WO2020116752A1

WO2020116752A1 - 센터링 능력과 절삭성능을 개선한 드릴 및 드릴용 인서트

Info

Publication number: WO2020116752A1
Application number: PCT/KR2019/012029
Authority: WO
Inventors: 박영군; 이정욱
Original assignee: 주식회사 와이지-원
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2019-09-18
Publication date: 2020-06-11
Also published as: DE112019006105T5; US20210394281A1; KR102164828B1; KR20200070471A; CN113165087A

Abstract

센터링 능력과 절삭성능을 개선한 드릴 및 드릴용 인서트가 개시된다. 본 발명의 드릴은 절삭날부의 중심 릴리프 면은 평면으로 가공하고 중심에서 외주면으로 이어지는 외주부 릴리프면 면은 곡면으로 가공함으로써, 센터링 능력도 높이고 드릴 진동과 버(Bur)의 발생을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명의 드릴은 구멍과 접하는 릴리프 면의 접선각도를 드릴의 외경 사이즈와 무관하게 동일하게 가공함으로써 드릴의 외경이 달라지더라도 균일한 성능을 얻을 수 있다.

Description

센터링 능력과 절삭성능을 개선한 드릴 및 드릴용 인서트

본 발명은 중심부에는 평면 릴리프를 구현하여 포인트 각도를 일정하게 함으로써 센터링 능력을 제고하면서도 외주부의 릴리프 면을 곡면으로 처리하여 포인트 각도의 급격한 변동에 따른 문제를 해결함으로써 드릴 진동과 버(Bur)의 발생을 최소화한 드릴(Drill) 또는 드릴용 인서트(Insert)에 관한 것이다.

드릴은 엔드밀(End Mill)과 같은 회전 공구로서, 회전 축이 되는 중심축을 따라 절삭날(Cutting Tooth)이 가공된 절삭날부가 앞부분에 있고, 절삭날부로부터 연장된 후단에 생크부(Shank)가 형성된 공구이다.

드릴은 일체형의 솔리드 타입(solid type) 드릴과, 드릴링 포인트에 인서트를 끼워 사용하는 인덱서블 타입(Indexable type)의 드릴로 구분한다. 솔리드 드릴은 선단부의 절삭날부가 다 마모되면 사용할 수 없는 것으로, 드릴 전체를 교체해야 한다. 반면에, 인덱스블 드릴은 절삭날부와 몸체와 별도로 제작하는 드릴로서, 절삭날부를 인서트(Insert) 타입으로 몸체에 결합하고 몇 개의 고정부재로 고정하여 사용한다. 절삭날부의 수명이 다하면 절삭날부를 몸체에서 분리하여 교체하여 사용할 수 있다.

드릴은 하나의 중심축을 따라 형성된 절삭날부와, 절삭날부의 후단에 마련된 생크부(Shank)를 포함한다. 절삭날부에는 외주 길이방향을 따라 절삭날이 가공된 랜드부와 칩 배출용 플루트(Flute)가 교번적으로 형성되고, 생크부가 공구에 결합된다. 도 1은 종래의 트위스트 드릴의 헤드를 도시한 도면으로서, 두 개의 절삭부와 두 개의 플루트가 드릴 포인트를 중심으로 상호 대칭으로 배치되어 있다. 도 2는 도 1의 A-A 절단면을 도시한 것으로서, A-A 절단면은 드릴 포인트(11)를 지나 상호 대칭적으로 배치된 두 개 절삭부의 릴리프를 절단한 면이다. 도 2의 (a)는 릴리프 면이 평면으로 구현된 예로서, 드릴 포인트(11)로부터 외주면(12)에 이르는 선이 하나의 직선(13)으로 표시된다. 도 2의 (b)는 드릴 포인트(11)로부터 외주면(12)에 이르는 릴리프가 두 개의 평면으로 구현된 예로서, 두 개의 직선(14, 15)으로 표시된다. 도 2의 (c)는 릴리프 면이 곡면으로 형성된 예로서, 드릴 포인트(11)로부터 외주면(12)에 이르는 선이 곡선으로 표시된다. 도 2의 (b)와 (c)는 드릴 포인트(11) 주변의 중심부(16)와 중심부(16)에서 이어지는 외주부(17)가 서로 다른 포인트 각도로 가공된 예이다.

