WO2017119635A1 - 플랫 드릴 - Google Patents

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Publication number
WO2017119635A1
WO2017119635A1 PCT/KR2016/014955 KR2016014955W WO2017119635A1 WO 2017119635 A1 WO2017119635 A1 WO 2017119635A1 KR 2016014955 W KR2016014955 W KR 2016014955W WO 2017119635 A1 WO2017119635 A1 WO 2017119635A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flat
flat drill
drill
chisel
present
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/014955
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
강광현
최윤석
손홍승
지동룡
김영흠
Original Assignee
한국야금 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국야금 주식회사 filed Critical 한국야금 주식회사
Priority to CN201680078065.5A priority Critical patent/CN108472746A/zh
Publication of WO2017119635A1 publication Critical patent/WO2017119635A1/ko

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B51/00—Tools for drilling machines
    • B23B51/02—Twist drills

Definitions

  • the present invention relates to a flat drill, and more particularly to a flat drill that can reinforce the rigidity of the flat drill tip.
  • FIGS. 1 and 2 are a front view and a plan view for explaining a conventional flat drill.
  • 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 5 is a detailed view of portion A of FIG. 2.
  • 6 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG.
  • first and second cutting edges 12 and 14 are formed at the tip portion, and the chisel portion 16 is formed at the contact portion between the first cutting edge 12 and the second cutting edge 14. .
  • the first and second cutting edges 12 and 14 perform cutting.
  • the flat drill 10 is formed with a first flute 18 and a second flute 20 on the outer circumference.
  • the first flute 18 is used as a passage through which the cutting chips generated by the first cutting edge 12 are discharged, and the second flute 20 is generated by the second cutting edge 14. It is used as a passage for cutting chips to be discharged.
  • the conventional flat drill 10 has a constant cutting angle and a clearance angle at the first cutting edge 12. More specifically, the cross section of the first cutting edge 12 relatively far from the chisel portion 16 is shown in FIG. 3, and the first cutting edge 12 of the side relatively closer to the chisel portion 16. ) Is a cross section shown in FIG.
  • the cutting angle ⁇ ° at any position has a positive (+) angle shape, that is, a positive shape.
  • the second cutting edge 14 also has the same structure as the first cutting edge 12.
  • the conventional flat drill 10 has a problem that the rigidity of the cross section of the first and second cutting edges 12 and 14 is formed to be narrow narrow consistently.
  • the chisel portion 16 has a chisel portion angle ⁇ ° as shown in Fig. 6, and is thus formed in a concave shape.
  • the conventional flat drill 10 has an unprocessed region (see 16a) in which cutting is not performed due to the concave shape formed in the chisel portion 16.
  • the conventional flat drill 10 has a problem that the processing quality is reduced by the shape of the chisel portion 16.
  • Patent Document 1 International Publication No. WO 2005/118191 (2005.12.15.)
  • an object of the present invention is to provide a flat drill to improve the rigidity of the cutting edge provided in the tip portion constituting the flat drill.
  • another object of the present invention is to provide a flat drill that can form a flat shape in the chisel to eliminate the conventional unprocessed area to improve the processing quality.
  • the side closer to the bladder 116 may be different.
  • the inclination angle farther from the chisel portion 116 is a positive (+) shape, and the inclination angle closer to the chisel portion 116 is negative (-). It may be in the form.
  • the first and second cutting edges 112 and 114 have a clearance angle farther from the chisel portion 116 and closer to the chisel portion 116. It may be something else.
  • the clearance angle farther from the chisel portion 116 may be greater than the clearance angle closer to the chisel portion 116.
  • the tip slope portion 130 may be a land portion 140 is further formed.
  • the land portion 140 of the flat drill according to an embodiment of the present invention may be formed in a flat surface.
  • the land portion 140 of the flat drill according to an embodiment of the present invention may be formed in a convex curved surface.
  • Flat drill according to the embodiment of the present invention made as described above forms a different cutting angle and the size of the clearance angle according to the position of the cutting edge, in particular the cutting edge is thicker than the far side away from the chisel. By forming, rigidity can be improved.
  • the flat drill according to an embodiment of the present invention can improve the conventional formation of the raw region by forming a flat shape of the chisel.
  • the quality of the cutting may be improved.
  • 1 and 2 are a front view and a plan view for explaining a conventional flat drill.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG.
  • FIG. 5 is a detailed view of portion A of FIG. 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG.
  • 7 and 8 are a front view and a plan view for explaining a flat drill according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line D-D of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line E-E of FIG. 8.
