KR20120083884A - 트위스트 드릴 - Google Patents

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Abstract

트위스트 드릴(12)은 절삭 부분(10) 및 드릴 본체(14)를 구비한다. 절삭 부분(10)은 치즐 에지(28), 세그먼트 릴리프 표면(22), 챔퍼 릴리프 표면(24) 및 드릴 본체(14)에 종방향으로 연장되는 적어도 두 개의 플루트(20)를 가진다. 각각의 플루트(20)는 치즐 에지(28)로부터 이격되어 연장되는 개시(36) 및 레이크 표면(34)을 가진다. 절삭 부분(10)은 적어도 두 개의 절삭 세그먼트(18)를 더 가지며, 각각의 절삭(18) 세그먼트는 제1 만곡 절삭 에지(38), 제2 만곡 절삭 에지(40) 및 챔퍼 절삭 에지(42)를 가진다.

Description

트위스트 드릴{TWIST DRILL}
본 발명은 성형된 절삭 에지를 가지는 트위스트 드릴에 관한 것이다.
드릴의 셀프 센터링은 절삭 에지의 접선과 드릴의 회전 축 사이에 형성된, 치즐 에지 부근의, 접선 각도를 최소화하는 공지된 원리를 이용하여 성취될 수 있다. 많은 다양한 접근법은 최적의 드릴 포인트 기하구조를 달성하기 위해 취해진다. 대체로 절삭 에지의, 특히 치즐 에지 부근의 설계는 보통 드릴 포인트의 인성과 작업편을 효율적으로 천공하는 능력 사이의 절충이다. 대체로 더 예리한 드릴 포인트 설계를 갖는 드릴들은 대체로 작업편을 더 쉽게 천공하지만 대부분의 경우에는 그 대가로 드릴 포인트가 더 부서지기 쉬워지게 된다. 드릴 포인트의 견고하고, 넓은 설계는 그것을 더 튼튼하게 만들지만 드릴 포인트가 작업편을 천공하고 드릴을 중심설정하는 것이 더 어려울 수 있다. 드릴 포인트 및 절삭 에지 기하구조에 의존하는 중요한 측면은 드릴 기계를 작동하기 위해 요구되는 동력, 더 구체적으로는 가공하는 동안 드릴 상의 축방향 응력을 극복하기 위해 요구되는 축방향 동력이다.
그러므로 본 발명의 목적은 전술된 단점들을 극복하거나 현저히 줄이는 새로운 절삭 에지 기하구조 및 드릴 포인트 기하구조를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 전후 방향을 형성하는 회전 축(A)을 가지는 트위스트 드릴이 제공되며, 트위스트 드릴은 절삭 부분 및 드릴 본체를 포함한다. 절삭 부분은 치즐 에지, 세그먼트 릴리프 표면, 챔퍼 릴리프 표면 및 드릴 본체에 종방향으로 연장되는 적어도 두 개의 플루트를 포함한다. 각각의 플루트는 치즐 에지로부터 이격되어 연장되는 개시(gash) 및 레이크 표면을 포함한다. 절삭 부분은 적어도 두 개의 절삭 세그먼트를 더 포함하며, 각각의 절삭 세그먼트는 제1 절삭 에지, 제2 절삭 에지 및 챔퍼 절삭 에지를 구비하는 주 절삭 에지를 포함한다. 개시와 세그먼트 릴리프 표면은 제1 절삭 에지에서 만난다. 레이크 표면과 세그먼트 릴리프 표면은 제2 절삭 에지에서 만나고 레이크 표면과 챔퍼 릴리프 표면은 챔퍼 절삭 에지에서 만난다. 제1 및 제2 절삭 에지는 만곡되고 챔퍼 에지는 직선이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 치즐 에지로부터 이격 방향으로 회전 축(A)을 따라 진행할 때, 회전 축(A)에 투영된 주 절삭 에지의 각각의 포인트는 그 전의 포인트보다 치즐 에지로부터 더 멀리 위치된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 회전 축(A)으로부터 이격 방향으로 주 절삭 에지를 따라서 진행할 때, 주 절삭 에지 상의 각각의 포인트는 그 전의 포인트보다 회전 축(A)으로부터 더 멀리 위치된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 세그먼트 릴리프 표면은 릴리프 반경(RR)에 의해 형성된 오목한 형상을 가진다.
