KR20130008791A

KR20130008791A - 선단 팁 교체형 드릴비트 및 이를 구비하는 드릴

Info

Publication number: KR20130008791A
Application number: KR1020110069376A
Authority: KR
Inventors: 강재훈; 최상규
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2011-07-13
Filing date: 2011-07-13
Publication date: 2013-01-23

Abstract

본 발명은 공구강 재질로 형성되는 드릴비트 본체와, 마모시 교체가 가능하도록 상기 드릴비트 본체의 선단에 착탈 가능하게 결합되는 선단 팁을 포함하고, 상기 선단 팁은 상기 드릴비트 본체보다 높은 경도를 갖는 초경합금 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 선단 팁 교체형 드릴비트 및 이를 구비하는 드릴에 관한 것으로서 드릴비트의 제조비 및 드릴 유지비를 절감할 수 있게 하기 위한 것이다.

Description

선단 팁 교체형 드릴비트 및 이를 구비하는 드릴{HEAD TIP CHANGEABLE DRILL BIT AND DRILL HAVING THE SAME}

본 발명은 선단 팁의 마모시 이를 교체할 수 있도록 구성되는 선단 팁 교체형 드릴비트 및 이를 구비하는 드릴에 관한 것이다.

드릴은 공작물에 구멍을 뚫는 천공 공정에 사용되는 공구를 말한다. 드릴의 드릴비트는 원추 형태의 선단에 절삭날이 형성된 구조를 가지고 있으며, 드릴비트의 외주에는 칩을 배출하기 위한 나선형 홈이 형성되어 있다. 일반적으로 드릴비트를 드릴 척에 장착 및 고정하여 사용하며, 드릴비트의 마모시 이를 드릴 척에서 분리한 후 새로운 드릴비트로 교체하여 사용하고 있다.

드릴을 사용한 난삭재 가공의 경우, 경도가 매우 우수한 초경합금 재질로 이루어진 드릴비트가 사용되고 있다. 초경합금은 주원료가 텅스텐으로 이루어져 있으며 제조시 희귀 금속이 사용되므로, 초경합금을 이용하여 드릴비트를 제조하는 경우 많은 비용이 소요되고 있다. 이와 같이 초경합금 재질로 이루어진 드릴비트를 사용하는 경우, 드릴비트가 수명이 다할 때마다 고가의 드릴비트를 교체해야 하므로 많은 유지비가 소요되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공구강 재질의 드릴비트 본체의 선단에 초경합금 재질의 선단 팁을 교체 가능하게 설치한 구성을 통해 난삭재 가공용 드릴비트의 제조비 및 드릴 유지비를 절감할 수 있게 하기 위한 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위해 본 발명은 공구강 재질로 형성되는 드릴비트 본체와, 마모시 교체가 가능하도록 상기 드릴비트 본체의 선단에 착탈 가능하게 결합되는 선단 팁을 포함하고, 상기 선단 팁은 상기 드릴비트 본체보다 높은 경도를 갖는 초경합금 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 선단 팁 교체형 드릴비트 및 이를 구비하는 드릴을 개시한다.

상기 드릴비트 본체의 선단부에는 한 쌍의 키 돌출부가 돌출되게 형성되며, 상기 선단 팁의 후면에는 상기 키 돌출부가 삽입되는 키 홈이 형성 가능하다.

상기 키 돌출부는 드릴 회전 방향을 향하는 선단 측벽과, 드릴 회전 방향의 반대 방향을 향하는 후단 측벽을 구비하며, 상기 선단 측벽과 후단 측벽 사이의 두께는 상기 드릴비트 본체의 회전 중심에서 외곽 방향으로 갈수록 증가하도록 구성 가능하다.

상기 선단 측벽은 상기 선단 팁에 의해 가해진 반작용 모멘트를 분산시키도록 오목한 곡면 형태를 가질 수 있다.

상기 키 돌출부는 상기 드릴비트 본체의 회전 중심에 대해 대칭적으로 배치될 수 있다. 상기 선단 팁에는 볼트 체결시 볼트가 관통하는 관통홀이 형성되고, 상기 키 돌출부에는 상기 볼트의 체결을 위한 나사홀이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 드릴비트 본체와 선단 팁의 회전 중심에는 고정핀이 삽입되는 삽입홀이 형성될 수 있다.

