KR101166404B1

KR101166404B1 - 드릴 블랭크 또는 밀 블랭크를 제조하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101166404B1
Application number: KR1020050036914A
Authority: KR
Inventors: 예렌 쿠옐베리; 로이네 에릭손; 안데르스 믹스키; 조나단 페어
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2004-05-04
Filing date: 2005-05-03
Publication date: 2012-07-23
Also published as: SE0401150D0; US20060027046A1; SE527475C2; CN1692998A; BRPI0501443B1; JP2005324321A; SE0401150L; CN1693003B; DE602005001886T2; JP4723280B2; KR20060047698A; DE602005001886D1; IL168169A; EP1593442A1; ATE369215T1; EP1593442B1; BRPI0501443A; US7296497B2

Abstract

본 발명은 압출에 의하여 드릴 블랭크 또는 밀 블랭크를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 방법은 축선방향으로 신장된 외부 홈을 갖는 제1 블랭크부 (B1) 를 형성하고 축 형상의 다른 블랭크부 (B3) 를 형성하는 것을 포함한다. 본 발명은 또한 드릴 블랭크 또는 밀 블랭크를 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방법은 자유단과 외부 홈을 갖는 제1 블랭크부 (B1) 를 압출하고, 공동 (6) 내로 후속의 압출재를 공급하기 위하여 압출을 계속하고, 상기 압출재의 공급으로 제1 블랭크부 (B1) 의 외부 홈들이 완전히 채워져, 제1 블랭크부 (B1) 와 일체인 제2 블랭크부 (B2) 가 만들어지고, 원하는 길이의 제1 블랭크부 (B1) 를 만들어내기 위해서 압출을 계속하고, 제2 블랭크부 (B2) 로부터 떨어진 쪽에있는 단부에서 제1 블랭크부 (B1) 를 절단하는 것(도 6)을 특징으로 한다.

Description

드릴 블랭크 또는 밀 블랭크를 제조하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING A DRILL BLANK OR A MILL BLANK}

도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략적인 측면도를 보여준다.

도 2는 도 1에 따른 장치의 개략적인 측면도를 보여주며, 본 발명에 따른 방법의 제1 단계가 도해되어있다.

도 3은 도 1에 따른 장치의 개략적인 측면도를 보여주며, 본 발명에 따른 방법의 제2 단계가 도해되어있다.

도 4는 도 1에 따른 장치의 개략적인 측면도를 보여주며, 본 발명에 따른 방법의 제3 단계가 도해되어있다.

도 5는 도 1에 따른 장치의 개략적인 측면도를 보여주며, 본 발명에 따른 방법의 제4 단계가 도해되어있다.

도 6은 도 1에 따른 장치의 개략적인 측면도를 보여주며, 본 발명에 따른 방법의 제5 단계가 도해되어있다.

도 7은 도 1에 따른 장치의 개략적인 측면도를 보여주며, 본 발명에 따른 방법의 제6 단계가 도해되어있다.

도 8은 도 1에 따른 장치의 개략적인 측면도를 보여주며, 본 발명에 따른 방법의 제7 단계가 도해되어있다.

도 9는 본 발명에 따른 방법과 장치로 제조된 드릴 블랭크의 측면도를 보여준다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1: 하우징 3: 노즐

5: 슬리브 6: 공동

7: 리드(lid) 9: 필라멘트

9': 직선의 신장을 갖는 필라멘트 10: 내부냉각통로

B1: 제1 블랭크부 B2: 제2 블랭크부

B3: 제3 블랭크부

본 발명은 압출에 의하여 드릴 블랭크 또는 밀 블랭크를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 본 방법은 외부에 나선형 칩 홈들을 갖는 제1 블랭크부를 형성 하고, 축 형상의 다른 블랭크부를 형성하는 것을 포함한다. 본 발명은 또한 드릴 블랭크 또는 밀 블랭크를 제조하기 위한 장치에 관한 것이다. 드릴 블랭크 또는 밀 블랭크는 칩 제거 기계용 드릴을 얻기 위해 후속 제조 단계에서 더 처리된다.