(a)와 같은 단일 포인트 각도의 드릴은 가공이 쉽기 때문에 비교적 저렴하여 널리 적용되는 편이다. 종래의 일반적인 포인트 각도(θ1)는 118°~ 150°이고, 필요에 따라 최적의 각도를 적용한다. 작은 포인트 각도의 드릴(10)은 진입시 구멍의 센터지점이 움직이지 않도록 하는 센터링 능력이 우수한 반면에, 관통 구멍의 입구와 출구에 드릴링 찌꺼기(burr)가 많이 생긴다. 반면에 큰 포인트 각도를 적용하면, 설비의 강성이 약하거나 가공물의 지지 상태가 견고하지 않은 상태에서 작업할 때 회전 중인 드릴(10)의 중심이 이동하면서 가공물과 드릴(10)에 진동이 생길 수 있고, 이러한 진동이 드릴 파손이나 구멍의 품질 저하로 이어진다. 특히, 박판을 가공하는 경우에는 가공물의 탄성 때문에, 드릴링 시 발생하는 절삭저항 이외에 스프링 백(Spring back)에 의한 외력이 작용할 가능성이 크고, 드릴의 파손이나 버(burr)도 상대적으로 많이 발생한다.

(b) 타입의 드릴은 드릴 중심부(16)의 포인트 각도(θ1)를 140°미만으로 하고, 중심부(16)에서 외주면(12) 방향으로 연장된 외주부(17)의 포인트 각도(θ2)를 140°초과로 적용함으로써, (a) 타입 드릴의 문제점을 어느 정도 해결할 수 있다. 중심부 포인트 각도(θ1)가 작기 때문에 구멍 가공시 센터링 능력이 우수하고, 외주부 포인트 각도(θ2)는 크게 하여 관통 구멍에 발생하는 버(Burr)의 양도 상대적으로 작은 효과가 있다.

(b) 타입의 드릴은 외주부(17)의 릴리프가 평면이기 때문에, 드릴의 외경이 달라지더라도 (a) 타입처럼 외주부 포인트 각도(θ2)는 일정하게 유지할 수 있다는 장점도 있다.

다만, (b) 타입의 드릴의 문제도 두 개의 포인트 각도에서 나온다. 외주부(17)는 드릴 중심부(16)가 가공물에 진입한 후에 가공물에 닿아 드릴링을 시작한다. 문제는 외주부(17)가 드릴링을 시작하는 시점에서 포인트 각도가 달라진다는 것이다. 이것은 토크(Torque)와 추력(Thrust)이 급격히 변한다는 것을 의미하고, 진동을 유발하여 절삭 메커니즘을 불안정하게 할 수 있다. 결과적으로 구멍의 품질이 나빠지거나 드릴이 부숴질 수도 있다.

한편, 간혹 드릴의 센터링을 좋게 하기 위해 미리 동일한 외경의 (a) 타입 드릴로 파일럿(Pilot) 구멍을 먼저 가공하고 (b) 타입의 드릴로 구멍을 뚫는 경우에, 외주부(17)의 최외곽 지점이 드릴 중심부(16)보다 먼저 가공물에 닿아 절삭을 시작할 수 있고, 결과적으로 안정적인 센터링이 오히려 불가능해 진다.

