 거리(L₂)의 위치에 반경(R₂)의 반구상에 형성되어 있다. 그리고, 그 돌출 단면은 기준선(50)에서 거리(a₂)만큼 돌출하여 형성되어 있다. 제2칩브레이커(9b)의 후방에는 경사면(7)의 구배와 역구배를 가지는 칩 브레이크면(8)이 형성되어 있다. 여러가지의 시험 결과에서, 이들의 칩브레이커의 치수는 아래의 범위가 좋다.

L₁=0.1~2㎜ a₁=0~0.5㎜

L₂=0.5~7㎜ a₂=0~3㎜

또한, 예를들면 제1칩브레이커의 반경(R₁)은 0.6㎜, 제2칩브레이커(9b)의 반경(R₂)은 2.8㎜ 정도로 형성된다.

다음에, 칩브레이커의 작용에 대하여 설명한다. 제27도 및 제28도는 각각 드릴 전송량이 다른 경우의 칩브레이커의 작용을 설명하기 위한 칩브레이커 동작 설명도이다. 제27도에 나타나듯이, 전송량 f=0.01~0.2㎜/rev의 저전송 영역에서는 부스러기(26)는 제1칩브레이커(9a)에 의하여 절곡되어 칩상의 부스러기(26a)로 절단된다.

제28도를 참조하여, 전송량 f=0.1~0.6㎜/rev의 중 내지 고전송 영역에서는 부스러기(26)는 제1칩브레이커(9a)를 지나 제2칩브레이커(9b)에 맞닿고, 제2칩브레이커(9b)에 의하여 변곡되고, 그후 제27도에 나타내는 부스러기(26a)보다는 약간 큰 부스러기(26a)로 절단된다. 이와 같이, 제1 및 제2칩브레이커(9a,9b)를 설치함으로서 부스러기가 이 칩브레이커(9a,9b)의 표면상에서 접촉함으로, 부스러기와 드릴의 경사면의 접촉 저항이 감소하고, 드릴 전체의 절삭 저항이 저감된다.

다음에, 본 발명에 의한 드릴을 사용한 절삭 가공 시험의 결과에 대하여 설명한다. 제29도는 절삭 시험에 사용한 본 발명 샘플(D)과 비교 샘플(E)의 형상을 나타내고, 표 2는 절삭 시험의 조건을 나타내고 있다.

[표 2]

절삭 시험에 의하여 생긴 부스러기의 사진이 제30도에 나타나 있다. 제30도에 나타나듯이, 본 발명 샘플의 드릴(D)은, 칩브레이커를 가지지 않는 드릴(E)에 비하여 그 부스러기는 칩상에 가늘게 분단되어 있음을 알 수 있다. 전송 속도(f)가 0.05~0.1㎜/rev의 저전송 영역에서는 돌기가 작은 제1칩브레이커(9a)의 작용에 의하여 부스러기가 보다 가늘게 분단되고 있다.

또한, 상기 실시예에서는 1개의 절단 에지(4)에 대하여 2개의 제1칩브레이커(9a)와 1개의 제2칩브레이커(9b)를 형성한 예에 대하여 설명했지만, 이들의 형성 장소는 이것에 한정되지 않고, 많은 칩브레이커를 형성하여도 좋다. 제1칩브레이커와 제2칩브레이커를 부스러기가 생성하는 방향에 대하여 직렬로 정렬하도록 형성하여도 상관없다.

이상 서술했듯이, 본 실시예에 의하면, 드릴의 경사면에 부스러기를 절손시키기 위한 칩브레이커를 설치함으로서, 부스러기가 칩상에 분단되어 부스러기의 휘감김이나 막힘에 의한 부스러기 처리 특성의 열화를 방지할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제3실시예에 대하여 설명한다.