US-A-4,779,440 은 압출 드릴 블랭크를 제조하는 방법을 개시한다.이 압출 드릴 블랭크는 드릴의 칩 스페이스의 시작이 되는 나선형 외부 홈들을 구비하고 있 다. 바람직하게는, 상기 칩 스페이스들은 연삭에 의하여 만들어진다. 상기 드릴 블랭크는 가열된 경질금속 재료를 노즐을 통하여 압출함으로써 얻어진다. 상기 드릴 블랭크는 주지의 방법으로 손잡이에 결합될 수 있다.

WO 00/74870 은 예를 들자면 나선형 드릴이나 엔드 밀 같은 회전공구를 제조하기 위한 방법을 개시하며, 이 방법은 압출과정에 의한 블랭크의 형성을 포함한다. 압출과정 동안, 혼합재는 다이를 통과하면서 그 외주표면이 원통형으로 된다. 상기 혼합재를 이끌기 위해서 여러개의 조(jaw)들이 다이의 하류부분에 배치된다. 각각의 조는 압출재의 외부표면에 맞물려져서 공구에서 칩 홈을 이루게되는 나선형 홈을 형성하기 위한 나선형 리지(ridge)를 포함하고 있다. 압출과정 동안, 칩 홈의 형성을 종결하기 위해서 상기의 조들이 압출재로부터 이탈되며, 그럼으로써 상기 공구의 생크 부가 형성된다.

본 발명의 주 목적은, 적어도 하나의 칩 홈을 갖는 부분이 먼저 만들어지고 다음에 축부가 만들어지는, 드릴 블랭크 또는 밀 블랭크를 제조하기 위한 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 드릴 블랭크 또는 밀 블랭크의 축부의 형성을 조절하는데 마찰을 이용하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 드릴부의 길이와 축부의 길이를, 서로 독립적으로 변경하는데 있다.

첨부 도면을 참조하여, 이하 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 장치의 구조가 개략적으로 개시되어 있으며, 본 장치는, 본 발명에 따른 방법의 어떤 특정 단계를 실시하기 위해, 즉 나선형 드릴 또는 밀링 바디를 위한 블랭크/생형체(green body)를 제조하는데 사용된다. 본 발명에 따른 방법은 이후에 소결되어 가공되는 드릴 블랭크/생형체를 제조하기 위해, 초경합금, 서멧 또는 세라믹 분말 및 캐리어의 혼합재를 준비하고 이 혼합재를 도 1에 따른 장치에 공급하는 것을 포함한다. 여기서, 상기 혼합재는 압출재라고 불린다. 본 발명에 따른 장치는 압출기의 형태로 되어 있다.

도 1에 따른 압출기는 하우징 (1) 과 그 하우징 (1) 에 부착된 노즐 (3) 을 포함한다. 슬리브 (5) 가 노즐 (3) 의 자유단에 결합되며, 상기 슬리브 (5) 는 바람직하게는 원통형 단면형상을 갖는 공동 (6) 을 한정한다. 슬리브 (5) 의 자유단 부분에는 리드(lid) (7) 가 구비되며, 이 리드 (7) 는 슬리브 (5) 의 축선방향 (C-C)에 대해 수직인 방향으로 이동이 가능하며, 상기 축선방향 (C-C) 은 또한 노즐 (3) 과 하우징 (1) 의 축선방향이기도 하다. 리드 (7) 가 이동하여 슬리브 (5) 의 자유단을 막게 된다(완전히 또는 필요한 정도로).

슬리브 (5) 의 적절한 길이는 압출재의 균일성과 내부표면마찰과 같은 여러가지 요인에 의존한다. 일반적으로, 슬리브 (5) 의 길이는 제조되는 블랭크의 축부의 길이보다 짧은 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 장치는 또한 압출재를 하우징 (1) 으로부터 노즐 (3) 과 슬리브 (5) 를 통해 이송하기 위한 수단(도시 되지 않음)을 포함한다.