한편, 본 발명은 선단에 한 쌍의 키 돌출부를 갖는 드릴비트 본체와, 마모시 교체가 가능하도록 상기 드릴비트 본체의 선단에 착탈 가능하게 결합되며 상기 키 돌출부가 삽입되는 키 홈을 구비하는 선단 팁을 포함하고, 상기 키 돌출부는 드릴 회전 방향을 향하는 선단 측벽과, 드릴 회전 방향과의 반대 방향을 향하는 후단 측벽을 구비하며, 상기 선단 측벽과 후단 측벽 사이의 두께는 상기 드릴비트 본체의 회전 중심에서 외곽 방향으로 갈수록 증가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 선단 팁 교체형 드릴비트 및 이를 구비하는 드릴을 개시한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 드릴비트 본체는 공구강 재질로 형성하고 선단 팁만 초경합금 재질을 형성함으로써, 드릴비트 전체를 초경합금 재질로 형성할 필요가 없는 바 드릴비트의 제조 단가를 절감할 수 있다.

또한, 선단 팁의 마모시 드릴비트 전체를 교체할 필요없이 선단 팁만 교체하면 되므로 드릴의 유지비를 절감할 수 있다. 아울러, 드릴비트의 마모시 드릴비트를 척에서 분리할 필요없이 선단 팁만을 교체하면 되므로 툴 교체의 편의성을 제공한다.

또한, 추후 다른 소재의 선단 팁 개발시 이를 호환적으로 적용할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선단 팁 교체형 드릴비트의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 선단 팁 교체형 드릴비트의 분해 사시도.
도 3은 드릴비트 본체의 키 돌출부와 선단 팁의 키 홈을 보인 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 드릴비트 본체의 평면도이다.

이하, 본 발명과 관련된 선단 팁 교체형 드릴비트 및 이를 구비하는 드릴에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선단 팁 교체형 드릴비트의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 선단 팁 교체형 드릴비트는 드릴비트 본체(100)와 선단 팁(200)을 포함한다.

드릴비트 본체(100)는 일반적인 드릴비트의 구조에서 선단부만 제거된 구조로서, 드릴비트 본체(100)는 그 후단이 회전 구동되는 척에 물려져 회전하는 구조를 갖는다. 드릴비트 본체(100)의 외주에는 드릴 가공시 칩을 외부로 배출하기 위한 나선형 홈(105)이 형성된다.

드릴비트 본체(100)는 공구강 재질로 형성된다.공구강은 가공용 공구 제작에 사용되는 강철로서 용도에 따라 탄소공구강과 합금공구강으로 나누어지며 이 밖에도 고속도강, 다이스강, 단조형용 강철 등이 있다.

선단 팁(200)는 드릴비트 본체(100)의 선단에 착탈 가능하게 결합되어 마모시 교체될 수 있도록 구성된다. 선단 팁의 선단에는 절삭날(203, 도 2 참조)이 형성되며, 그 외주에는 드릴비트 본체(100)의 나선형 홈(105)에 대응되는 홈(205)이 형성되어 있다.

선단 팁(200)은 드릴비트 본체(100)보다 높은 경도를 갖는 초경합금 재질로 형성된다. 초경합금은 초경질 합금으로서 금속의 탄화물 분말을 소성해서 만든 경도가 매우 높은 합금을 말한다. 흔히 사용되는 것은 탄화 텅스텐을 주체로 한 결합금속인 코발트와 소결합금으로, 이러한 조직의 합금은 대단히 굳고 내마모성이 우수한 특성을 갖는다.

이와 같이 드릴비트 본체(100)는 비교적 저가인 공구강 재질로 형성하고, 선단 팁(200)만 고가인 초경합금 재질을 형성함으로써, 드릴비트 전체를 초경합금 재질로 형성할 필요가 없는 바 드릴비트의 제조 단가를 절감할 수 있다. 또한 선단 팁(200)의 마모시 드릴비트 전체를 교체할 필요없이 선단 팁(200)만 교체하면 되므로 드릴의 유지비를 절감할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 선단 팁 교체형 드릴비트의 분해 사시도이다. 도 3은 드릴비트 본체의 키 돌출부와 선단 팁의 키 홈을 보인 확대 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 드릴비트 본체의 평면도이다.