본 발명의 실시예에 따르면, 드릴 본체는 직경(D)을 가지고 직경(D)에 대한 릴리프 반경(RR)의 비율은 50% 내지 150%의 범위이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 개시는 제1 및 제2 개시 표면을 가진다. 제1 개시 표면은 제1 절삭 에지에서 세그먼트 릴리프 표면과 만난다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 및 제2 개시 표면은 그 사이에 각도(β)를 형성한다. 각도(β)는 60°내지 105°의 범위이고 바람직하게는 약 82°이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 및 제2 개시 표면은 선(L)에서 만난다. 선(L)은 회전 축(A)에 대하여 20°내지 50°의 범위인 각도(γ)를 형성하고 바람직하게는 약 32°이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 치즐 에지에 대하여, 주 절삭 에지 상의 임의의 주어진 포인트는 그러한 주 절삭 에지 상의 모든 선행 포인트들의 후방 및 반경방향 외측에 있다.
본 발명의 더 나은 이해를 위해 그리고 본 발명이 실제로 어떻게 수행되는지를 보이기 위해, 이제 첨부된 도면을 참고할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 트위스트 드릴의 부분 등각도이다.
도 2는 도 1에 도시된 트위스트 드릴의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 트위스트 드릴의 단부도이다.
도 4는 도 3의 선 Ⅳ-Ⅳ를 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 트위스트 드릴의 부분 저면 등각도이다.
설명의 간결성 및 명확성을 위해, 도면에 도시된 요소들은 반드시 정확하게 그려지거나 스케일에 따라 도시되지는 않는다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 일부 요소들의 치수는 명확함을 위해 다른 요소들에 비해 과장될 수 있거나, 또는 다수의 물리적 구성요소들이 하나의 기능 블록 또는 요소에 포함될 수 있다. 또한, 적절하다고 여겨지는 경우에, 도면 부호는 대응하거나 유사한 요소를 가리키기 위해 도면들 사이에서 반복될 수 있다.
이하의 설명에서, 본 발명의 다양한 태양들이 설명될 것이다. 설명의 목적에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정한 구성 및 세부사항이 기재된다. 그러나, 당업자에게는 또한 본 발명이 본원에 제시된 특정 세부사항 없이 실행될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 또한, 잘 알려진 특징들은 본 발명을 불명료하지 않게 하기 위해 생략되거나 단순화될 수 있다.
도면을 전반적으로 참조하며 특히 본 발명의 실시예에 따른 회전 축(A) 및 직경(D)을 가지는 트위스트 드릴(12)의 전방 단부의 절삭 부분(10)의 부분 등각도를 도시하는 도 1을 참조로 한다. 트위스트 드릴(12)은 원통형 드릴 본체(14)를 가지고 주연 표면(16)을 가진다. 절삭 부분(10)은 단일 부재 드릴의 일부 또는 교체가능한 절삭 헤드의 일부일 수 있고, 솔리드 카바이드로 구성될 수 있다. 몇몇의 실시예에 따르면, 절삭 부분(10)은 세 개의 동일한 절삭 세그먼트(18) 및 세 개의 동일한 플루트(20)를 가진다. 절삭 세그먼트(18) 및 플루트(20)는 회전 축(A)에 대하여 원주방향으로 동일하게 이격된다. 회전 축(A)은 따라서 드릴 본체(14)의 전후 방향을 형성하며, 절삭 부분(10)은 전방 단부에 있다. 각각의 플루트(20)는 나선형 또는 직선 형상을 가질 수 있고 드릴 본체(14)를 따라서 종방향으로 연장된다. 다른 실시예에 따르면 세그먼트(18) 및 플루트(20)의 수는 3개와 상이할 수 있으며, 예를 들어, 2개 또는 4개 또는 몇몇의 다른 수일 수 있다.
각각의 절삭 세그먼트(18)는 회전 축(A)으로부터 이격방향으로 챔퍼 릴리프 표면(24)까지, 반경방향 외측으로 연장되는 세그먼트 릴리프 표면(22)을 가진다. 챔퍼 릴리프 표면(24)은 주연 표면(16)까지 외측으로 연장된다. 세그먼트 릴리프 표면(22) 및 챔퍼 릴리프 표면(24)은 주 릴리프 표면(26)을 형성한다. 트위스트 드릴(12)의 전방 단부에 위치된 치즐 에지(28)는 세 개의 치즐 서브-에지(30)에 의해 형성된다. 각각의 치즐 서브-에지(30)는 두 개의 인접한 세그먼트 릴리프 표면(22)의 교차에 의해 형성된다. 플루트(20)는 립(lip)이라고도 알려져 있는 주 절삭 에지(32)에서 주 릴리프 표면(26)과 만난다. 각각의 플루트(20)는 플루트(20)의 전방 단부에 형성된 개시(36) 및 레이크 표면(34)을 가진다.