노즐 (3) 의 내부는 외부 홈을 가진 드릴의 단면을 가지고 있으며, 노즐 (3)의 내부는 노즐 (3) 의 길이방향으로 비틀려 있다. 그러므로, 노즐 (3) 의 내부는 나선형 드릴의 형상을 하고 있다. 이는 도 1에 도시되어 있다. 명확히 하고자, 상기 나선형 드릴의 형상은 도 2~8의 노즐 (3) 에는 도시되어 있지 않다.

노즐 (3) 은 또한 가요성 필라멘트를 구비하고 있으며, 이 필라멘트는 도 2~8에 점선 (9) 으로 표시되어 있다. 필라멘트 (9) 는 공지의 기술에 의하여 노즐 (3) 의 상류에 고정된다. 필라멘트 (9) 는, 그 필라멘트 (9) 의 한 말단이 고정되어 있지않은 슬리브 (5) 의 자유단까지 길이방향으로 신장 되어있다. 필라멘트 (9) 를 두는 목적은 블랭크에 내부냉각통로 (10) 를 형성하는 데 있다. 하우징 (1) 으로부터 노즐 (3) 로 공급된 혼합재로부터 생형체/블랭크를 제조할 때는, 하기의 단계들이 수행된다. 압출의 시작에서는, 나선형의 제1 블랭크부 (B1) 가 노즐 (3) 에서 형성되는데, 노즐 (3) 내부의 나선형 형상때문에 비틀림 형상이 얻어진다. 즉, 하우징 (1) 에서 노즐 (3) 로 공급된 혼합재는 회전 되어 외부 나선형 칩 홈을 갖는 드릴본체의 형상을 가지게 된다. 동시에 필라멘트 (9) 도 노즐 (3) 을 채우는 블랭크의 내부에서 비틀림 형상을 갖게 된다.

압출이 계속됨에 따라, 나선형 블랭크 (B1) 는 노즐 (3) 을 떠나게 되고 공동 (6) 내로 들어간다. 도 2에서 보는 바와 같이, 제1 블랭크부 (B1) 는 공동 (5) 내에서도 나선형 형상을 가질것이며, 결과적으로 필라멘트 (9) 도 공동 (6) 내에서 비틀림 형상을 갖게 될 것이다. 압출이 더 진행되면 슬리브 (5) 의 자유단으로 부터 나선형 블랭크가 나오게 된다(도 2 참조).

본 발명에 따른 방법의 다른 단계에 있어서, 리드 (7) 는 그 리드 (7) 가 슬리브 (5) 의 자유단을 막게되는 위치(도 3 참조)로 이동된다. 리드 (7) 는 나선형 블랭크의 돌출부분을 자르는 전단 수단의 형태로 되어있다(도 3 참조). 이제 블랭크의 자유단이 리드 (7) 에 접하게 된다. 압출이 더 진행되면 블랭크 외면에 이미 형성된 칩 홈들이 공동 (6) 내에서 채워지게 된다. 홈이 채워지면 공동 (6) 내의 압력이 증가할 것이고 나선형의 필라멘트 구조는 교란 될 수 있는데, 이것은 개략적으로 도 5에 도시되어 있다. 교란되어진 필라멘트 구조를 가진 제2 블랭크부는 "B2" 로 표시된다. 이와 관련해서 리드 (7) 가 슬리브 (5) 의 자유단을 부분적으로 막아서 일정량의 압출재가 리드 (7) 를 우회할 수 있게 하는 것이 좋다.

