KR100990171B1

KR100990171B1 - 난삭재의 고속가공용 트위스트 드릴 리머

Info

Publication number: KR100990171B1
Application number: KR1020080008331A
Authority: KR
Inventors: 박광훈; 이재우
Original assignee: 박광훈
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2010-10-29
Also published as: KR20090082528A

Abstract

본 발명은 절삭이 어려운 재료에 고속으로 구멍을 가공할 수 있고, 가공된 구멍의 내벽을 정밀하게 다듬을 수 있는 난삭재의 고속가공용 트위스트 드릴 리머에 관한 것이다. 개시한 드릴 리머는 마진 없는 주절삭날(E1)과 외주면에 형성된 제2절삭날 및 제3절삭날을 구비하고, 제2절삭날의 마진이 0.4~0.6mm이고 제3절삭날의 마진이 0.6~0.7mm이며, 주절삭날의 선단부 외경에 비하여 제2절삭날과 제3절삭날의 선단부 외경이 0.02∼0.06mm 크고, 선단의 중심으로부터 주절삭날과 평행을 유지하도록 반경방향으로 연장되는 기준선과 주절삭날 사이의 폭(W)이 드릴 외경(D)의 0.078~0.082배이고, 절삭칩 배출용 비틀림홈(F)의 비틀림각(θ)이 28~30도이며, 랜드폭(GL)과 칩배출용 비틀림홈(F)의 폭(FL)의 비가 1 : 0.9~1.1이고, 주절삭날과 제2절삭날 및 제3절삭날의 경사각(α)이 -10∼-15도이고, 선단부의 여유각(β)이 9∼11도이고, 선단각(σ)이 135∼145도이고, 상기 기준선과 교차하도록 선단의 중심에 마련된 치젤의 폭이 드릴 외경(D)의 0.025∼0.035배이고, 상기 기준선(O1)에 대한 치젤(C)의 날각(δ)이 120∼130도이고, 상기 기준선(O1)에 대한 선단 시닝(Thinning)부의 절삭날부 날각(ε)이 150∼160도이고, 웨브 폭(T2)이 드릴 외경(D)의 0.29∼0.31배이고, 절삭날들의 백테이퍼가 그 길이 100mm에 대해 그 외경이 0.04~0.1mm 감소하도록 구성되고, 웨브 테이퍼가 그 길이 100mm에 대해 웨브의 폭(T2)이 0.9∼1.1mm 증가하도록 구성되며, 티타늄알루미늄질소화합물(TiAlN)이 코팅된 것이다.

드릴, 리머, 트위스트, 난삭재, 고속, 가공

Description

난삭재의 고속가공용 트위스트 드릴 리머{Twist drill reamer for the high speed machining of the difficult-to-cut materials}

본 발명은 절삭이 어려운 재료에 고속으로 구멍을 가공할 수 있고 가공된 구멍의 내벽을 정밀하게 다듬을 수 있는 난삭재의 고속가공용 트위스트 드릴 리머에 관한 것이다.

종래에 일반적으로 사용되고 있는 드릴은, 도 1 및 도 2에서 보이는 바와 같이, 드릴 본체(10)의 선단부 외주에 랜드부(11)와 절삭칩 배출용 홈(12)이 형성되고, 절삭칩 배출용 홈(12)의 회전 방향을 향하는 벽면이 경사면(13)으로 되며, 그리고 이 경사면(13)과 여유면(14)이 이루는 모서리에 절삭날(15)이 형성된 구성으로 된다. 그러나, 이 드릴에서는 절삭 가공시에 드릴의 선단 중심에서 떨림이 발생하기 쉽다. 즉, 이러한 떨림 현상은 치젤 에지의 양단이 교대로 순간 회전 중심이 되는 운동 때문이며, 그 때문에 가공된 구멍(A)은 도 3에서 보이는 같이 진원도가 나빠지기 쉬우며, 또한 구멍 치수는 드릴의 직경보다 직경이 1％ 정도 확대될 뿐만 아니라 양호한 다듬질면이 얻어지지 않았다. 또한 종래의 드릴을 사용하여 구멍 가공을 행하면, 피가공물의 하면 측에 버가 발생하므로, 이 버의 제거를 위하여 후가 공이 필요하고, 이러한 버의 제거 작업에 많이 시간이 소요되는 문제가 있었다.