  • FIG. 11 is a detailed view of portion B of FIG. 8.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line F-F in FIG.
  • FIG. 13 is a view for explaining the use example of the flat drill according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a view for explaining a change in torque in a flat drill according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a view for explaining the amount of burr (burr) in a flat drill according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a detailed view of portion C of FIG. 7.
  • 17 is a cross-sectional view taken along the line G-G in FIG.
  • 18 is a graph for explaining the axial cutting force of the flat drill according to an embodiment of the present invention.
  • 19 is a graph illustrating a displacement amount of a flat drill according to an embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • 7 and 8 are a front view and a plan view for explaining a flat drill according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line D-D of FIG. 8.
  • 10 is a cross-sectional view taken along the line E-E of FIG. 8.
  • FIG. 11 is a detailed view of portion B of FIG. 8.
  • 12 is a cross-sectional view taken along the line F-F in FIG.
  • the first and second cutting edges 112 and 114 may be formed to be rotationally symmetrical to the tip portion of the flat drill 100.
  • the chisel section 116 is formed at the boundary between the first cutting edge 112 and the second cutting edge 114, as shown in Figure 12, may be formed flat without a concave shape.
  • the flat drill 100 according to the exemplary embodiment of the present invention may perform cutting processing in all the sections of the first and second cutting edges 112 and 114 without cutting the portion where the cutting is not performed. This can be improved.
  • the first and second flutes 118 and 120 are spirally formed on the outer circumference of the flat drill 100.
  • the first flute 118 is used as a passage through which the cutting chips generated by the first cutting edge 112 are discharged, and the second flute 120 is generated by the second cutting edge 114. It is used as a passage for cutting chips to be discharged.
  • the first and second cutting edges 112 and 114 may have different cutting angles from the chisel part 116 far from the chisel part 116 (see FIG. 9) and the side close to the chisel part 116 (see FIG. 10). have.
  • the flat drill 100 can form a thick portion of the weak rigidity in the first and second cutting edges (112, 114), thereby improving the stiffness phase for the weak rigid portion Can be.
  • the cutting angle ⁇ ° of the far side from the chisel portion 116 is a positive (+) shape, and the chisel portion 116 is shown in FIG. 9. As shown in FIG. 10, the incidence angle ⁇ ° close to) may be negative.
  • the force applied in the axial direction when the force applied in the axial direction is closer to the chisel portion 116, a larger load may be applied.
  • the first side closer to the chisel portion 116 may be applied.
  • the two cutting edges 112 and 114 may be formed thicker by having a cutting angle ⁇ ° as shown in FIG.
  • the flat drill 100 according to the embodiment of the present invention can improve the rigidity with respect to the particularly weak part of the rigidity.
  • the clearance angle is far from the chisel portion 116 and the side closer to the chisel portion 116 is mutually different. It may be something else.
  • the magnitude of the resistance applied to each part of the first and second cutting edges 112 and 114 may be different.
  • the flat drill 100 according to the present invention may correspond to the different sizes of the resistance acting on the first and second cutting edges 112 and 114, whereby the flat drill 100 according to the present invention more stably. Cutting can be performed.
  • the clearance angle ( ⁇ 1 °) far from the chisel portion 116 is larger than the clearance angle ( ⁇ 2 °) closer to the chisel portion 116. Can be.
  • the linear velocity is faster toward the outer periphery of the flat drill 100, the linear velocity is slower closer to the center. The higher the linear velocity, the greater the resistance will be, and the slower the linear velocity, the smaller the resistance will be.
  • the clearance angle ( ⁇ 1 °) farther from the chisel portion 116 is formed to reduce the size of the resistance, thereby cutting more satisfactorily. Machining can be performed.
  • the flat drill 100 is formed by a smaller clearance angle ( ⁇ 2 °) closer to the chisel portion 116, the first and second cutting edges 112, 114 may be formed thick. As a result, the rigidity of the first and second cutting edges 112 and 114 of the corresponding portion may be increased.
  • FIGS. 13 to 17 is a view for explaining the use example of the flat drill according to an embodiment of the present invention.
  • 14 is a view for explaining a change in torque in a flat drill according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a view for explaining the amount of burr (burr) in a flat drill according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a detailed view of portion C of FIG. 7.
  • 17 is a cross-sectional view taken along the line G-G in FIG.
  • the flat drill 100 may include a flat portion D1 and a tip inclined portion 130 on the first and second cutting edges 112 and 114.
  • the flat part D1 may be formed flat so as to be orthogonal to the center line.