(c) 타입 드릴은 릴리프 면 전체가 곡면으로 구현된 것이다. (c)에 도시된 릴리프 면(18) 구간은 드릴 포인트(11)로부터 외주면(12)까지 하나 또는 복수 개의 반지름을 가지는 곡선이다. 릴리프 면(18)이 곡면이면 (b) 형 드릴과 비슷하게 중심부(16)의 포인트 각도와 외주부(17)에서의 포인트 각도가 서로 달라지면서, (b)형과 비슷한 효과를 얻을 수 있다. 두 개의 포인트 각도가 급하게 변하지 않기 때문에, 토크와 추력이 급격히 변함에 따른 문제도 생기지 않는다. 그러나, (c) 타입 드릴은 외경에 따라 외주부 포인트 각도(θ2)가 달라지기 때문에, 동일한 형태의 드릴을 사용하는데도 불구하고 구멍의 크기에 따라 균일한 가공 품질을 얻기 어렵다.

[관련된 선행기술]

대한민국 공개특허 제10-2009-0096230호 (인덱스블 인서트 드릴)

본 발명의 목적은, 중심부에는 평면 릴리프를 구현하여 포인트 각도를 일정하게 작게 함으로써 센터링 능력을 제고하면서도 외주부의 릴리프 면을 곡면으로 처리하여 포인트 각도의 급격한 변동에 따른 문제를 해결함으로써 드릴 진동과 버(Bur)의 발생을 최소화한 드릴(Drill) 또는 드릴용 인서트를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 외주부 릴리프면 면을 곡면으로 구현하면서도 구멍과 접하는 외주부 포인트 각도가 드릴의 외경과 무관하게 동일한 드릴 또는 드릴용 인서트를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 트위스트 드릴은 복수 개의 절삭부와 플루트가 교번적으로 형성된다. 여기서, 상기 절삭부는 중심부 릴리프면과 외주부 릴리프면를 포함한다. 중심부 릴리프면은 치즐 에지에 면하고 평면으로 가공된다. 외주부 릴리프면은 상기 중심부 릴리프면으로부터 외주면 방향으로 연장되어 형성되고, 적어도 하나의 반경을 가지는 곡면으로 형성된다. 여기서, 상기 중심부 릴리프면에 접한 외주부 릴리프면에서의 포인트 각도는 중심부 포인트 각도와 동일하다. (상기 중심부 포인트 각도는 상기 중심부 릴리프면에 의해 구해지는 각도임)

실시 예에 따라, 상기 중심부 릴리프면과 외주부 릴리프면은, 커팅 에지에 면한 제1 릴리프면과, 상기 제1 릴리프면에서 연장되고 상기 제1 릴리프면보다 더 큰 릴리프 각도를 가진 제2 릴리프면으로 구분될 수 있다.

다른 실시 예에 따라 상기 복수 개의 절삭부의 상기 중심부 릴리프면에 의한 중심부 포인트 각도는 140°이하로 설정하고, 상기 복수 개의 절삭부의 상기 외주부 릴리프면에 의한 외주부 포인트 각도는 140°이상으로 설정하되, 상기 외주부 포인트 각도는 상기 외주면과 만나는 상기 외주부 릴리프면의 접선을 기준으로 구한다.

한편, 상기 외주부 릴리프면의 곡면 반경 및 상기 중심부 릴리프면의 외주방향의 길이 중에서 선택된 적어도 하나를 변경함으로써 상기 드릴의 외경의 크기가 변하더라도 상기 외주부 포인트 각도가 동일하도록 설정하는 것이 바람직하다.

본 발명은 드릴의 인서트 삽입부에 장착되는 인서트에도 미친다. 인서트는 치즐 에지에서 상호 만나는 복수 개의 절삭부를 포함하며, 절삭부 각각은 앞서 설명한 중심부 릴리프면과 외주부 릴리프면을 구비한다.

본 발명에 따른 드릴은 중심부의 작은 포인트 각도와 외주부의 상대적으로 넓은 포인트 각도를 적용함으로써, 센터링 능력도 높이고 드릴 진동과 버(Bur)의 발생을 최소화하였다.