선단부에 절삭날이 설치됨과 동시에, 그 절삭날의 경사면에 연속하여 절삭칩 배출용의 홈이 축방향으로 설치된 드릴이, 구멍 가공용 공구로서 널리 알려져 있다. 일본 공개특허공보 특개평 5-293708호에 기재된 드릴이 그 일례로서, 랜드의 리딩 에지측 및 힐 측에는 각각 절삭날의 외경 치수와 같은 외경 치수를 가진 마진을 설치하고 있으며, 그 마진과 가공 구멍과의 접촉에 의하여 떨림을 억제하고자 하였으나, 실제로는 높은 가공정밀도와 요구되는 표면거칠기가 얻어지지 않는 경우가 많았다.

또한 종래에, 구멍 가공과 동시에 가공 구멍의 내벽을 정밀하게 다듬질하는 공구로서, 예를 들면 일본실용신안공보 실공평 3-25856호 및 일본공개실용신안공보 실개평 3-40013호에 개시되어 있는 드릴이 있다. 이것들의 드릴은 드릴의 선단부로부터 축방향으로 이어지는 절삭칩 배출홈은 직선형으로 형성되어 있다. 그러나 이와 같이 절삭칩 배출홈을 직선형으로 설치하면, 특히 깊은 구멍의 가공 시에, 절삭칩의 배출성이 악화되어 절삭칩의 메움이 발생됨에 따라서, 드릴을 파손시키는 상황이 자주 발생하였고, 또한 만족할만한 정밀도를 가진 가공 구멍도 얻어지기 어려웠으며, 또한 절삭 토크가 상승하여 효과적인 구멍 가공이 곤란하였다.

또한, 알루미늄 합금으로 대표되는 경합금이나 주철을 가공 대상으로 하여, 고정밀도 구멍 가공을 목적으로 한 드릴로서 드릴축에 평행한 직선형의 절삭칩 배출홈을 설치하고 원주상에 4점의 가이드 패드를 구비한 드릴이 널리 실용화되어 있으나, 이 드릴은 비틀림 홈을 가지지 않으므로 공구 강성이 우수하고 제작이 용이 하다는 장점을 가지지만, 절삭칩 처리 능력이나 절삭 저항의 관점에서 트위스트 드릴에 비하여 떨어지고, 그 때문에 가공 구멍의 깊이나 이송에 제약을 받는다.

한편, 일본 공개특허공보 특개평 5-301108호에 개시되어 있는, 3개의 홈부를 가진 드릴을 사용하여 구멍 가공하는 경우에, 구멍의 정밀도와 표면거칠기가 그다지 개선되지 않는 경우가 많았으며, 따라서 드릴의 홈개수와 날개수를 증가시키더라도 실제적으로는 그 효과를 기대하기 힘든 경우가 많다고 할 수 있다.

또한, 드릴 작업과 리머 작업을 동시에 행하기 위하여 사용되어 왔던 종래의 버니싱 드릴은, 마진에서의 접촉에 따른 저항이 너무 과대하게 걸려서, 버니싱 드릴이 부러지기 쉬웠고 또한 구멍 직경의 정밀도를 저하시키는 문제도 있었다. 그래서 이와 같은 문제에 대처하기 위하여, 일본공개특허공보 특개평 8-155713호에 기재된 바와 같은 버니싱 드릴이 제안되어 있다. 그러나 일본공개특허공보 특개평 8-155713호에 기재된 버니싱 드릴은, 구멍 가공 시에 버니싱 드릴이 부러지는 현상과 구멍의 진원도가 낮아지는 문제는 어느 정도 해결되었으나, 가공 능률이 매우 낮아서 구멍 가공에 소요되는 시간이 길어지는 또 다른 문제가 발생하였다.