  • the flat part D1 may be in a range of 60% or more to 90% or less with respect to the outer diameter D0 of the flat drill 100.
  • the remaining portion that is not cut may be left in a small amount, whereby another tool may be used after the flat drill 100 is advanced. This can reduce the amount of additional processing when performing additional processing.
  • the land portion 140 may be applied and manufacturing may be facilitated.
  • the tip inclined portion 130 may be formed to be inclined with respect to the flat portion.
  • the tip inclined portion 130 may have an inclination angle ⁇ ° of 1 ° to 20 °.
  • the tip inclination part 130 pre-processes the seat groove by the flat drill 100, and uses the drill tool 200 having the tip inclination angle 210.
  • an impact may occur at the portion indicated by part C in FIG. 13. The impact may damage the drill tool 200 or degrade the processing quality.
  • the tip inclination part 130 may not generate or weaken the impact as described above.
  • the torque applied to the drill tool 200 when the drill tool 200 enters the hole processed by the flat drill 100 and performs the hole processing, the inclination angle ⁇ of the tip inclination portion 130 ⁇ ) may act differently.
  • FIG. 14A illustrates a case where the inclination angle ⁇ ° of the tip inclination part 130 is large
  • FIG. 14B illustrates a case where the inclination angle ⁇ ° of the tip inclination part 130 is relatively small. to be.
  • the torque applied when the inclination angle ⁇ ° of the tip inclination portion 130 is large is called the first torque t1, and the torque applied when the inclination angle ⁇ ° of the tip inclination portion 130 is relatively small.
  • the torque given becomes the 2nd torque t2 the 2nd torque t2 is smaller than the 1st torque t1.
  • the inclination angle ⁇ ° of the tip inclination portion 130 is set to 20 ° or less. In this way, after the seat groove is machined in advance by the flat drill 100, the torque in the axial direction applied to the drill tool 200 is satisfactorily maintained without impact when the post machining is performed using the drill tool 200. Can be reduced.
  • the range of burrs is as shown in FIG. 15A. Appears large (e1).
  • the tip inclined portion 130 is processed in advance with a flat drill 100 provided in the inclination angle ( ⁇ °) in the range of 1 ° or more to 20 ° or less, and then followed by a drill tool 200 When processing, the impact on the drill tool 200 can be reduced while reducing the generation range of the burr.
  • a land portion 140 may be further formed on the tip inclined portion 130 as shown in FIG. 16.
  • the land portion 140 is processed so that the sharp portions of the first and second cutting edges 112 and 114 are blunt. Thereby, stress can be disperse
  • the flat drill 100 according to an embodiment of the present invention, the land portion 140, as shown in Figure 17 (a), may be formed in a flat surface.
  • the land portion 140 may be formed such that the sharp portion has a dull shape, whereby the rigidity of the land portion 140 may be improved, and the rigidity of the first and second cutting edges 112 and 114 may be improved. This can be improved.
  • the flat drill 100 may be formed in the convex curved surface of the land portion 140.
  • the rigidity of the first and second cutting edges (112, 114) can be improved.
  • 18 and 19 will be described the operation and effect of the flat drill 100 according to an embodiment of the present invention.
  • 18 is a graph for explaining the axial cutting force of the flat drill according to an embodiment of the present invention.
  • 19 is a graph illustrating a displacement amount of a flat drill according to an embodiment of the present invention.
  • 18 and 19 are experimental graphs compared to the workpiece SCM440 by machining at a cutting speed of 60 (m / min), a feed distance per revolution of 0.120.3 (mm / rev), and a depth of 20 (mm).
  • the inclination angle ⁇ ° of the tip inclination part 130 is set to 45 °, and in Comparative Example 2, the inclination angle ⁇ ° is flat without the inclination angle ⁇ ° of the tip inclination part 130.
  • the embodiment is a case where the inclination angle ⁇ ° of the tip inclination portion 130 is set in a range of 1 ° to 20 °.
  • the axial cutting force was the lowest in the flat drill 100 according to an embodiment of the present invention compared to Comparative Examples 1 and 2. That is, the flat drill 100 according to the embodiment of the present invention can be seen that the lower the axial cutting force acting on the flat drill 100 when performing the cutting process, the lower the risk of breakage.
  • the displacement amount was the lowest in the flat drill 100 according to an embodiment of the present invention compared to Comparative Examples 1 and 2. That is, the flat drill 100 according to the embodiment of the present invention can be seen that the risk of breakage is lowered by the small amount of deformation acting on the flat drill 100 when performing the cutting process.