나아가 본 발명의 드릴은 외주부 릴리프를 곡면으로 구현함으로써 중심부에서 외주부로 연장되는 부분의 각도 변화가 급하지 않기 때문에, 토크(Torque)와 추력(Thrust)의 변화를 완화시켜 드릴의 진동을 최소화한다. 특별히, 본 발명의 드릴은 우수한 센터링 능력과 깨끗한 가공 면을 얻을 수 있기 때문에, 드릴링 과정에서 탄성에 의한 반발이 생길 수 있는 박판 가공에도 유리하다.

본 발명의 드릴은 드릴의 외경 사이즈와 무관하게 동일한 외주부 포인트 각도로 가공하기 때문에, 드릴의 외경이 달라지더라도 균일한 성능을 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 드릴의 헤드부를 도시한 평면도,

도 2는 도 1의 드릴 헤드부의 A-A 절단면의 다양한 예를 도시한 도면,

도 3은 본 발명이 적용되는 다양한 종류의 드릴의 예를 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인덱스블 드릴용 인서트의 사시도,

도 5는 도 3의 인서트의 평면도, 그리고

도 6은 도 3의 인서트 B-B 절단면이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 통상의 솔리드 타입(Solid type) 드릴 뿐만 아니라, 인덱서블 타입(Indexable type) 드릴에도 적용된다. 인덱서블 드릴용 인서트도 스페이드(Spade) 드릴형 인서트와 같이 그 체결방식에 따라 다양한 형태가 있는데, 어떤 것이어도 적용 가능하다. 도 3의 (a)는 통상의 솔리드 타입(Solid type) 드릴 또는 용접형 드릴의 예를 도시한 것이고, (b)는 인덱서블 타입(Indexable type) 드릴을 예를 도시한 것이며, (c) 및 (d)는 스페이드 드릴의 예를 도시하고 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 드릴은 회전축(X)을 따라 전단에 형성된 헤드부(310)와, 헤드부(310)의 후단에 마련된 몸체(Shank)(330)를 포함한다. 본 발명은 헤드부(310)에 구현되는 것이므로, 드릴 자체에 구현될 수도 있고 인덱서블 드릴용 인서트(350)나 스페이드 인서트(371, 373)와 같은 인서트에 구현될 수도 있다. 한편, 인서트의 경우에도 도 3에서처럼 두 개의 절삭부를 가진 것뿐만 아니라, 3개 이상의 절삭부를 가진 인서트에도 구현될 수도 있다.

헤드부(310)에는 복수 개의 절삭부와 플루트(313)가 교번적으로 형성된다. 통상적으로 두 개나 세 개의 절삭부와 플루트가 배치되는 것이 일반적이며, 도 3은 2개의 절삭부(311a, 311b)와 플루트(Flute)(313)를 가진 트위스트 드릴을 예시적으로 도시하고 있다. 복수 개의 절삭부는 드릴 회전축으로부터 상호 대향하는 형태로 배치되면서 치즐 에지에서 상호 만나면서 동일한 간격으로 상호 이격된다. 예를 들어, 도 3의 인서트(350)는 두 개의 절삭부(311a, 311b)가 서로 대칭으로 배치되면서 치즐 에지에서 접한다.

이하에서는 도 3의 (b), 도 4 내지 도 6에 도시된 인덱서블 드릴용 인서트(350)를 중심으로 본 발명을 설명한다. 우선 도 3의 (b)를 참조하면, 드릴 몸체(330)에는 인서트(350)가 삽입할 수 있는 인서트 삽입부(331)가 마련된다. 인서트 삽입부(331)에 삽입된 인서트(350)를 고정하기 위해, 몸체(330)와 인서트(350)에는 서로 짝을 맞추어 형성된 고정용 구멍이 있다. 고정부재(333)가 고정용 구멍에 삽입되어 몸체(330)를 관통하고 인서트(350)에 박힘으로써, 인서트(350)는 몸체(330)에 고정된다.