금속제의 공작물에 정밀한 구멍을 뚫는 공구의 하나로서, 하부 구멍을 뚫으면서 리머 다듬질을 행하는 종래의 드릴 리머는, 일반적으로 축선과 평행한 복수개의 절삭날을 가지는 직선날 리머의 선단에, 하부 구멍을 뚫기 위한 절삭날을 형성하고 있다. 이 절삭날의 외주측이 리머의 날부를 겸하고 있다. 상기 구성의 드릴 리머는, 선단의 절삭날 만을 드릴부로서 구성한 것이므로, 당해 절삭날에 의한 절삭과 거의 동시에, 막힌 하부 구멍을 완전히 절삭하지 않은 상태에서 리머 다듬질 이 행해지게 된다. 이 때문에 드릴 리머의 떨림이 커져서 구멍의 진원도나 치수 정밀도가 나빠지고, 절삭성이 나쁘며, 구멍 가공에 시간이 길어짐과 동시에, 구멍의 표면거칠기가 나빠지는 문제도 있었다.

도 4에는 구멍 가공을 행하면서 리머 다듬질을 행하는 일본공개특허공보 특개평 8-155715호에 기재된 종래의 드릴 리머의 외관 사시도를 나타낸다. 이 드릴 리머(100)는 선단 측에 드릴용의 절삭날인 선단 절삭날(21)과, 드릴의 몸체 부분인 섕크(23)와, 이 섕크(23) 측에 리머용의 절삭날인 외부 절삭날(22)과, 전술한 선단 절삭날(21)에 의하여 절삭된 금속 절삭칩을 섕크(23) 측에 배출하는 홈(24) 및 경사면(25)을 구비하는 형상을 가진다.
종래의 드릴 리머(100)의 구멍 가공 동작에 대하여 설명한다. 금속의 피가공물에 구멍을 뚫는 경우에, 드릴 리머(100)가 피가공물에 삽입되어 가는 것에 의하여, 이 드릴 리머(100)의 선단에 형성되어 있는 선단 절삭날(21)에서 절삭에 의하여 구멍을 먼저 형성하고, 전기 드릴 리머(100)의 섕크(23) 측에 형성되어 있는 외부 절삭날(22)에서 전기 형성한 구멍의 내벽면에 대하여 리머 다듬질을 행하여 가는 것으로 피가공물에 가공 구멍 내벽면이 다듬질 가공된 원형의 구멍을 형성할 수가 있다.
종래의 드릴 리머(100)는 이상과 같이 구성되어 있으므로, 드릴용의 선단 절삭날(21)과 섕크(23) 측의 외부 절삭날(22)이 떨어져 형성되어, 이 선단 절삭날(21)과 외부 절삭날(22)과의 각 직경이 다르기 때문에 드릴 리머의 형상 자체가 복잡하여서 드릴 리머의 제조 시간이 길어지는 문제가 있었다. 또한 드릴 리머(100)의 절삭 가공과 동시에 다듬질 가공이 실시되는 부분의 길이가 드릴 전체 길이에 비해 그 비율이 작고 특히 절삭하는 피가공물을 관통하지 않는 경우에는 구멍의 리머 다듬질이 실시되지 않는 부분이 많이 형성되는 문제를 가지고 있었다.