  • Flat drill according to the embodiment of the present invention made as described above forms a different cutting angle and the size of the clearance angle according to the position of the cutting edge, in particular the cutting edge is thicker than the far side away from the chisel. By forming, rigidity can be improved.
  • the flat drill according to the embodiment of the present invention can improve the conventional formation of the unprocessed area by forming a flat shape of the chisel.
  • the quality of the cutting may be improved.
  • Flat drills according to embodiments of the invention can be used to machine seat grooves.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Abstract

본 발명은 플랫 드릴에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴은, 절삭날의 절입각과 절삭날의 여유각이 플랫 드릴의 중심에 가까운 쪽과 중심에서 먼 쪽에서 서로 다르게 구성된다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴은, 제1 절삭날과 제2 절삭날의 경계부분에 형성되는 치즐부가 평탄하게 형성된다.

Description

플랫 드릴
본 발명은 플랫 드릴에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플랫 드릴 선단부의 강성을 보강할 수 있도록 하는 플랫 드릴에 관한 것이다.
일반적으로 플랫 드릴은 선단부가 평평한 형태이다. 종래의 플랫 드릴은 첨부도면 도 1 내지 6을 참조하여 설명한다. 도 1 및 도 2는 종래의 플랫 드릴을 설명하기 위한 정면도 및 평면도이다. 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다. 도 4는 도 2의 B-B선 단면도이다. 도 5는 도 2의 A부분 상세도이다. 도 6은 도 5의 C-C선 단면도이다.
플랫 드릴(10)은 선단부에 제1, 2 절삭날(12, 14)이 형성되고, 제1 절삭날(12)과 제2 절삭날(14)의 접하는 부분에 치즐부(16)가 형성된다. 상기 제1,2 절삭날(12, 14)은 절삭가공을 수행한다.
또한, 플랫 드릴(10)은 외주연에 제1 플루트(18)와 제2 플루트(20)가 형성된다. 제1 플루트(18)는 상기 제1 절삭날(12)에 의해 생성되는 절삭 칩이 배출되는 데에 통로로 이용되고, 제2 플루트(20)는 상기 제2 절삭날(14)에 의해 생성되는 절삭 칩이 배출되는 데에 통로로 이용된다.
종래의 플랫 드릴(10)은 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 절삭날(12)에서 절입각과 여유각이 일정하다. 좀 더 구체적으로는 치즐부(16)에서 상대적으로 먼 쪽의 제1 절삭날(12)의 단면은 도 3에 나타낸 내었고, 치즐부(16)에 상대적으로 가까운 쪽의 제1 절삭날(12)의 단면은 도 4에 나타낸 내었다.
즉, 도 3에 기재된 절입각(α˚)과 도 4에 기재된 절입각(α˚)의 크기가 동일하다. 그리고 도 3에 기재된 여유각(β˚)과 도 4에 기재된 여유각(β˚)의 크기가 동일하다.
한편으로, 종래의 플랫 드릴(10)의 제1 절삭날(12)은 어느 위치에서나 절입각(α˚)은 플러스(+)각 형태 즉, 포지티브 형태를 갖는다.
마찬가지로 제2 절삭날(14)도 제1 절삭날(12)과 동일한 구조를 갖는다.
따라서 종래의 플랫 드릴(10)은 제1, 2 절삭날(12, 14)의 단면은 일관성 있게 좁게 형성된 구성으로써 강성이 취약한 문제점이 있다.
다른 한편으로, 종래의 플랫 드릴(10)은 치즐부(16)가 도 6에 나타낸 바와 같이 치즐부 각도(γ˚)를 가지며 이로써 오목형태로 형성된다.
그러나 종래의 플랫 드릴(10)은 치즐부(16)에 형성된 오목한 형상에 의하여 절삭가공이 수행되지 않는 미가공 영역(16a 참조)이 존재한다.
따라서 종래의 플랫 드릴(10)은 치즐부(16)의 형상에 의하여 가공 품질이 저하되는 문제가 있다.