주 절삭 에지(32)는 제1 절삭 에지(38), 제2 절삭 에지(40) 및 챔퍼 절삭 에지(42)인 세 개의 구성요소 절삭 에지로 형성된다. 제1 절삭 에지(38)는 개시(36)와 세그먼트 릴리프 표면(22)의 경계부에서 형성된다. 제2 절삭 에지(40)는 레이크 표면(34)과 세그먼트 릴리프 표면(22)의 경계부에서 형성된다. 챔퍼 절삭 에지(42)는 레이크 표면(34)과 챔퍼 릴리프 표면(24)의 경계부에서 형성된다. 레이크 표면(34)은 주연 표면(16)으로 연장되며, 주연 표면(16)은 주연 표면(16)으로부터 돌출하는 지지 와이퍼(44)를 가질 수 있다.
제1 및 제2 절삭 에지(38, 40)들은 모두 만곡된다. 도 3에서 제1 절삭 에지(38)가 직선으로 보여질 수 있지만, 이는 도시된 실시예에서 매우 큰 곡률의 반경을 가지기 때문에 직선으로 보여지는 것이다. 도 2에 도시되는 바와 같이, 제1 및 제2 절삭 에지(38, 40) 모두가 측면도에서 오목하게 만곡된다. 몇몇의 실시예에 따르면, 제1 및 제2 절삭 에지(38, 40)는 동일하지 않다. 제1 및 제2 절삭 에지(38, 40)의 만곡된 특성은 기계 동력 요구를 낮추는 것 및 중심설정의 관점에서 예기치 않은 주목할만한 드릴링 결과를 제공한다.
세그먼트 릴리프 표면(22)은 오목한 형상이다. 몇몇의 실시예에 따르면, 오목한 형상은 릴리프 반경(RR)에 의해 형성된 구의 일부이다(도 4 참조). 직경(D)에 대한 릴리프 반경(RR)의 비율은 50% 내지 150%의 범위이다. 개시(36)는 제1 및 제2 개시 표면(46, 48)을 가진다. 몇몇의 실시예에 따르면, 제1 개시 표면(46)은 평면이다. 제1 개시 표면(46)은 제1 절삭 에지(38)에서 세그먼트 릴리프 표면(22)과 만난다. 제1 및 제2 개시 표면(46, 48)은 그 사이에 각도(β)를 형성한다(도 5 참조). 제1 및 제2 개시 표면(46, 48)은 회전 축(A)에 대하여 각도(γ)를 형성하는 선(L)에서 만난다. 몇몇의 실시예에 따르면, 각도(β)는 60°내지 105°의 범위일 수 있고 바람직하게는 82°±5°이다. 독립적으로, 각도(γ)는 20°내지 50°의 범위일 수 있고 바람직하게는 32°±3°이다.
치즐 에지(28)로부터 이격 방향으로 회전 축(A)을 따라 진행할 때, 회전 축(A)에 투영된 주 절삭 에지(32)의 각각의 포인트는 그 전의 포인트보다 치즐 에지(28)로부터 더 멀리 위치된다. 따라서, 치즐 에지(28)에 대해, 주 절삭 에지(32) 상의 임의의 주어진 포인트는 그러한 주 절삭 에지(32) 상의 모든 선행 포인트의 후방에 있다. 또한, 치즐 에지(28)로부터 이격 방향으로 주 절삭 에지(32)를 따라서 진행할 때, 주 절삭 에지(32) 상의 각각의 포인트는 그 전의 포인트보다 회전 축(A)으로부터 더 멀리 위치된다. 따라서, 치즐 에지(28)에 대하여, 주 절삭 에지(32) 상의 임의의 주어진 포인트는 그러한 주 절삭 에지(32) 상의 모든 선행 포인트들의 반경방향 외측에 있다.
본 발명은 하나 이상의 구체적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 설명은 전적으로 예시를 위한 것이며 도시된 실시예들로 발명을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본원에 구체적으로 도시되지 않았지만, 발명의 범위에 포함되는 다양한 변형이 당업자들에 의해 이루어질 수 있다는 것이 이해된다.