본 발명은 난삭재를 고속으로 가공할 수 있을 뿐 아니라 별도의 리머 가공을 하지 않고서도 구멍 가공시에 높은 정밀도와 양호한 표면거칠기가 얻을 수 있고, 가공 능률이 높으며 공구 수명을 길게 할 수 있도록 하는 난삭재의 고속가공용 트위스트 드릴 리머를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 난삭재의 고속가공용 트위스트 드릴 리머는 선단에 양측이 대칭을 이루고 마진을 가지지 않는 한쌍의 주절삭날을 구비하고, 외주부분에 각각 양측이 쌍을 이루도록 마련되며 상호 둘레방향으로 이격된 제2절삭날과 제3절삭날을 구비하며, 제2절삭날의 마진이 0.4~0.6mm이고 제3절삭날의 마진이 0.6~0.7mm이며, 상기 주절삭날의 선단부 외경에 비하여 상기 제2절삭날과 제3절삭날의 선단부 외경이 0.02∼0.06mm 크고, 선단의 중심으로부터 상기 주절삭날과 평행을 유지하도록 반경방향으로 연장되는 기준선과 주절삭날 사이의 폭은 드릴 외경의 0.078~0.082배이고, 선단으로부터 축방향으로 나선형으로 이어지는 절삭칩 배출용 비틀림홈의 비틀림각 28~30도이며, 주절삭날 선단으로부터 제3절삭날 후단까지의 직선 길이인 랜드폭과 칩배출용 비틀림홈의 폭의 비가 1 : 0.9~1.1이고, 주절삭날과 제2절삭날 및 제3절삭날의 경사각이 -10∼-15도이고, 선단부의 여유각이 9∼11도이고, 선단각이 135∼145도이고, 상기 기준선과 교차하도록 선단의 중심에 마련된 직선날 형태의 치젤을 구비하되 치젤의 폭이 드릴 외경의 0.025∼0.035배이고, 상기 기준선에 대한 치젤의 날각(δ)이 120∼130도이고, 상기 기준선에 대한 선단 시닝(Thinning)부의 절삭날부 날각(ε)이 150∼160도이고, 양측 비틀림홈 사이의 웨브 폭은 드릴 외경의 0.29∼0.31배이고, 섕크 측을 향한 절삭날들의 백테이퍼는 그 길이 100mm에 대해 그 외경이 0.04~0.1mm 감소하도록 구성되고, 섕크 측을 향한 웨브 테이퍼는 그 길이 100mm에 대해 웨브의 폭이 0.9∼1.1mm 증가하도록 구성되며, 외면에 티타늄알루미늄질소화합물의 코팅이 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 난삭재의 고속가공용 트위스트 드릴 리머는 주절삭날 뿐아니라 외주면에 제2절삭날과 제3절삭날을 구비하기 때문에 난삭재를 고속으로 가공할 수 있고 별도의 리머 가공이 없이도 높은 정밀도와 양호한 표면거칠기를 갖는 구멍을 가공할 수 있으며, 구멍 가공시 가공능률을 높일 수 있고 공구 수명을 현저히 길게 연장할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 난삭재의 고속가공용 트위스트 드릴 리머의 바람직한 실시 예를 도 5 내지 도 9를 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 난삭재의 고속가공용 트위스트 드릴 리머의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 드릴 리머의 측면도이고, 도 7과 도 8은 본 발명의 드릴 리머의 선단부 구조를 나타낸 정면도이며, 도 9는 도 7의 Ⅸ부 상세도이다.
도 5 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 트위스트 드릴 리머(30)는 선단에 양측이 대칭을 이루도록 배치되고 마진을 가지지 않는 한쌍의 주절삭날(E1)을 구비한다. 또 외주부분에는 각각 양측이 쌍을 이루도록 마련되고 상호 둘레방향으로 이격된 제2절삭날(E2)과 제3절삭날(E3)을 구비한다. 제2절삭날(E1)은 마진(M2)이 0.4~0.6mm이고, 제3절삭날(E3)은 마진(M3)이 0.6~0.7mm이며, 주절삭날(E1)의 선단부 외경(D)에 비하여 제2절삭날(E2)과 제3절삭날(E3)의 선단부 외경이 0.02∼0.06mm 정도 크게 형성된다. 여기서 마진이란 여유각이 없어(외경의 변화가 없어) 구멍의 내면과 접하여 회전하는 부분을 말한다.
또 본 발명의 드릴 리머는 도 7과 도 8에 도시한 바와 같이, 드릴 선단의 중심으로부터 반경방향으로 연장됨과 동시에 주절삭날(E1)과 평행을 유지하는 기준선(O1)과 주절삭날(E1) 사이의 폭(W)이 드릴 외경(D)의 0.078~0.082배가 되도록 한다. 주절삭날(E1)이 기준선(O1)보다 회전방향으로 앞서 나가 있도록 함으로써 가급적 드릴 웨브의 폭(T2)을 크게 하여 드릴의 강성을 높일 수 있도록 한 것이다.
또 본 발명의 드릴 리머는 선단으로부터 축방향으로 나선형으로 이어지는 절삭칩 배출용 비틀림홈(F)의 비틀림각(θ)이 28~30도이고, 도 8에 도시한 바와 같이, 주절삭날(E1) 선단으로부터 제3절삭날(E3) 후단까지의 직선 길이인 랜드폭(GL)과 칩배출용 비틀림홈(F)의 폭(FL)의 비가 1 : 0.9~1.1이고, 주절삭날(E1)과 제2절삭날(E2) 및 제3절삭날(E3)의 경사각(α)이 -10∼-15도이고, 선단부의 여유각(β)이 9∼11도이고, 선단각(σ)이 135 ∼ 145도로 마련된다.
드릴 리머의 선단 중심부에는 기준선(O1)과 교차하도록 직선날 형태의 치젤(C)이 마련된다. 이때 치젤(C)의 폭(T1)은 드릴 외경(D)의 0.025∼0.035배이고, 기준선(O1)에 대한 치젤(C)의 날각(δ)은 120∼130도이며, 기준선(O1)에 대한 선단 시닝(Thinning)부(K)의 절삭날부(G) 날각(ε)이 150∼160도이다. 양측 비틀림홈(F) 사이의 웨브 폭(T2)은 드릴 외경(D)의 0.29 ∼ 0.31배이다.
또 본 발명의 드릴 리머는 구멍의 용이한 가공을 위해 섕크(S) 쪽으로 갈수록 절삭날들의 외경이 점차 가늘어지는 백테이퍼를 구비한다. 이 백테이퍼는 드릴 리머의 길이 100mm에 대하여 그 외경이 0.04 ~ 0.1mm 정도 감소하는 형태가 되도록 한다. 또 강성이 커지도록 하기 위해 드릴의 선단으로부터 섕크(S) 쪽으로 갈수록 웨브의 폭(T2)이 점차 증가하도록 하는 웨브 테이퍼는 드릴 리머의 길이 100mm에 대하여 웨브의 폭(T2)이 0.9 ∼ 1.1mm 정도 증가하는 형태가 되도록 한다. 그리고 외면에는 티타늄알루미늄질소화합물(TiAlN)이 코팅된다.