<선행기술문헌>
(특허문헌 1) 국제공개특허번호 WO 2005/118191(2005.12.15.)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 플랫 드릴을 구성하는 선단부에 구비된 절삭날의 강성을 향상시킬 수 있도록 하는 플랫 드릴을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 치즐부에 형상을 평탄하게 형성함으로써 종래의 미가공 영역을 배제할 수 있도록 하여 가공품질을 향상시킬 수 있도록 하는 플랫 드릴을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴은, 선단부에 형성된 제1, 2 절삭날(112, 114); 상기 제1 절삭날(112)과 상기 제2 절삭날(114)의 경계에서 평탄하게 형성된 치즐부(116); 및 외주연에 나선형으로 형성된 제1, 2 플루트(118, 120);를 포함하고, 상기 제1, 2 절삭날(112, 114)은 절입각이 상기 치즐부(116)에서 먼 쪽과 상기 치즐부(116)에 가까운 쪽이 서로 다른 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴은, 상기 치즐부(116)에서 먼 쪽의 절입각은 포지티브(+) 형태이고, 상기 치즐부(116)에 가까운 쪽의 절입각은 네가티브(-) 형태인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴은, 상기 제1, 2 절삭날(112, 114)은 여유각이 상기 치즐부(116)에서 먼 쪽과 상기 치즐부(116)에 가까운 쪽이 서로 다른 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴은, 상기 치즐부(116)에서 먼 쪽의 여유각이 상기 치즐부(116)에 가까운 쪽의 여유각보다 큰 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴의 상기 제1, 2 절삭날(112, 114)는, 중심선에 대하여 직교되도록 평평하게 형성된 플랫부(D1) 및 상기 플랫부에 대하여 경사지게 형성된 선단 경사부(130)를 포함하고, 상기 플랫부는 플랫 드릴의 외경(D0)에 대하여 60%이상 내지 90%이하의 범위이고, 상기 선단 경사부(130)는 경사각도(δ˚)가 1˚이상 내지 20˚이하 인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴은, 상기 선단 경사부(130)에는 랜드부(140)가 더 형성된 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴의 상기 랜드부(140)는 평탄한 면으로 형성된 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴의 상기 랜드부(140)는 볼록한 곡면으로 형성된 것일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴은 절삭날의 위치에 따라 절입각과 여유각의 크기를 다르게 형성하고, 특히 절삭날은 치즐부에 가까운 쪽이 치즐부에서 먼 쪽보다 두껍게 형성함으로써 강성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴은 치즐부의 형상을 평탄하게 형성함으로써 종래에 미가공 영역이 형성된 것을 개선할 수 있다. 특히, 절삭날의 전 구간에서 절삭가공이 이루어짐으로써 절삭가공의 품질이 향상될 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 플랫 드릴을 설명하기 위한 정면도 및 평면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B선 단면도이다.
도 5는 도 2의 A부분 상세도이다.
도 6은 도 5의 C-C선 단면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 드릴을 설명하기 위한 정면도 및 평면도이다.
도 9는 도 8의 D-D선 단면도이다.
도 10은 도 8의 E-E선 단면도이다.
도 11은 도 8의 B부분 상세도이다.
도 12는 도 11의 F-F선 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 드릴의 사용예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 드릴에서 토크의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 드릴에서 버(Burr)의 량을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 도 7의 C부분 상세도이다.
도 17은 도 16의 G-G선 단면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 드릴의 축방향 절삭력을 설명하기 위한 그래프이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 드릴의 변위량을 설명하기 위한 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 크기가 과장되게 도시될 수 있다.
한편, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
다른 한편, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
<실시예1>
이하, 도 7 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 드릴에 대해서 설명한다. 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 드릴을 설명하기 위한 정면도 및 평면도이다. 도 9는 도 8의 D-D선 단면도이다. 도 10은 도 8의 E-E선 단면도이다. 도 11은 도 8의 B부분 상세도이다. 도 12는 도 11의 F-F선 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은 도 7에 나타낸 바와 같이, 제1, 2 절삭날(112, 114), 치즐부(116) 및 제1, 2 플루트(118, 120)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1, 2 절삭날(112, 114)은 도 8에 나타낸 바와 같이, 플랫 드릴(100)의 선단부에 회전 대칭되도록 형성될 수 있다.
상기 치즐부(116)는 상기 제1 절삭날(112)과 상기 제2 절삭날(114)의 경계에서 형성되고, 도 12에 나타낸 바와 같이, 오목한 형상이 없이 평탄하게 형성될 수 있다. 이로써 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은 절삭가공이 수행되지 않는 부분이 없이 제1, 2 절삭날(112, 114)의 전구간에서 절삭가공이 수행될 수 있고, 나아가 절삭가공의 품질이 향상될 수 있다.
상기 제1, 2 플루트(118, 120)는 플랫 드릴(100)의 외주연에 나선형으로 형성된다. 제1 플루트(118)는 상기 제1 절삭날(112)에 의해 생성되는 절삭 칩이 배출되는 데에 통로로 이용되고, 제2 플루트(120)는 상기 제2 절삭날(114)에 의해 생성되는 절삭 칩이 배출되는 데에 통로로 이용된다.