제7도 내지 제17도를 참조하여 설명한 내용은 본 실시예에 대하여도 같고, 본 실시예의 드릴은 특히 절단부(1)의 목부(11)(제10도 참조)의 형상을 최적화함으로서, 절단부(1)의 강도를 향상한 점에 특징이 있다.

제31도는 목부(11)의 반경(R_t)을 파라미터로서 이 목부(11)에 생기는 응력 집중의 상태를 유한 요소법을 사용하여 해석한 결과를 나타내는 응력선도이다. 제31도의 우단에 해석 모델도가 나타내어져 있다. 제31도에 나타내는 해석 결과에서, 목부의 곡률 반경(R_t)이 0.5㎜ 이상으로 되면, 목부(11)에서의 응력 집중이 완화되고, 해석 위치(A)에 따라 비교적 평탄한 응력 분포로 됨을 알 수 있다. 더욱이 곡률 반경(R_t)이 예를들면 1㎜ 이상으로 되면, 응력 집중의 완화 상태가 크게 변화하지 않게 되는 것도 알 수 있다.

다음에, 절단부의 목부(11)의 곡률 반경이 다른 드릴을 제작하고, 그 절삭 시험을 행한 결과에 대하여 설명한다.

제32도는 절삭 시험에 제공된 드릴의 형상을 나타내고 있다.

또한 표 3은 절삭 시험의 조건을 나타내고 있다.

[표 3]

절삭 시험의 결과가 표 4에 나타낸다.

[표 4]

표 4의 결과에서 알 수 있듯이, 절단부(1)의 목부(11)의 곡률 반경을 크게 함으로서 큰 추력에 견딜 수 있는 것이 판명된다. 또한, 테스트 결과에서, 거의 T자형의 절단부의 폭(W)과 목부의 곡률 반경(Rt)의 바람직한 범위는 아래와 같다.

0.15D≤W≤0.5D(D는 드릴의 외경)

0.3㎜≤R_t≤5㎜

이상 서술했듯이, 본 실시예에 의하면, 섕크부와 절단부가 셀프 그립 방식으로 접합되고, 절단부의 목부를 원호상으로 가공하였으므로, 가공시의 축방향 추력에 대한 응력 집중을 완화하고, 공구 강도를 증대할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제4실시예에 대하여 설명한다.

제7도 내지 제17도를 참조하여 설명한 내용은 본 실시예에서도 같고, 본 실시예의 드릴은 특히, 절단부(1)의 시닝면(10)의 형상의 최적화를 도모하므로서 절단부(1)의 강도를 증대시킨 점에 특징이 있다.

이하 본 실시예의 절단부(1)의 시닝 형상에 대하여 설명한다. 제33도는 절단 에지의 형상을 나타내는 도면이다. 제34도는 시닝면의 형상을 설명하기 위한 인선 부분 정면도이다. 제33도 및 제34도를 참조하여, 치즐 에지(3)를 중심으로 하는 한쌍의 절단 중앙 영역(4d,4d)의 경사면측에는 시닝면(10)이 형성되어 있다. 시닝면(10)은 그 돌기단이 치즐 에지(3) 방향으로 되도록 놓여진 원추대(17)의 측면 형상에 따르도록 형성되어 있다. 원추대(17)의 측면의 일부를 이용한 이러한 시닝 형상은 인선 중앙 영역(4d)의 치즐 에지측의 곡률을 작게 하고, 또한 치즐 폭(W)을 작게 함으로서 드릴의 절미를 향상시킨다. 인선 후방측의 곡률을 크게 함으로서 칩의 강도를 증대시킨다.

시닝면(10)의 곡률의 바람직한 범위로서는, 인선 선단 부분의 반경(R₁)은,

0.1㎜<R₁<3 ㎜

이고, 인선 후방의 곡률(R₂)은

0.5㎜<R₂<10㎜

이다.