앞서 설명한 것처럼, 도 4의 인서트(350)는 두 개의 절삭부(311a, 311b)가 서로 대칭으로 배치되면서 치즐 에지(Chisel Edge)(401)에서 접한다. 각 절삭부(311a, 311b)는 상호 동일한 형태와 구성을 가지고 동일하게 설명될 수 있다.

두 개 절삭부(311a, 311b)는 회전축(X)으로부터 외주면(405)을 향해 반경방향으로 연장되는 중심부 릴리프면(Relief Surface)(407, 409)과 외주부 릴리프면(411, 413)을 포함한다. 중심부 릴리프면(407, 409)과 외주부 릴리프면(411, 413)이 플루트(313)와 면한 쪽에 커팅 에지(Cutting Edge)(415)가 형성된다. 두 개 절삭부(311a, 311b)의 중심부 릴리프면(407, 409)는 그 사이에 배치된 웹 씬(Web Thin)에 의해 드릴 포인트로 갈수록 가늘어지면서 드릴 중심부를 뾰족한 형태로 만든다. 외주부 릴리프면(411, 413)으로부터 시작하여 중심부 릴리프면(407, 409)로 연결되는 커팅 에지(415)는 다시 드릴 중심부의 씨닝 에지(Thinning Edge)(417)와 연결된다. 씨닝 에지(417)에서 중심부 릴리프면(407, 409)은 다른 절삭부의 중심부 릴리프면(407, 409)과의 사이에 배치된 웹 씬(Web Thin)(421)과 만난다.

중심부 릴리프면(407, 409)과 외주부 릴리프면(411, 413)은 전체로서 커팅 에지(415)에 면한 '절삭부 릴리프'가 된다. 한편, 도 4에서처럼, 절삭부 릴리프는 다시 중심부 릴리프면(407, 409)과 외주부 릴리프면(411, 413)을 반경방향으로 가로지르는 경계선(419)을 기준으로 커팅 에지(415)에 면한 제1 릴리프면(407, 411)과, 제1 릴리프면(407, 411)에 이어진 제2 릴리프면(409, 413)을 포함할 수 있다. 제2 릴리프면(409, 413)은 제1 릴리프면(407, 411)보다 더 큰 릴리프 각도를 가짐으로써, 절삭과정에서 커팅 에지(415)의 파손 위험을 낮추고 고속 회전 등에서 릴리프면 일부가 과도하게 가공물과 접촉하는 등의 문제를 제거한다. 이로써, 절삭부(311a, 311b)는 중심부 릴리프면(407, 409)을 구성하는 제1 중심부릴리프면(407) 및 제2 중심부릴리프면(409)과, 외주부 릴리프면(411, 413)을 구성하는 제1 외주부릴리프면(411) 및 제2 외주부릴리프면(413)을 포함하는 4개의 릴리프면(407, 409, 411, 413)을 포함한다.

한편, 도 3의 (a)에 도시된 솔리드 드릴은 물론이고, 도 3의 (c)와 (d)의 스페이드형 인서트(371, 373)의 경우에도 중심부 릴리프 면과 외주부 릴리프 면을 포함한다. 다만, 스페이드 인서트의 특성상, 릴리프 면에 칩 브레이커(Chip Breaker)가 형성될 뿐이다.