아래의 표 1에서 실시 예1에 나타낸 외경 10mm의 드릴 리머는 선단에 마진을 가지지 않는 한쌍의 주절삭날(E1)을 가지며, 외주 부분에 제2 절삭날(E2)과 제3 절삭날(E3)을 구비한다. 제2절삭날의 마진(M2)은 0.4mm이고, 제3절삭날의 마진(M3)은 0.6mm이고, 주절삭날(E1)의 선단부 외경(D)에 비하여 제2절삭날과 제3절삭날의 선단부 외경을 0.02mm 크게 하였다.
또 트위스트 드릴 리머(30)의 선단 중심으로부터 반경방향으로 연장된 기준선(O1)과 주절삭날(E1)의 이격 폭(W)은 드릴 외경(D)의 0.078배이고, 절삭칩 배출용의 비틀림홈(F)의 비틀림각(θ)은 28도이고, 랜드폭(GL)과 홈폭(FL)과의 비는 1 : 0.9이며, 주절삭날(E1)과 제2절삭날(E2) 및 제3 절삭날(E3)의 경사각(α)은 모두 -10도이고, 여유각(β)은 9도이고, 선단각(σ)은 135도이고, 치젤날폭(T1)은 드릴 외경(D)의 0.025배이고, 기준선(O1)에 대한 치젤의 날각(δ)은 120도이고, 기준선(O1)에 대한 시닝부(k)의 절삭날부(G) 날각(ε)은 150도이며, 웨브 폭(T2)은 드릴 외경(D)의 0.29배이다. 또 절삭날들의 백테이퍼는 선단으로부터 섕크(S) 쪽으로 갈수록 길이 100mm에 대하여 그 외경이 0.04mm 감소하도록 하였고, 웨브 테이퍼는 선단으로부터 섕크(S) 쪽으로 갈수록 길이 100mm에 대해 웨브의 폭(T2)이 0.9mm 증가하도록 하였다. 외면은 티타늄알루미늄질소화합물(TiAlN)의 코팅을 하였다.