이상 서술했듯이, 본 실시예에 의하면, 인선 선단 부분에 작은 곡률로, 인선 후방 부분에 큰 곡률로서 원추대 측면상의 시닝면을 형성하였으므로, 인선의 절미가 향상하고, 인선 부분의 강도도 동시에 확보할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제5실시예에 대하여 설명한다.

본 실시예는 제7도 내지 제9도에 나타난 쓰로우 어웨이식 드릴의 절단부(1)의 섕크부(20)에서의 탈락 방지 수단에 관한 것이다.

섕크부(20)에는 부스러기를 배출하기 위한 부스러기 포켓(55)이라고 하는 영역(제8도 참조)이 있다. 이 부스러기 포켓(55)은 부스러기 배출면(55a,55b)에 둘러싸인 공간을 구성하고(제9도 참조), 절단부(1)에 의하여 절삭된 부스러기가 그 부스러기에 따라 섕크부(20)의 축방향으로 배출된다.

그런데, 상기와 같은 쓰로우 어웨이식 드릴에서는 드릴링 가공후, 드릴을 피삭재에서 발출하는 경우, 또는 드릴이 피삭재에 들어가도록 하는 경우에 드릴을 인발하면, 절단부(1)는 섕크부(20)로부터 탈락하는 경우가 생길 수 있는 문제가 있다. 즉, 절단부(1)는 섕크부(20)의 협지부(21,21)의 탄성력에 의하여 협지되어 있으므로, 드릴링 가공시에는 절단부(1)가 섕크부(20)에 억누르는 방향으로 피삭재로부터 반력을 받으므로, 탈락의 문제는 발생하지 않지만, 절단부(1)의 섕크부(20)에서 이탈하는 방향으로 외력이 작용한 경우에는 이것에 대하여 충분히 저항하는 구조가 구성되어 있지 않으므로, 상기와 같은 이탈의 문제가 생기기 쉽다.

또한, 부스러기 포켓(55)은 절단부(1)의 경사면(7)과 거의 면일치되게 되어 섕크부(20)의 축방향으로 연장되어 형성되고 있다. 이러한 부스러기 포켓(55)의 구조는 부스러기가 섕크부(20)의 외주로 들어가고, 부스러기 막힘이 생길 우려가 있다.

본 실시예는 그러한 문제점을 해소하는 수단을 갖춘 쓰로우 어웨이식 드릴이고, 그 구조는 제35a도 내지 제42도에 의하여 다음과 같이 설명된다.

제35a도는 본 실시예에 있어서 쓰로우 어웨이식의 정면도이고, 제35b도는 그 일부를 확대한 일부 단면도이다. 제36도는 제35a도의 평면도, 제37도는 제35a도의 절단식 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도이다. 제38도 내지 제40도는 각각 절단부(절단부)의 정면 구조도, 평면 구조도 및 측면 구조도이다. 제41도는 섕크부의 정면 구조도이고, 제42도는 그 좌측면 구조도이다. 본 발명에 의한 쓰로우 어웨이식 드릴(100)은 절단부(110)와, 절단부(110)를 착탈 가능하게 유지하는 섕크부(130)를 갖춘다.

제38도 내지 제40도를 참조하여, 절단부(110)는 절단 에지(113)가 형성되는 인선부(111)와 섕크부(130)의 협지부(131a,131b)에 협지되는 피협지부(112)에서 되고, 거의 T자형상의 평판 형상으로 형성되어 있다. 절단 에지(113,113)는 드릴의 회전축에 대하여 회전 대상의 위치에 배치되어 있다. 한쌍의 경사면(114,114)에는 돌기상의 칩브레이커(115)가 형성되어 있다. 절단부(110)의 목부에 당접면(116,116)이 형성되어 있으며, 이 당접면(116)이 섕크부(130)에 접합되었을때에 지지된다. 절단부(110)의 피협지부(112)의 일측면에는 절결부(118)가 형성되어 있다. 절결부(118)에 형성된 절결면(18a)은 드릴의 회전축에 대하여 일정의 기울기를 가지고 형성되어 있다. 이 절결면(118a)의 작용에 대하여는 후술한다.