압력이 소정의 수준에 도달하면, 리드 (7) 는 다시 이동하여 슬리브 (5) 의 자유단을 개방한다. 이는 소정의 압력에서 열리는 슬리브 (5) 에, 압력게이지를(도시되지 않음) 설치하여 자동으로 이루어질 수 있다. 도 5에 도시되어 있듯이, 교란된 필라멘트 구조를 가진 제2 블랭크부 (B2) 는 슬리브 (5) 로부터 밀려나가게 된다. 압출재와 공동 (6) 의 벽 사이의 마찰때문에 공동 (6) 을 채우는 혼합재는 나선형 드릴의 블랭크부의 형상이 아닐 것이다. 대신에 공동 (6)에서는 실질적으로 비회전 압출이 일어나기 때문에 원통형의 축부가 계속 만들어질 것이며, 이 제3 블랭크부를 "B3" 로 표시한다. 이와 관련하여, 슬리브 (5) 로 압출재가 들어갈 때 압출재가 갑작스럽게 회전을 중단하는 일은 없음을 말해두고자 한다. 사실 압출재는 점진적으로 회전을 중단하게 된다.

만일 공동 (6) 의 내부와 압출재 사이의 마찰이 낮다면, 제2 블랭크부 (B2) 가 공동 (6) 으로부터 밀려나올 때 리드 (7) 를 어느 정도 까지 막을 필요가 있다. 이러한 구성에 의하여 원통형 축부 (B3) 의 형성이 용이하게 된다.

공동 (6) 에서는 압출재가 회전하지 않기 때문에 필라멘트 (9') 는 공동 (6) 내에서 실질적으로는 직선으로 된다. 제2 블랭크부 (B2) 전체가 슬리브 (5) 에서 밀려나가면, 리드 (7) 가 작동하여 절단기능을 수행하게 되는데 즉, 제2 블랭크부 (B2) 가 압출스트링으로부터 분리된다(도 6 참조). 제2 블랭크부 (B2) 가 압출스트링으로부터 분리되면, 제3 블랭크부 (B3) 의 길이는 슬리브 (5) 의 길이에 상당한다(도 6 참조). 그러나, 압출과정이 계속되면 제3 블랭크부 (B3) 의 길이는 슬리브 (5) 의 길이보다 크게될 수 있다(도 7 참조). 압출과정을 계속하기 위하여, 리드 (7) 는 도 6에 따른 위치로부터 도 7에 따르는 위치로 이동되어야만 한다. 계속되는 압출과정동안, 원통형의 제3 블랭크부 (B3) 의 길이는 원하는 값까지 늘어난다.

나선형의 제1 블랭크부 (B1) 의 제조를 계속하기 위해서는, 공동 (6) 과 압출재 사이의 마찰이 감소되어야 한다. 이를 달성하기 위한 바람직한 방법이 도 8에 도시되어 있다. 즉, 슬리브 (5) 는 둘 또는 그 이상의 부분으로 나뉘어져서, 이러한 부분들은 블랭크와 본 발명에 따른 장치의 길이방향 C-C 에 대하여 반경 방향으로 서로 이격이 가능하게 되어, 마찰이 줄어들고, 압출과정이 계속되면, 나선형 제1 블랭크부 (B1) 의 재형성이 이루어진다. 원하는 길이의 제1 블랭크 부 (B1) 가 얻어지면, 제1 블랭크부 (B1) 는 적당한 방법으로 잘려진다. 그리고는, 압출과정에서 새로운 제1 블랭크부 (B1) 가 얻어지게 된다. 드릴 블랭크를 만들기 위해 제1 블랭크부 (B1) 를 자르고 압출과정을 계속하는데 관하여는 도 3을 참고하면 된다.

도 9에 상기 압출과정에 의해 얻어진 드릴 블랭크가 도시되어 있다. 이 드릴 블랭크는 나선형 칩 홈을 갖는 제1 블랭크부 (B1) 와 바람직하게는 원통 형상인 축부 (B3) 를 포함한다. 내부냉각통로 (10) 는 드릴 블랭크의 전체 길이를 따라서 신장하며, 상기 내부냉각통로 (10) 는 축부 (B3) 에서는 실질적으로 직선으로 되어 있다.

드릴의 제조공정의 다음 단계는 상기 드릴 블랭크를 소결하는 일이다. 그리고는, 드릴의 팁이 원하는 형상과 치수로 기계가공된다.