Claims (14)

  1. 전후 방향을 형성하는 회전 축(A)을 가지는 트위스트 드릴(12)이며, 트위스트 드릴은 절삭 부분(10) 및 드릴 본체(14)를 포함하며, 절삭 부분(10)은
    치즐 에지(28)와,
    드릴 본체(14)에 종방향으로 연장되는 적어도 두 개의 풀루트(20)로서, 각각의 플루트(20)가 치즐 에지(28)로부터 이격되어 연장되는 개시(36) 및 레이크 표면(34)을 포함하는 적어도 두 개의 플루트(20)와,
    적어도 두 개의 절삭 세그먼트(18)를 포함하며,
    각각의 절삭 세그먼트(18)는
    치즐 에지(28)로부터 이격되어 연장되는 제1 절삭 에지(38), 제1 절삭 에지(38)에 연결된 제2 절삭 에지(40) 및 제2 절삭 에지(40)에 연결된 챔퍼 절삭 에지(42)를 포함하는 주 절삭 에지(32)와,
    세그먼트 릴리프 표면(22)과,
    챔퍼 릴리프 표면(24)을 포함하며,
    상기에서 개시(36)와 세그먼트 릴리프 표면(22)은 제1 절삭 에지(38)에서 만나고, 레이크 표면(34)과 세그먼트 릴리프 표면(22)은 제2 절삭 에지(40)에서 만나고 레이크 표면(34)과 챔퍼 릴리프 표면(24)은 챔퍼 절삭 에지(42)에서 만나고 상기 제1 및 제2 절삭 에지(38, 40)는 만곡되고 챔퍼 에지(42)는 직선인
    트위스트 드릴(12).
  2. 제1항에 있어서, 치즐 에지(28)로부터 이격 방향으로 회전 축(A)을 따라서 진행할 때, 회전 축(A)에 투영된 주 절삭 에지(32)의 각각의 포인트가 그 전의 포인트보다 치즐 에지(28)로부터 더 멀리 위치되는
    트위스트 드릴(12).
  3. 제1항에 있어서, 치즐 에지(28)로부터 이격 방향으로 주 절삭 에지(32)를 따라서 진행할 때, 회전 축(A)에 투영된 주 절삭 에지(32)의 각각의 포인트가 그 전의 포인트보다 회전 축(A)으로부터 더 멀리 위치되는
    트위스트 드릴(12).
  4. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 절삭 에지(38, 40) 모두가 측면에서 볼 때 만곡되는
    트위스트 드릴(12).
  5. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 절삭 에지(38, 40) 모두가 측면도에서 오목하게 만곡되는
    트위스트 드릴(12).
  6. 제1항에 있어서, 세그먼트 릴리프 표면(22)이 릴리프 반경(RR)에 의해 형성된 오목한 형상을 가지는
    트위스트 드릴(12).
  7. 제6항에 있어서, 드릴 본체(14)는 직경(D)을 가지고 0.5〈RR/D〈1.5 인
    트위스트 드릴(12).
  8. 제1항에 있어서, 개시(36)는 제1 및 제2 개시 표면(46, 48)을 가지고, 제1 개시 표면(46)은 제1 절삭 에지(38)에서 세그먼트 릴리프 표면(22)과 만나는
    트위스트 드릴(12).
  9. 제8항에 있어서, 제1 및 제2 개시 표면(46, 48)은 그 사이에 각도(β)를 형성하고, 각도(β)가 60°내지 105°의 범위인
    트위스트 드릴(12).
  10. 제9항에 있어서, 각도(β)가 약 82°인
    트위스트 드릴(12).
  11. 제8항에 있어서, 제1 및 제2 개시 표면(46, 48)은 선(L)에서 만나고, 선(L)은 회전 축(A)에 대하여 20°내지 50°의 범위인 각도(γ)를 형성하는
    트위스트 드릴(12).
  12. 제11항에 있어서, 각도(γ)가 약 32°인
    트위스트 드릴(12).
  13. 제1항에 있어서, 치즐 에지(28)로부터 이격 방향으로 회전 축(A)을 따라서 진행할 때, 회전 축(A)에 투영된 주 절삭 에지(32)의 각각의 포인트가 그 전의 포인트보다 치즐 에지(28)로부터 더 멀리 위치되며, 그리고
    치즐 에지(28)로부터 이격 방향으로 주 절삭 에지(32)를 따라서 진행할 때, 주 절삭 에지(32)의 각각의 포인트가 그 전의 포인트보다 회전 축(A)으로부터 더 멀리 위치되는
    트위스트 드릴(12).
  14. 제1항에 있어서, 치즐 에지(28)에 대하여, 주 절삭 에지(32)의 임의의 주어진 포인트가 상기 주 절삭 에지(32)의 모든 선행 포인트의 후방 및 반경방향 외측에 있는
    트위스트 드릴(12).
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