제41도 및 제42도를 참조하여 섕크부(130)는 절단부(110)의 피협지부(112)를 수입시키기 위한 절단부 삽입 공간(132)을 구성하도록 한쌍의 협지부(131a,131b)와, 이 협지부(131a,131b)와 직교하는 방향으로 절단부(110)를 협지하는 협지부(133a,133b)가 형성되어 있다. 협지부(133a,133b)의 상면은 절단부(110)의 당접면(116)에 맞닿아 지지되는 지지면을 구성한다.

또한, 한쌍의 협지부(13a,131b)의 선단에는 냉각액 공급 구멍(137,137)이 형성되어 있다. 한쪽의 협지부(133b)에는 절단부 삽입 공간(132)에 달하는 관통 나사 구멍(138)이 형성되어 있다. 협지부(133b)의 측면에 연장하는 위치에 칩착좌 마스미(134)(insert washer rest)가 형성되어 있다. 섕크부(130)의 축방향에 따라 제1부스러기 포켓(135) 및 제2부스러기 포켓(136)이 형성되어 있다. 이 부스러기 포켓의 구조에 대하여는 후술한다.

다음에, 제35a도 내지 제37도를 참조하여 본 발명에 의한 절단 에지(110)의 이탈 방지 구조에 대하여 설명한다. 섕크부(130)의 1개의 협지부(133b)에는 관통 나사 구멍(138)이 형성되어 있으며, 이 나사 구멍(138)의 내부에 숫나사(139)가 나사 삽입되어 있다. 관통 나사 구멍(138)의 대면에는 절단부(110)의 절결면(118a) 대향하도록, 절단부(110)가 섕크부(130)에 접합된다. 숫나사(139)와 절단부(110)의 절결면(118a)사이에는 반구상의 압압편(140)이 삽입되어 있다. 제35a도, 제35b도에 나타나듯이, 절단부(110)의 절결면(118a)은 드릴의 회전축에 대하여 소정의 각도(θ₁)를 가져 형성되어 있다.

이 각도(θ₁)는 10~20°로 형성된다. 그리고, 숫나사(139)를 나사 삽입함으로서, 경사진 절결면(118a)에는 숫나사(139)에서의 압압력(F)의 분력(F₁)에 의하여, 드릴의 회전축 방향에 따라 절단부(110)를 섕크부(13)에 압압하도록 힘이 작동한다. 이것에 의하여, 절단부(110)와 섕크부(130)의 접합력이 높아진다. 또한, 이 상태에서, 절단부(110)를 섕크부(130)에서 이탈시키는 방향으로 외력이 작용한 경우, 압압편(140)을 개재한 숫나사(139)의 억지력에 의하여 절단부(110)의 절결면(118a)에 압압편(140)이 당접하고, 절단부(110)의 이탈을 방지한다.

제37도를 참조하여, 절단부(110)의 절결면(118a)은 절단부(110)의 긴쪽 방향으로 직교하는 방향에 대하여 소정의 각도(θ₂)를 가져 경사하여 형성되어 있다. 이 각도(θ₂)는 3~10°정도가 좋다. 그리고, 절결면(118a)이 경사각(θ₂)을 가짐으로서, 숫나사(139)의 체부력(F)의 분력(F₂)이 생기고, 이 분력(F₂)에 의하여 절단부(110)의 피협지부(112)가 섕크부(130)의 협지부(131a,131b)의 내면으로 강하게 억누르게 되고, 절단부(110)와 섕크부(130)의 접합력이 높아진다.