본 발명의 실시 가능한 변형예

상기 실시형태에서, 드릴 블랭크는 내부냉각통로를 구비하고 있다. 그러나 본 발명의 범위내에서 내부냉각통로가 없는 드릴 블랭크를 제조하는 것도 가능하다.

상기 실시형태에서, 제2 블랭크부 (B2) 는 제3 블랭크부 (B3) 로부터 잘려진다(도 6참조). 이 단계는 제2 블랭크부 (B2) 가 교란된 필라멘트 구조를 유지하고 있다는 전제 아래 수행된다. 그러나, 만일 블랭크에 내부냉각통로를 만들려하지 않는다면 제2 블랭크부 (B2) 를 잘라낼 필요가 없다. 이와 관련하여, 어떤 유리한 조건하에서는 압출재가 블랭크부 (B2) 를 제조하기 위해서 외부의 홈들을 채울때, 필라멘트가 교란되지 않을 경우가 있음 또한 언급되어야 한다. 내부냉각통로를 형성하는데 강성 필라멘트가 사용되는 경우가 그런 경우이다. 개략적으로 말한 이들 두 경우에서, 제2 블랭크부 (B2)는 본 발명에 따라 제조되는 드릴의 축부를 구성한다.

상기의 실시형태에서 축부 (B3) 에 있는 내부냉각통로 (10) 는 실질적으로는 직선이다. 그러나 본 발명의 범위내에서, 내부냉각통로는 축부 (B3) 에서 어느정도 비틀려 있을 수 있다. 이러한 경우는 슬리브 (5) 의 내벽과 압출재 사이의 마찰이 비교적 작을 때이다.

상기의 실시형태에 있어서, 블랭크부 (B1) 의 직경은 블랭크부 (B3) 의 직경과 동일하다. 그러나 본 발명의 범위내에서, 슬리브 (5) 는 노즐 (3) 에 의하여 얻어진 직경보다 더 큰 직경을 가질 수 있다. 또한 팽창될 수 있는 재료, 예컨대 폴리우레탄으로 슬리브를 제조하는 것도 가능하다. 슬리브 (5) 의 바깥에 진공을 가함으로써 슬리브 (5) 의 내경은 증가될 수 있다.

상기의 실시형태에서 리드 (7) 는 폐쇄의 기능과 절단 기능 둘 다를 수행한다. 그러나 본 발명의 범위내에서, 하나는 폐쇄기능을 행하고 또 다른 하나는 절단기능을 행하는, 두가지의 개별적인 수단이 구비되는 것도 가능하다.

상기의 실시형태에서, 나선형 드릴을 위한 블랭크가 제조된다. 그러나 본 발명은 축방향으로 신장하는 직선형 칩 홈과 역시 축방향으로 신장하는 직선형 내부냉각통로를 갖는 심공 드릴을 제조하는데도 이용될 수 있다. 이러한 경우에 강성 필라멘트가 특히 적당할 수 있다.

상기의 실시형태에서, 공동 (6) 이 바람직하게는 원통형의 단면을 가진다고 언급했다. 본 발명의 범위내에서, 상기 공동은 비원통형의 단면을 갖는 것도 가능하다. 예시적이면서 비제한적으로, 육각형단면을 언급할 수 있겠다.

본 발명을 실시함으로써, 적어도 하나의 칩 홈이 처음에 만들어지고 다음으로 축부가 만들어지는, 드릴 블랭크 또는 밀 블랭크를 제조할 수 있으며, 이러한 드릴 블랭크 또는 밀 블랭크의 축부의 형성을 조절하는데 마찰을 이용할 수 있다. 또한, 본 발명을 실시함으로써 드릴부와 축부의 길이를 서로 독립적으로 변경시킬 수 있다.