아래의 표 1에서 실시 예2에 나타낸 외경 10mm의 드릴 리머는 선단에 마진을 가지지 않는 한쌍의 주절삭날(E1)을 가지며, 외주 부분에 제2 절삭날(E2)과 제3 절삭날(E3)을 구비한다. 제2절삭날의 마진(M2)은 0.6mm이고, 제3절삭날의 마진(M3)은 0.7mm이고, 주절삭날(E1)의 선단부 외경(D)에 비하여 제2절삭날과 제3절삭날의 선단부 외경을 0.06mm 크게 하였다. 또 트위스트 드릴 리머(30)의 선단 중심으로부터 반경방향으로 연장된 기준선(O1)과 주절삭날(E1)의 이격 폭(W)은 드릴 외경(D)의 0.082배이고, 절삭칩 배출용의 비틀림홈(F)의 비틀림각(θ)은 38도이고, 랜드폭(GL)과 홈폭(FL)과의 비는 1 : 1.1이며, 주절삭날(E1)과 제2절삭날(E2) 및 제3 절삭날(E3)의 경사각(α)은 모두 -15도이고, 여유각(β)은 11도이고, 선단각(σ)은 145도이고, 치젤날폭(T1)은 드릴 외경(D)의 0.035배이고, 기준선(O1)에 대한 치젤의 날각(δ)은 130도이고, 기준선(O1)에 대한 시닝부(k)의 절삭날부(G) 날각(ε)은 160도이며, 웨브 폭(T2)은 드릴 외경(D)의 0.31배이다. 또 절삭날들의 백테이퍼는 선단으로부터 섕크(S) 쪽으로 갈수록 길이 100mm에 대하여 그 외경이 0.1mm 감소하도록 하였고, 웨브 테이퍼는 선단으로부터 섕크(S) 쪽으로 갈수록 길이 100mm에 대해 웨브의 폭(T2)이 1.1mm 증가하도록 하였다. 외면은 티타늄알루미늄질소화합물(TiAlN)의 코팅을 하였다.

아래의 표 1에서 실시 예3에 나타낸 외경 10mm의 드릴 리머는 선단에 마진을 가지지 않는 한쌍의 주절삭날(E1)을 가지며, 외주 부분에 제2 절삭날(E2)과 제3 절삭날(E3)을 구비한다. 제2절삭날의 마진(M2)은 0.5mm이고, 제3절삭날의 마진(M3)은 0.65mm이고, 주절삭날(E1)의 선단부 외경(D)에 비하여 제2절삭날과 제3절삭날의 선단부 외경을 0.04mm 크게 하였다. 또 트위스트 드릴 리머(30)의 선단 중심으로부터 반경방향으로 연장된 기준선(O1)과 주절삭날(E1)의 이격 폭(W)은 드릴 외경(D)의 0.08배이고, 절삭칩 배출용의 비틀림홈(F)의 비틀림각(θ)은 29도이고, 랜드폭(GL)과 홈폭(FL)과의 비는 1 : 1 이며, 주절삭날(E1)과 제2절삭날(E2) 및 제3 절삭날(E3)의 경사각(α)은 모두 -13도이고, 여유각(β)은 10도이고, 선단각(σ)은 140도이고, 치젤날폭(T1)은 드릴 외경(D)의 0.03배이고, 기준선(O1)에 대한 치젤의 날각(δ)은 125도이고, 기준선(O1)에 대한 시닝부(k)의 절삭날부(G) 날각(ε)은 155도이며, 웨브 폭(T2)은 드릴 외경(D)의 0.3배이다. 또 절삭날들의 백테이퍼는 선단으로부터 섕크(S) 쪽으로 갈수록 길이 100mm에 대하여 그 외경이 0.07mm 감소하도록 하였고, 웨브 테이퍼는 선단으로부터 섕크(S) 쪽으로 갈수록 길이 100mm에 대해 웨브의 폭(T2)이 1mm 증가하도록 하였다. 외면은 티타늄알루미늄질소화합물(TiAlN)의 코팅을 하였다.

표 1은 앞서 언급한 바와 같이 형상을 달리한 3종류의 트위스트 드릴 리머를 사용하여 자동차 엔진용으로 많이 사용되고 있는 AC8A-T6 알루미늄 주물 합금에 100개의 구멍을 가공하였고, 이 후 각 구멍 직경의 확대 크기, 구멍 내벽의 표면거칠기(Rz), 구멍의 진원도 및 트위스트 드릴 리머의 여유면 마멸을 측정한 결과를 나타내었다. 절삭 실험에 사용된 AC8A-T6 알루미늄 주물 합금의 기계적 성질은 인장강도 334.8N/mm², 항복강도 313.3N/mm², 신율 0.86％, 빅커스 경도 167.6Hv, 충격치 1.15J/cm²이었다. 절삭 시험은 절삭속도 130m/min, 이송속도 0.2mm/rev, 가공 깊이 24mm 관통이고, 수성 절삭유를 사용하는 조건에서 실시하였다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3의 트위스트 드릴 리머는 구멍 직경의 확대 크기, 구멍 내벽의 표면거칠기, 구멍의 진원도 및 트위스트 드릴 리머의 여유면 마멸의 관점에서 모두 현저히 우수한 성능을 가진 것임을 알 수 있다.