또한, 상기의 절단부의 이탈 방지 구조에서, 압압편(140)은 반구상의 것에 행하지 않고, 구상의 것을 사용하여도 상관없다. 압압편(140)을 사용하지 않고, 숫나사(139)의 선단부를 직접 절단부(110)의 절결면(118a)에 당접하도록 구성하여도 상관없다. 숫나사(139) 또는 압압편(140)에서 구성되는 이탈 방지 구조는, 절단부(110)의 이탈을 방지하는 것을 주목적으로 하고 있으므로, 숫나사(139)에 의한 절결면(118a)으로의 압압력은 크게 할 필요는 없다.

다음에, 부스러기 포켓의 구조에 대하여 설명한다. 제35a도, 제35b도 또는 제36도에 나타나듯이, 본 발명에 의한 드릴은 섕크부(130)에 2개의 부스러기 포켓을 구성하고 있다. 제1부스러기 포켓(135)은 섕크부(130)의 협지부(131a,131b)의 선단부에서 섕크의 축방향에 따라 형성되어 있으며, 그 부스러기 배출면(135a)의 일정의 곡률을 가지는 원주면의 일부로서 구성되고 있다. 제2부스러기 포켓(136)은 절단부(110)의 경사면(114)에서 드릴의 회전 방향과 역으로 되는 방향으로 우묵하게 형성되어 있다. 특히 제42도에 나타나듯이, 제1부스러기 포켓(135)의 부스러기 배출면(135a)과 제2부스러기 포켓(136)의 부스러기 배출면(136a)은 서로 원주 측면의 일부에서 구성되는 곡면을 가지고, 제2부스러기 포켓의 부스러기 배출면(136a)이 드릴의 회전 방향과 역방향으로 후퇴하도록 나사로 배치된다. 제2부스러기 포켓(136)은 섕크부(130)의 선단부에서 거리 L 만큼 회전축 방향으로 이동한 위치에서 형성되어 있다(제36도 참조). 이 거리(L)는 드릴 지름의 0.5~2배 정도가 좋다. 이러한 드릴의 회전축 방향에 따라 2단계로 부스러기 포켓을 구성하고, 제2부스러기 포켓(136)을 절단부의 경사면(114)에서 반회전 방향으로 후퇴하도록 형성함으로서, 부스러기의 배출이 원활하게 되고, 천공 가공시의 부스러기 막힘을 방지하는 효과가 생긴다. 제43도 및 제44도는 2단 형상의 부스러기 포켓을 가지는 본 발명의 드릴과, 종래의 1단식의 부스러기 포켓을 가지는 드릴의 천공 가공시에 있어서 소요 동력의 변동을 나타내는 소요 동력 변동도이다. 제43도 및 제44도에서 알 수 있듯이, 본 발명의 드릴은 부스러기 막힘이 적으므로, 부스러기 막힘에 의한 소요 동력의 변동폭은 작은 것을 알 수 있다.

이상 서술했듯이, 본 실시예에 있어서 쓰로우 어웨이식 드릴은 절단부와 섕크부 사이에, 절단부의 이탈을 방지하기 위한 계합 부재를 설치함으로서, 천공 가공의 드릴 발출시에 있어서 절단부의 이탈을 방지할 수 있다.

또한 절단부의 경사면에 연결하는 부스러기 배출면을 드릴의 회전축 방향과 반대 방향으로 후퇴하도록 구성하였으므로, 부스러기의 배출을 원활하게 하고, 부스러기 막힘을 방지할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제6실시예에 대하여 설명한다.

본 실시예는 상기 제5의 실시예에 있어서 계합 부재로서 적용 가능한 로크 나사의 개량에 관한다. 본 실시예의 로크 나사의 구조는 제45도 내지 제47도를 참조하여 다음과 같이 설명된다.

제45도 및 제46도에 나타나듯이, 나사(61) 전면의 착좌홈(62)에 볼(63)을 회전 가능하게 끼우고, 착좌홈(62)의 출구를 적게 죄어넣어 볼(63)의 변위를 방지하고 있다.