상기 제1, 2 절삭날(112, 114)은 절입각이 상기 치즐부(116)에서 먼 쪽(도9 참조)과 상기 치즐부(116)에 가까운 쪽(도 10 참조)이 서로 다른 것일 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은 제1, 2 절삭날(112, 114)에서 강성이 취약한 부분을 더욱 두껍게 형성할 수 있고, 이로써 강성이 취약한 부분에 대하여 강성상을 향상시킬 수 있다.
<실시예 2>
본 발명의 다른 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은 상기 치즐부(116)에서 먼 쪽의 절입각(α˚)은 도 9에 나타낸 바와 같이, 포지티브(+) 형태이고, 상기 치즐부(116)에 가까운 쪽의 절입각(α˚)은 도 10에 나타낸 바와 같이, 네가티브(-) 형태인 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은 축방향으로 누르는 힘이 작용될 때에 치즐부(116)에 가까울수록 더욱 큰 하중이 작용될 수 있는데, 치즐부(116)에 가까운 쪽의 제1, 2 절삭날(112, 114)은 절입각(α˚)이 도 10에 나타낸 바와 같이, 네가티브(-)로 형성됨으로써 더욱 두껍게 형성될 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은 강성이 특히 취약한 부분에 대하여 강성을 향상시킬 수 있다.
<실시예 3>
본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)의 상기 제1, 2 절삭날(112, 114)은 여유각이 상기 치즐부(116)에서 먼 쪽과 상기 치즐부(116)에 가까운 쪽이 서로 다른 것일 수 있다.
절삭 가공을 수행할 때에, 제1, 2 절삭날(112, 114)의 각 부분마다 작용되는 저항의 크기가 다를 수 있다. 본 발명에 따른 플랫 드릴(100)은 제1, 2 절삭날(112, 114)에 저항의 크기가 다르게 작용되는 것에 대하여 대응할 수 있고, 이로써 본 발명에 따른 플랫 드릴(100)은 좀 더 안정되게 절삭가공을 수행할 수 있다.
<실시예 4>
본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은, 상기 치즐부(116)에서 먼 쪽의 여유각(β1˚)이 상기 치즐부(116)에 가까운 쪽의 여유각(β2˚)보다 큰 것일 수 있다.
플랫 드릴(100)은 회전하면서 절삭가공을 수행한 것이므로, 플랫 드릴(100)의 외주연으로 갈수록 선속도가 빠르고, 중심에 가까울수록 선속도가 느려진다. 그리고 선속도가 빠를수록 저항이 더 크게 작용될 것이고, 선속도가 느릴수록 저항이 작게 작용될 것이다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은 상기 치즐부(116)에서 먼 쪽의 여유각(β1˚)이 더 크게 형성된 것으로써 저항의 크기를 줄일 수 있고, 이로써 좀 더 양호하게 절삭가공을 수행할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은 상기 치즐부(116)에 가까운 쪽의 여유각(β2˚)이 더 작게 형성됨으로써 해당 부분의 제1, 2 절삭날(112, 114)은 두껍게 형성될 수 있다. 이로써 해당 부분의 제1, 2 절삭날(112, 114)은 강성이 증대될 수 있다.
<실시예 5>
이하, 도 13 내지 도 17를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 드릴에 대해서 설명한다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 드릴의 사용예를 설명하기 위한 도면이다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 드릴에서 토크의 변화를 설명하기 위한 도면이다. 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 드릴에서 버(Burr)의 량을 설명하기 위한 도면이다. 도 16은 도 7의 C부분 상세도이다. 도 17은 도 16의 G-G선 단면도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은, 제1, 2 절삭날(112, 114)에 플랫부(D1)와 선단 경사부(130)를 포함할 수 있다.
상기 플랫부(D1)는 중심선에 대하여 직교되도록 평평하게 형성될 수 있다.
그리고 상기 플랫부(D1)는 플랫 드릴(100)의 외경(D0)에 대하여 60%이상 내지 90%이하의 범위일 수 있다.
상기 플랫부(D1)가 플랫 드릴(100)의 외경(D0)에 대하여 60%이상이면, 절삭가공이 되지 않은 잔량부를 소량으로 남길 수 있고, 이로써 플랫 드릴(100)이 진행된 후에 다른 공구를 이용하여 추가적인 가공을 수행할 때에 추가적인 가공량을 감소시킬 수 있다.
상기 플랫부(D1)가 플랫 드릴(100)의 외경(D0)에 대하여 90%이하이면, 축 방향으로 작용되는 스러스트 힘이 과도하게 증가되지 않고, 이로써 양호하게 절삭가공을 수행할 수 있다.