도 1은 종래의 드릴의 일부를 나타내는 측면도.

도 2는 종래의 드릴의 정면도.

도 3은 종래의 드릴을 사용하여 구멍을 가공한 상태를 나타낸 평면도.

도 4는 종래 드릴 리머의 측면도.

도 5는 본 발명에 따른 드릴 리머의 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 드릴 리머의 측면도.

도 7과 도 8은 본 발명에 따른 드릴 리머의 정면도.

도 9는 도 7의 Ⅸ부 상세도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
C 치젤

D 주절삭날의 선단부 외경

E1 주절삭날

E2 제2 절삭날

E3 제3 절삭날

FL 비틀림홈의 폭
G 시닝부의 절삭날부

GL 랜드폭
K 시닝(Thinning)부

L 축방향 길이

M2 제2절삭날의 마진

M3 제3절삭날의 마진

S 섕크

T1 치젤의 폭

T2 웨브의 폭

W 기준선과 주절삭날 사이의 이격 폭

α 경사각

β 여유각

σ 선단각

δ 치젤의 날각

ε 시닝부 절삭날부의 날각

θ 절삭칩 배출용 비틀림홈의 비틀림각

Claims

선단에 양측이 대칭을 이루고 마진을 가지지 않는 한쌍의 주절삭날(E1)을 구비하고, 외주부분에 각각 양측이 쌍을 이루도록 마련되며 상호 둘레방향으로 이격된 제2절삭날(E2)과 제3절삭날(E3)을 구비하며, 제2절삭날(E1)의 마진(M2)이 0.4~0.6mm이고 제3절삭날의 마진이 0.6~0.7mm이며, 상기 주절삭날(E1)의 선단부 외경(D)에 비하여 상기 제2절삭날(E2)과 제3절삭날(E3)의 선단부 외경이 0.02∼0.06mm 크고,

선단의 중심으로부터 상기 주절삭날(E1)과 평행을 유지하도록 반경방향으로 연장되는 기준선(O1)과 주절삭날(E1) 사이의 폭(W)은 드릴 외경(D)의 0.078~0.082배이고, 선단으로부터 축방향으로 나선형으로 이어지는 절삭칩 배출용 비틀림홈(F)의 비틀림각(θ)이 28~30도이며,

주절삭날(E1) 선단으로부터 제3절삭날(E3) 후단까지의 직선 길이인 랜드폭(GL)과 칩배출용 비틀림홈(F)의 폭(FL)의 비가 1 : 0.9~1.1이고, 주절삭날(E1)과 제2절삭날(E2) 및 제3절삭날(E3)의 경사각(α)이 -10∼-15도이고, 선단부의 여유각(β)이 9∼11도이고, 선단각(σ)이 135∼145도이고,

상기 기준선(O1)과 교차하도록 선단의 중심에 마련된 직선날 형태의 치젤(C)을 구비하되 치젤(C)의 폭(T1)이 드릴 외경(D)의 0.025∼0.035배이고, 상기 기준선(O1)에 대한 치젤(C)의 날각(δ)이 120∼130도이고, 상기 기준선(O1)에 대한 선단 시닝(Thinning)부(K)의 절삭날부(G) 날각(ε)이 150∼160도이고,

양측 비틀림홈(F) 사이의 웨브 폭(T2)은 드릴 외경(D)의 0.29∼0.31배이고, 섕크(S) 측을 향한 절삭날들의 백테이퍼는 그 길이 100mm에 대해 그 외경이 0.04~0.1mm 감소하는 형태이고, 섕크(S) 측을 향한 웨브 테이퍼는 그 길이 100mm에 대해 웨브의 폭(T2)이 0.9∼1.1mm 증가하는 형태이며, 외면에 티타늄알루미늄질소화합물(TiAlN)이 코팅된 것을 특징으로 하는 난삭재의 고속가공용 트위스트 드릴 리머.