착좌홈(62)의 홈 저측에는 뒤측이 소경으로 되는 테이퍼 구멍(64)을 설치하고, 그 구멍(64)의 입구측에 남은 착좌홈의 구면에서 무부하시의 볼(63)을 받도록 하고 있다. 나사(61)에는 그 전면에서 테이퍼 구멍(64)의 형성부까지 종방향으로 끼워넣은 분할 홈(65)이 설치되어 있으며, 이 분할홈(65)에 의하여, 나사(61)의 선단측이 원주 방향으로 복수로 분할되어 있다.

또한, 소경 나사에 대하여는 선단측을 2분할하면 충분하지만, 대경 나사의 경우에는 분할홈의 수를 증가하여 나사 선단의 탄성 변형을 용이화하여 두는 것이 좋다.

제45도의 나사는 후면의 렌치 구멍(66)에 렌치를 계합시켜 회전 조작을 행할 필요가 있지만, 제46도와 같이, 나사의 후방에 헤드부(67)를 붙이는 것에 대하여는 헤드부를 비원형(예를들면 다각형)으로 하여 스패너로서 조작하도록 하여도 좋다.

이외에, 볼(63)은 제45도와 같이 평탄한 접촉면(63a)을 붙인 것, 제46도와 같이 완전한 구형체에서 이루는 것의 어느 쪽인가를 용도에 따라 선택하여 사용한다.

이상과 같이 구성한 본 실시예의 나사(61)는 제47도에 나타나듯이, 고정부(73)의 나사 구멍에 나사 삽입하여 선단의 볼(63)에서 상대 재료(74)를 가압 고정한다. 이때, 볼(63)이 테이퍼 구멍(64)에 압입되고, 이것에 의한 쐐기 효과로서 분할홈(65)을 붙인 나사의 선단측이 넓어져 나사 구멍의 구멍면에 압접한다. 따라서 체결 완료후는 나사의 선단 외주와 나사 구멍의 구멍면간에 생기는 강한 마찰력으로 진동등에 의한 이완이 방지되고, 상대 부재가 안정한 고정 상태가 유지된다.

이상 서술했듯이, 본 실시예의 로크 나사는 선단의 볼이 쐐기로 되어 선단측의 지름이 넓고, 나사 구멍 사이에 생기는 마찰력에서 셀프 로크가 행하여지도록 하였으므로, 소경 나사로의 적용 규제를 받거나, 나사의 보호 효과나 이완 정지 효과를 저하시키거나, 반복 사용을 불가능하게 하는 일 없이, 볼 부착 나사를 이완 정지를 필요한 용도에 이용하는 것이 가능하게 된다는 효과가 얻어진다.

Claims (18)