본 발명에서 특징적인 부분은, 치즐 에지(401)에 면하는 중심부 릴리프면(407, 409)는 평면으로 가공되고, 중심부 릴리프면(407, 409)로부터 외주면(405) 방향으로 연장되는 외주부 릴리프면(411, 413)은 곡면으로 형성된다는 것이다. 여기서, 외주부 릴리프면(411, 413)의 곡면은 도 6에 도시된 것처럼 회전축(X)에서 외주면(405) 방향으로 진행하는 선이 곡선임을 의미한다. 나아가, 외주부 릴리프면(411, 413)에서의 곡선은 하나 또는 복수 개의 반경(Radius)으로 정의되는 곡선이 일반적이지만, 여기에 한정되지 않는다. 예컨대, 아르키메데스의 나선(Spiral of Archimedes), 사이클로이드 스플라인(Cycloid Spline), 트로코이드 나선(Spiral of Trochoid), 사인 곡선(Sine Curve) 또는 인벌류트 곡선(Involute Curve)과 같이 복수 개의 반경으로 정의할 수 없는 곡선(말하자면 자유곡선)도 포함한다. 스페이드형 인서트(371, 373)에서도 마찬가지다.

도 6은 인서트(350)의 회전축(X)을 지나면서 중심부 릴리프면(407, 409)과 외주부 릴리프면(411, 413)을 지나는 절단면(도 5의 B-B 절단면)으로서 중심부 릴리프면(407, 409)과 외주부 릴리프면(411, 413)이 평면인지 곡면인지를 보여준다. 도 6을 참조하면, 중심부 릴리프면(407, 409)은 평면으로 가공됨에 따라 중심부 릴리프면 구간(SR)은 직선으로 표시되고, 외주부 릴리프면(411, 413)은 곡면으로 가공됨에 따라 외주부 릴리프면 구간(CR)은 곡선으로 표시된다.

도 5의 B-B 라인은 경계선(419)과 일치하지만, 절단면이 제1 릴리프면(407, 411) 및/또는 제2 릴리프면(409, 413)의 어디를 회전축(X) 방향으로 절단하더라도, 중심부 릴리프면 구간(SR)은 직선으로 표시되고 외주부 릴리프면 구간(CR)은 곡선으로 표시된다. 앞서 설명한 것처럼, 외주부 릴리프면(411, 413)의 곡면은 회전축(X)에서 외주면(405) 방향으로 진행하는 선이 곡선임을 의미한다. 따라서, B-B 절단면에 수직한 C-C 절단면에서 외주부 릴리프면(411, 413) 구간은 직선으로 표시된다.

외주부 릴리프면 구간(CR)의 곡선은 하나의 반경(Radius)을 적용하여 원호로 설계할 수도 있고, 두 개 이상의 반경을 가지는 곡선으로 설계할 수도 있다. 외주면(405)으로 확장되는 외주부 릴리프면 구간(CR)의 곡선의 반경은 드릴 외경(ØD)의 크기에 따라 증가하는데, 대략 드릴 외경(ØD)의 1.5배 이상이 바람직하다.

한편, 도 4의 인서트 두께면(423)에 수직한 방향에서 본 인서트(350)의 커팅 에지(415) 및 씨닝 에지(417)의 형상은 플루트(313)의 형상과 웹 씬(421)의 형상에 따라 도 6의 중심부 릴리프면 구간(SR)의 직선 및 외주부 릴리프면 구간(CR)의 곡선 형상과 동일하지 않을 수 있다.

도 6을 참조할 때, 중심부 릴리프면(407, 409)에 의해 정의되는 중심부 포인트 각도(θ3)와, 외주부 릴리프면(411, 413)에 의해 정의되는 외주부 포인트 각도(θ4) 모두 둔각으로 설계한다. 바람직하게는, 중심부 포인트 각도(θ3)는 140°보다 작은 115°~ 135°로 설정하고, 외주부 포인트 각도(θ4)는 140°보다 큰 각도를 선택한다. 여기서, 중심부 포인트 각도(θ3)는 회전축(x)을 중심으로 중심부 릴리프면(407, 409)에 의해 결정되는 각도이고, 외주부 포인트 각도(θ4)는 외주면(405)과 만나는 외주부 릴리프면(411, 413)의 최외곽 지점에서의 접선을 기준으로 구한 각도를 말한다. 만약 도 4와 같이 두 개의 절삭부(311a, 311b)를 가진 드릴(또는 인서트)에서 중심부 포인트 각도(θ3)는 두 개 절삭부(311a, 311b)의 중심부 릴리프면(407, 409) 사이의 각도이고, 외주부 포인트 각도(θ4)는 두 개 절삭부(311a, 311b)의 외주부 릴리프면(411, 413)의 최외곽 지점에서의 접선 사이의 각도가 된다. 만약, 3개 이상의 절삭부를 가진 드릴(또는 인서트)에서, 중심부 포인트 각도(θ3)는 회전축(x)을 기준으로 중심부 릴리프면이 전개된 각도의 두 배가 되고, 외주부 포인트 각도(θ4)는 회전축(x)을 기준으로 외주부 릴리프면의 최외곽 지점에서의 접선이 전개된 각도의 두 배가 된다.