Claims

축선방향으로 신장된 외부 홈을 갖는 제1 블랭크부 (B1) 를 형성하고 그리고 축 형상의 제 3 블랭크부 (B3) 를 형성하는 것을 포함하며 압출에 의하여 드릴 블랭크 또는 밀 블랭크를 제조하기 위한 방법에 있어서,

1) 자유단 및 외부홈을 가지는 제1 블랭크부 (B1) 를 압출하는 단계,

2) 제1 블랭크부 (B1) 의 자유단 및 그에 인접한 부분을 공동 (6) 안으로 들여보내기 위해서 압출을 계속하고, 제1 블랭크부 (B1) 의 자유단부 영역에서 상기 공동 (6) 을 폐쇄하는 단계,

3) 압출을 계속해서 공동 (6) 내로 다른 압출재를 공급하여, 이 압출재의 공급으로 제1 블랭크부 (B1) 의 외부 홈들이 완전히 채워져, 제1 블랭크부 (B1) 와 일체인 제2 블랭크부 (B2) 가 얻어지는 단계,

4) 제2 블랭크부 (B2) 가 공동 (6) 으로부터 밀려나가도록 하기 위하여 압출을 계속하고 폐쇄를 해제하는 단계,

5) 압출을 계속하여 원하는 길이의 제1 블랭크부 (B1) 를 얻는 단계, 및

6) 제2 블랭크부 (B2) 로부터 떨어진 쪽의 단부에서 제1 블랭크부 (B1) 를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출에 의해 드릴 블랭크 또는 밀 블랭크를 제조하기 위한 방법.
제1 항에 있어서,

1) 제1 블랭크부 (B1) 와 제2 블랭크부 (B2) 사이에서 이들 두 블랭크부와 일체로 된 제3 블랭크부를 제2 블랭크부 (B2) 가 공동 (6) 에서 밀려나감과 동시에 공동 (6) 에서 만드는 단계,

2) 제2 블랭크부 (B2) 가 공동 (6) 에서 나왔을때 제2 블랭크부 (B2) 를 제3 블랭크부 (B3) 로부터 분리하는 단계, 및

3) 압출을 계속하여 원하는 길이의 제3 블랭크부 (B3) 를 얻는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 항에 있어서, 공동 (6) 의 폐쇄는 부분적으로만 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 항 내지 제 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 드릴 블랭크 또는 밀 블랭크에 내부냉각통로가 만들어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 항 내지 제3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 제3 블랭크부 (B3) 를 만들때 제3 블랭크부 (B3) 와 공동 (6) 사이에 마찰이 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
하우징 (1), 이 하우징 (1) 에 연결된 노즐 (3), 그리고 상기 하우징 (1) 에 있는 압출재를 상기 노즐 (3) 에 통과시키는 수단을 포함하고, 상기 노즐 (3) 은 축선방향으로 신장된 외부 홈을 가진 드릴 형상의 내부 공간을 가지고 있는, 압출에 의하여 드릴 블랭크 또는 밀 블랭크를 제조하는 장치에 있어서, 슬리브 (5) 가 공동 (6) 을 한정하며, 상기 슬리브 (5) 는 상기 노즐 (3) 에 결합되며, 상기 노즐 (3) 로부터 떨어진 쪽에 있는 슬리브 (5) 의 단부에는 폐쇄 및 절단 수단이 구비되며, 이 폐쇄 및 절단 수단은, 상기 노즐 (3) 로부터 떨어진 쪽에 있는 상기 슬리브 (5) 의 단부를 적어도 부분적으로 폐쇄할 수 있음을 특징으로 하는 장치.
제6 항에 있어서, 상기 공동 (6) 은 원형 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
제6 항 또는 제7 항에 있어서, 노즐 (3) 내부와 슬리브 (5) 내부에 필라멘트 (9) 가 구비되며, 이 필라멘트 (9) 는 노즐 (3) 의 상류에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제6 항 또는 제7 항에 있어서, 상기 폐쇄 및 절단 수단은 상기 장치의 길이방향 (C-C) 에 대해 가로로 이동가능한 리드 (7) 의 형태로 되어있으며, 이 리드 (7) 는 절단날을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.