1. 선단부에 거의 회전축 중심에서 외경 방향으로 향하여 연장하고, 또한 서로 상기 회전축을 중심으로 하는 회전 대칭 위치에 배치된 한쌍의 제1 및 제2절단 에지(4,4)가 동일 직선상에 정렬하는 제1직선 절단 영역(4a) 및 제2직선 절단 영역(4b)과, 곡선 절단 영역(4c)을 구비하는 드릴에 있어서, 상기 곡선 절단 영역(4c)은 상기 제1직선 절단 영역(4a)과 상기 제2직선 절단 영역(4b) 사이에 형성되고, 상기 제1 및 제2절단 에지(4,4)에 각각 형성된 상기 곡선 절단 영역(4c)과는 서로 형상이 다르고, 상기 곡선 절단 영역(4c)에서 상기 드릴의 릴리프면(6)으로 향하여 니크부(5)가 형성되어 상기 드릴의 회전 방향에 대하여 오목부로 되는 원호 영역을 가지며, 상기 곡선 절단 영역(4c)은 상기 제2직선 절단 영역(4b)의 절단 에지에 대하여 교차하는 방향으로 연장하는 제3직선 절단 영역(4e,4f)을 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 드릴.
2. 제1항에 있어서, 상기 제3직선 절단 영역(4e,4f)과 상기 제2직선 절단 영역(4b)이 교차하는 각도는 5°이상 40°이하이고, 상기 회전축 중심에서 반경 방향에 따른 상기 제2직선 절단 영역(4b)의 폭에 대한 상기 곡선 절단 영역(4c)의 폭비가 1/4 이상 3 이하인 것을 특징으로 하는 드릴.
3. 선단부에 거의 회전축 중심에서 드릴 외경 방향으로 향하여 연장하고, 서로 상기 회전축을 중심으로 회전 대칭 위치에 배치된 한쌍의 절단 에지(4,4)를 가지고, 그 경사면(7)에는 부스러기를 손상시키기 위해 제1 및 제2칩브레이커(9a,9b)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 드릴.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2칩브레이커(9a,9b)는 상기 절단 에지(4,4)가 연장하는 방향에 따라 복수 장소에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 드릴.
5. 제3항에 있어서, 상기 경사면(7)에 형성되는 상기 제1 및 제2칩브레이커(9a,9b)는 제1칩브레이커(9a)와, 제1칩브레이커(9a)보다도 곡률 반경이 큰 제2칩브레이커(9b)를 갖추고, 상기 제1칩브레이커(9a)는 상기 제2칩브레이커(9b)보다 상기 절단 에지(4,4)에 가까운 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 드릴.
6. 제3항에 있어서, 상기 제1칩브레이커(9a)의 돌출 단부는 상기 절단 에지(4,4)를 통하여 상기 회전축에 평행인 상정 기준점에 대하여, 상기 경사면(7)측으로 후퇴하고 있으며, 상기 제2칩브레이커(9b)의 돌출 단부는 상기 상정 기준면으로부터 돌출하고 있는 것을 특징으로 하는 드릴.
7. 절삭 기계의 소정 위치에 장치하기 위한 섕크부(20)와, 이 섕크부(20)와 착탈 가능하게 접합된 피삭물을 절삭하기 위한 절단 에지를 가지는 절단부(1)을 갖추고, 상기 섕크부(20)는 그 선단부에 상기 절단부(1)를 수용하기 위한 절결면과 상기 절단부(1)를 협지하기 위한 협지부(21)를 가지고, 상기 절단부(1)는 상기 섕크부(20)의 상기 절결면에 삽입되어 협지되는 피협지부(2)와, 가공할 구멍의 지름에 대응하는 외경 폭을 가지고, 그 선단면에 드릴의 회전축을 중심으로서 한쌍의 절단 에지(4,4)가 대칭으로 형성된 인선부에서 이루어지는 거의 T자형의 평판형으로 형성되어 있으며, 상기 절단부(1)의 상기 피협지부(2)와 상기 인선부가 연속해 있는 목부(11)는 원호상으로 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 드릴.
8. 제7항에 있어서, 평판상의 상기 절단부(1)의 두께는 상기 인선부의 외경 폭의 0.15배 이상 0.5배 이하이고, 상기 피협지부(2)와 상기 인선부의 연결부의 원호면의 반경은 0.3㎜ 이상 5㎜ 이하로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 드릴.