중심부 릴리프면 구간(SR)은 직선이므로, 중심부 릴리프면 구간(SR) 내에서 중심부 포인트 각도(θ3)는 일정하고, 중심부 포인트 각도(θ3)를 140°보다 작게 함으로써 전체적으로 드릴의 센터링 능력을 우수하게 유지할 수 있다.

반면에 외주부 릴리프면 구간(CR)은 곡선이므로, 외주부 릴리프면 구간(CR) 내에서 외주부 포인트 각도는 일정하지 않다. 다시 말해, 외주부 포인트 각도는 회전축(X)으로부터 외주면(405)을 향하는 반경방향으로 진행할수록 점점 증가하여 외주면(405)에 이르러 최대가 된다. 따라서 외주부 포인트 각도(θ4)는 도 6에서처럼 외주면(405)과 접하는 외주부 릴리프면(411, 413)의 접선들 사이의 각도로 구할 수 있다. 다만, 드릴에서는 중심부 포인트 각도(θ3)와 외주부 포인트 각도(θ4) 등이 드릴의 성능을 결정하는 중요한 요소이므로, 드릴의 외경(ØD)이 커지더라도 외주부 포인트 각도(θ4)가 동일하도록 설정되는 것이 바람직하다. 드릴의 외경(ØD)이 커지는 것과 무관하게 외주부 포인트 각도(θ4)를 동일하게 유지하려면, 외주부 릴리프면 구간(CR)의 곡선에 적용된 반경과 중심부 릴리프면(407, 409)의 외주방향으로의 길이가 드릴의 외경(ØD)의 크기에 따라 달라질 수 있다.

중심부 릴리프면(407, 409)에 면한 외주부 릴리프면(411, 413)에서의 포인트 각도는 중심부 포인트 각도(θ3)와 동일하게 함으로써, 중심부 릴리프면(407, 409)과 외주부 릴리프면(411, 413) 사이에 포인트 각도가 급격하게 변하지 않는다. 따라서 토크(Torque)와 추력(Thrust)이 급격하게 변하는 일이 발생하지 않는다. 외주부 포인트 각도(θ4)는 140°보다 큰 각도를 적용함으로써, 관통 구멍에 버(burr)의 양을 최소화할 수 있다.

다만, 제1 릴리프면(407, 411)과 제2 릴리프면(409, 413)의 릴리프 각도가 다르기 때문에, 외주부 포인트 각도(θ4)는 동일한 인서트(350)에서도 B-B 절단면이 경계선(419)과 다른 위치에 있게 되면 미세하게 달라질 수 있다.