또한, 상기 플랫부(D1)가 플랫 드릴(100)의 외경(D0)에 대하여 90%이하이면, 랜드부(140)를 적용할 수 있고, 제작이 용이해질 수 있다.
한편, 상기 선단 경사부(130)는 상기 플랫부에 대하여 경사지게 형성될 수 있다. 그리고 상기 선단 경사부(130)는 경사각도(δ˚)가 1˚이상 내지 20˚이하 인 것일 수 있다.
상기 선단 경사부(130)는 경사각도(δ˚)가 1˚미만인 경우에, 플랫 드릴(100)에 의하여 자리 홈을 선행가공하고, 선단 경사각(210)을 갖는 드릴 공구(200)를 이용하여 후가공을 수행할 때에, 도 13에서 C부분으로 표시된 부분에서 충격이 발생할 수 있다. 그 충격에 의하여 드릴 공구(200)가 파손되거나 가공품질이 저하될 수 있다.
반면에, 상기 선단 경사부(130)는 경사각도(δ˚)가 1˚이상인 경우에, 상기와 같은 충격은 발생하지 않거나 약화될 수 있다.
다른 한편으로, 플랫 드릴(100)에 의해 가공된 홀에 드릴 공구(200)가 진입되어 홀 가공을 수행할 때에 드릴 공구(200)에 작용되는 토크는 선단 경사부(130)의 경사각도(δ˚)에 따라 다르게 작용될 수 있다.
도 14의 (a)는 선단 경사부(130)의 경사각도(δ˚)가 큰 경우이고, 도 14의 (b)는 선단 경사부(130)의 경사각도(δ˚)가 상대적으로 작은 경우이다.
선단 경사부(130)의 경사각도(δ˚)가 큰 경우에 작용되는 토크를 제1 토크(t1)이라 하고, 선단 경사부(130)의 경사각도(δ˚)가 상대적으로 작은 경우에 작용되는 토크를 제2 토크(t2)이라 하면, 제2 토크(t2)가 제1 토크(t1)보다 작다.
본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은 선단 경사부(130)의 경사각도(δ˚)를 20˚이하로 설정하였다. 이로써 플랫 드릴(100)에 의해 자리 홈을 선행하여 가공한 후에, 드릴 공구(200)를 이용하여 후행 가공할 때에 충격이 발생하지 않으면서 드릴 공구(200)에 작용되는 축 방향의 토크를 양호하게 감소시킬 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은 선단 경사부(130)의 경사각도(δ˚)가 클수록 도 15의 (a)에 나타낸 비와 같이 버(burr)의 범위가 크게(e1) 나타난다. 반면에, 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은 선단 경사부(130)의 경사각도(δ˚)가 작을수록 도 15의 (b)에 나타낸 비와 같이 버(burr)의 범위가 작게(e2) 나타난다.
따라서, 선단 경사부(130)는 경사각도(δ˚)가 1˚이상 내지 20˚이하의 범위로 제공된 플랫 드릴(100)로 자리 홈을 선행하여 가공한 후에, 드릴 공구(200)로 후행하여 가공하게 되면, 드릴 공구(200)에 작용되는 충격을 저감시킬 수 있으면서도 버(burr)의 발생 범위를 감소시킬 수 있다.
<실시예6>
본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은 상기 선단 경사부(130)에는 도 16에 나타낸 바와 같이 랜드부(140)가 더 형성될 수 있다.
랜드부(140)는 제1, 2 절삭날(112, 114)에서 예리한 부분이 무디도록 가공한 것이다. 이로써 응력을 분산시킬 수 있고, 나아가 제1, 2 절삭날(112, 114)의 강성을 향상시킬 수 있다.
<실시예7>
한편, 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은 상기 랜드부(140)가 도 17의 (a)에 나타낸 바와 같이, 평탄한 면으로 형성된 것일 수 있다.
즉, 랜드부(140)는 예리한 부분이 둔탁한 형상을 가지도록 형성될 수 있고, 이로써, 랜드부(140)의 강성이 향상될 수 있으며, 나아가 제1, 2 절삭날(112, 114)의 강성이 향상될 수 있다.
<실시예8>
한편, 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은 상기 랜드부(140)가 볼록한 곡면으로 형성된 것일 수 있다.
즉, 랜드부(140)에서 예리한 모서리를 배제함으로써 충격에 대한 강성을 가질 수 있고, 나아가 제1, 2 절삭날(112, 114)의 강성이 향상될 수 있다.