9. 선단부에 거의 회전축 중심에서 드릴 외경 방향으로 향하여 연장하고, 서로 상기 회전축을 중심으로 하는 회전 대칭 위치에 배치된 한쌍의 절단 에지(4,4)와, 치즐 에지(3) 근방의 경사면(7)에 형성된 시닝면(10)을 갖추고, 상기 시닝면(10)은 그 드릴의 인선 방향으로 향하여 소경으로 되도록 설정된 원추대의 측면형상에 따른 곡면 영역을 가지는 것을 특징으로 하는 드릴.
10. 제9항에 있어서, 상기 시닝면(10)의 곡면 영역은 인선 부분의 곡률 반경이 0.1㎜ 이상 3㎜ 이하이고, 인선 후방에 형성되는 곡면의 곡률 반경이 0.5㎜ 이상 10㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 드릴.
11. 절삭 기계의 소정 위치에 장치하기 위한 섕크부(20)와, 이 섕크부(20)와 분리 가능하게 기계적으로 접합된 피삭물을 절삭하기 위한 절단부(1)를 갖추고, 상기 절단부(110)는 상기 섕크부(130)에 삽입된 삽입부를 가지고, 상기 섕크부(130)는 상기 절단부(110)의 상기 삽입부를 수용 및 협지하는 협지부(131a,131b)를 가지고, 상기 절단부(110)가 상기 섕크부(110)에 삽입된 상태에서, 상기 절단부(110)가 상기 섕크부(130)에서 이탈하는 것을 방지하도록 상기 전달부(110)와 상기 섕크부(130)에 계합하는 계합 수단(138,139,140)을 갖춘 것을 특징으로 하는 쓰로우 어웨이식 드릴.
12. 제11항에 있어서, 상기 계합 수단(138,139,140)은 상기 절단부(110)의 상기 삽입부에 형성된 절결면(118a)과, 상기 섕크부(130)의 상기 협지부(131a,131b)에 형성되고 상기 절단부(110)의 상기 절결면(118a)에 계합하는 계합편(139)(140)을 갖춘 것을 특징으로 하는 쓰로우 어웨이식 드릴.
13. 제11항에 있어서, 상기 계합편(139,140)은 상기 섕크부(130)의 상기 협지부(131a,131b)에 형성된 관통 나사 구멍(138)에 나사 삽입된 숫나사(139)를 가지고, 상기 숫나사(139)는 상기 절단부(110)의 상기 오목부의 표면을 압압하는 것을 특징으로 하는 쓰로우 어웨이식 드릴.
14. 제13항에 있어서, 상기 숫나사(139)는 그 전단에 착좌홈을 가지고, 상기 숫나사(139)에 의한 상기 절단부(110)의 상기 절결면(118a)으로의 압압은 상기 착좌홈에 회전 가능하게 감합된 볼상의 압압편(140)을 개재시켜 행한 것을 특징으로 하는 쓰로우 어웨이식 드릴.
15. 절삭 기계의 소정 위치에 장치하기 위한 섕크부(130)와, 상기 섕크부(130)와 분리 가능하게 기계적으로 접합되고, 피삭물을 절삭하기 위한 절단부(110)를 갖추고, 상기 섕크부(130)는 상기 절단부(110)의 경사면(114)에 연결하고, 상기 섕크부(130)의 축방향으로 연장하는 부스러기 배출면(135a,136a)을 가지고, 상기 부스러기 배출면(135a,136a)은 상기 경사면에서, 그 드릴의 회전 방향과 역방향으로 후퇴하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 쓰로우 어웨이식 드릴.
16. 외주면에 숫나사(61)가 형성된 원통 형상을 가지고, 전단부에 피고정물에 대하여 압압 당접하는 볼(63)을 회전 가능하게 감합 가능한 착좌홈(62)을 갖추고, 상기 착좌홈(62)의 홈 좌측에, 후방으로 향하여 직경이 작게 되는 테이퍼 구멍(64)을 상기 착좌홈(62)에 연속시켜 설치하고, 전단부에, 상기 착좌홈(62)과 상기 테이퍼 구멍(64)을 원주 방향으로 분할하는 분할홈(65)을 설치한 것을 특징으로 하는 로크 나사.
17. 제16항에 있어서, 후단부에 렌치를 계합시켜 회전 조작을 행하기 위한 렌치 구멍(66)을 가지는 것을 특징으로 하는 로크 나사.
18. 제16항에 있어서, 후단부에 스패너에 의하여 회전 조작을 행하도록 하기 위한 횡단면이 다각형을 이루는 헤드부(67)를 가지는 것을 특징으로 하는 로크 나사.