한편, 드릴 포인트의 치즐로부터 커팅에지의 최외곽지점까지는 도 2의 (a) 타입의 드릴의 최외곽 인선부 높이와 동일하게 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 드릴을 선택하는 과정에서 종래의 드릴(10)과 동일한 외경을 갖는 드릴을 선택하면, 동일한 깊이와 크기의 구멍을 가공할 수 있기 때문이다. 따라서 종래의 드릴을 대신하여 본 발명의 드릴을 선택하더라도 공구의 다른 설정을 변경할 필요가 없다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims

복수 개의 절삭부와 플루트가 교번적으로 형성된 드릴에 있어서,

상기 절삭부는,

치즐 에지에 면하고 평면으로 가공된 중심부 릴리프면; 및

상기 중심부 릴리프면으로부터 외주면 방향으로 연장되어 형성되고, 적어도 하나의 반경을 가지는 곡면으로 형성된 외주부 릴리프면를 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항에 있어서,

상기 중심부 릴리프면에 접한 외주부 릴리프면에서의 포인트 각도는 중심부 포인트 각도와 동일하고, 상기 중심부 포인트 각도는 상기 중심부 릴리프면에 의해 구해지는 각도인 것을 특징으로 하는 드릴.
제2항에 있어서,

상기 중심부 릴리프면과 외주부 릴리프면은, 커팅 에지에 면한 제1 릴리프면과, 상기 제1 릴리프면에서 연장되고 상기 제1 릴리프면보다 더 큰 릴리프 각도를 가진 제2 릴리프면으로 구분되는 것을 특징으로 하는 드릴.
제1항에 있어서,

상기 복수 개의 절삭부의 상기 중심부 릴리프면 사이의 중심부 포인트 각도는 140°이하로 설정하고, 상기 복수 개의 절삭부의 상기 외주부 릴리프면 사이의 외주부 포인트 각도는 140°이상으로 설정하되,

상기 외주부 포인트 각도는 상기 외주면과 만나는 상기 외주부 릴리프면의 접선을 기준으로 구하는 것을 특징으로 하는 드릴.
제4항에 있어서,

상기 외주부 릴리프면의 곡면 반경 및 상기 중심부 릴리프면의 외주방향의 길이 중에서 선택된 적어도 하나를 변경함으로써 상기 드릴의 외경의 크기가 변하더라도 상기 외주부 포인트 각도가 동일하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 드릴.
드릴의 인서트 삽입부에 장착되는 인서트에 있어서,

치즐에지에 면한 복수 개의 절삭부를 포함하고,

상기 절삭부는,

상기 치즐 에지에 면하고 평면으로 가공된 중심부 릴리프면; 및

상기 중심부 릴리프면으로부터 외주면 방향으로 연장되어 형성되고, 적어도 하나의 반경을 가지는 곡면으로 형성된 외주부 릴리프면를 포함하는 것을 특징으로 하는 인서트.
제6항에 있어서,

상기 중심부 릴리프면에 접한 외주부 릴리프면에서의 포인트 각도는 중심부 포인트 각도와 동일하고, 상기 중심부 포인트 각도는 상기 중심부 릴리프면에 의해 구해지는 각도인 것을 특징으로 하는 인서트.
제6항에 있어서,

상기 중심부 릴리프면과 외주부 릴리프면은, 커팅 에지에 면한 제1 릴리프면과, 상기 제1 릴리프면에서 연장되고 상기 제1 릴리프면보다 더 큰 릴리프 각도를 가진 제2 릴리프면으로 구분되는 것을 특징으로 하는 인서트.
제6항에 있어서,

상기 두 개의 절삭부의 상기 중심부 릴리프면에 의한 중심부 포인트 각도는 140°이하로 설정하고, 상기 두 개의 절삭부의 상기 외주부 릴리프면에 의한 외주부 포인트 각도는 140°이상으로 설정하되,

상기 외주부 포인트 각도는 상기 외주면과 만나는 상기 외주부 릴리프면의 접선을 기준으로 구하는 것을 특징으로 하는 인서트.
제9항에 있어서,

상기 외주부 릴리프면의 곡면 반경 및 상기 중심부 릴리프면의 외주방향의 길이 중에서 선택된 적어도 하나를 변경함으로써 상기 드릴의 외경의 크기가 변하더라도 상기 외주부 포인트 각도가 동일하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 인서트.