이하, 도 18 및 도 19를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)의 작용효과를 설명한다. 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 드릴의 축방향 절삭력을 설명하기 위한 그래프이다. 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 플랫 드릴의 변위량을 설명하기 위한 그래프이다.
도 18 및 도 19는 피삭재 SCM440를 대상으로 절삭속도 60(m/min), 회전당 이송거리 0.120.3(mm/rev), 깊이 20(mm)의 가공조건으로 가공하여 비교한 실험 그래프이다.
비교예1는 선단 경사부(130)의 경사각도(δ˚)가 45˚로 설정된 경우이고, 비교예2은 선단 경사부(130)의 경사각도(δ˚)가 없이 평평한 경우이다. 실시예는 선단 경사부(130)의 경사각도(δ˚)가 1˚내지 20 ˚의 범위로 설정된 경우이다.
도 18에서 알 수 있듯이, 축방향 절삭력은 비교예1, 2에 비교하여 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)에서 가장 낮게 나타났다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은 절삭가공을 수행할 때에 플랫 드릴(100)에 작용되는 축방향 절삭력이 낮게 작용됨으로써 파손의 위험이 낮아짐을 알 수 있다.
또한, 도 19에서 알 수 있듯이, 변위량은 비교예1, 2에 비교하여 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)에서 가장 낮게 나타났다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴(100)은 절삭가공을 수행할 때에 플랫 드릴(100)에 작용되는 변형량이 작음으로써 파손의 위험이 낮아짐을 알 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴은 절삭날의 위치에 따라 절입각과 여유각의 크기를 다르게 형성하고, 특히 절삭날은 치즐부에 가까운 쪽이 치즐부에서 먼 쪽보다 두껍게 형성함으로써 강성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴은 치즐부의 형상을 평탄하게 형성함으로써 종래에 미가공영역이 형성된 것을 개선할 수 있다. 특히, 절삭날의 전 구간에서 절삭가공이 이루어짐으로써 절삭가공의 품질이 향상될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 플랫 드릴은 자리 홈을 가공하는 데에 이용될 수 있다.
<부호의 설명>
10: 플랫 드릴 12, 14: 제1, 2 절삭날
16: 치즐부 16a: 미가공 영역
18, 20: 제1, 2 플루트
100: 플랫 드릴 112, 114: 제1, 2 절삭날
116: 치즐부 118, 120: 제1, 2 플루트
130: 선단부 경사부 140: 랜드부
200: 드릴 공구 210: 드릴 선단 각도

Claims (8)

  1. 선단부에 형성된 제1, 2 절삭날(112, 114);
    상기 제1 절삭날(112)과 상기 제2 절삭날(114)의 경계에서 평탄하게 형성된 치즐부(116); 및
    외주연에 나선형으로 형성된 제1, 2 플루트(118, 120);를 포함하고,
    상기 제1, 2 절삭날(112, 114)은 절입각이 상기 치즐부(116)에서 먼 쪽과 상기 치즐부(116)에 가까운 쪽이 서로 다른 것을 포함하는 플랫 드릴.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 치즐부(116)에서 먼 쪽의 절입각은 포지티브(+) 형태이고,
    상기 치즐부(116)에 가까운 쪽의 절입각은 네가티브(-) 형태인 것
    을 포함하는 플랫 드릴.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 2 절삭날(112, 114)은 여유각이 상기 치즐부(116)에서 먼 쪽과 상기 치즐부(116)에 가까운 쪽이 서로 다른 것을 포함하는 플랫 드릴.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 치즐부(116)에서 먼 쪽의 여유각이 상기 치즐부(116)에 가까운 쪽의 여유각보다 큰 것을 포함하는 플랫 드릴.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 2 절삭날(112, 114)는,
    중심선에 대하여 직교되도록 평평하게 형성된 플랫부(D1) 및
    상기 플랫부에 대하여 경사지게 형성된 선단 경사부(130)를 포함하고,
    상기 플랫부는 플랫 드릴의 외경(D0)에 대하여 60%이상 내지 90%이하의 범위이고,
    상기 선단 경사부(130)는 경사각도(δ˚)가 1˚이상 내지 20˚이하 인 것을 포함하는 플랫 드릴.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 선단 경사부(130)에는 랜드부(140)가 더 형성된 것을 포함하는 플랫 드릴.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 랜드부(140)는 평탄한 면으로 형성된 것을 포함하는 플랫 드릴.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 랜드부(140)는 볼록한 곡면으로 형성된 것을 포함하는 플랫 드릴.
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