도 2 내지 4를 참조하면, 드릴비트 본체(100)의 선단부에는 한 쌍의 키 돌출부(110)가 돌출되게 형성되며, 선단 팁(200)의 후면에는 키 돌출부(110)가 삽입되는 한 쌍의 키 홈(210)이 형성된다. 키 돌출부(110)와 키 홈(210)의 교합 구조는 선단 팁(200)과 드릴비트 본체(100)의 상대 회전을 방지하기 위한 구조이다.

키 돌출부(110)는 드릴비트 본체(100)의 회전 중심에 대해 대칭 구조를 갖도록 형성되며, 키 홈(210)은 키 돌출부(110)에 대응되는 형태를 갖는다. 드릴비트의 회전시 키 홈(210)을 형성하는 측벽은 키 돌출부(110)에 의해 지지된다.

선단 팁(200)은 드릴비트 본체(100)에 볼트 체결 방식에 의해 체결될 수 있다. 선단 팁(200)에는 볼트 체결시 볼트(350)가 관통하는 한 쌍의 관통홀(250)이 형성되고, 키 돌출부(110)에는 볼트(350)의 체결을 위한 나사홀(150)이 형성된다. 드릴비트 본체(100)와 선단 팁(200)의 회전 중심에는 고정핀(360)이 삽입되는 삽입홀(160,260)이 각각 형성된다. 선단 팁(200)과 드릴비트 본체(100)의 조립은 고정핀(360)을 이용하여 드릴비트 본체(100)와 선단 팁(200)을 고정한 후, 볼트(350)를 체결하는 방식으로 이루어질 수 있다.

키 돌출부(110)는 드릴 회전 방향(R)을 향하는 선단 측벽(111)과, 드릴 회전 방향(R)의 반대 방향을 향하는 후단 측벽(112)을 구비한다. 선단 측벽(111)과 후단 측벽(112) 사이의 두께는 드릴비트 본체(100)의 회전 중심에서 외곽 방향으로 갈수록 증가하도록 구성될 수 있다.

드릴비트가 회전하여 공작물을 천공할 때 선단 팁(200)과 공작물 사이에 마찰력이 발생하게 되며, 이러한 힘은 드릴비트 본체(100)에 반작용 모멘트(M)로서 작용한다. 반작용 모멘트(M)는 드릴비트의 회전 방향과 반대 방향으로 작용하여 키 돌출부(110)의 선단 측벽(111)에 가해지게 된다. 여기서, 반작용 모멘트(M)의 크기는 드릴의 중심에서 외곽 방향으로 갈수록 증가한다. 참고로, 도 4에서는 반작용 모멘트(M)의 반경에 따른 크기를 화살표의 길이로 표시하였다.

본 발명에서는 회전 중심에서 멀어질수록 증가하는 모멘트(M)를 견딜 수 있도록 키 돌출부(110)의 두께를 외곽 방향을 따라 점진적으로 증가하도록 구성하였다. 그에 따라 많은 힘을 받는 키 돌출부(110)의 강성을 증대시킬 수 있다.

선단 측벽(111)은 오목한 곡면 형태를 갖도록 형성하는 것이 바람직하며, 이러한 구조를 통해 선단 팁(200)에 의해 가해진 반작용 모멘트(M)를 효과적으로 분산시킬 수 있다.

이와 같은 키 돌출부(110)의 두께 및 선단 측벽(111)의 곡면 구조는 초경합금 재질의 선단 팁이 적용된 드릴 비트에 한정되는 것은 아니며, 다양한 재질의 선단 팁이 적용된 드릴 비트에 적용 가능하다 할 것이다.

이상에서는 본 발명에 따른 선단 팁 교체형 드릴비트 및 이를 구비하는 드릴을 첨부한 도면들을 참조로 하여 설명하였으나,　본 발명은 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

Claims

공구강 재질로 형성되는 드릴비트 본체; 및
마모시 교체가 가능하도록 상기 드릴비트 본체의 선단에 착탈 가능하게 결합되는 선단 팁을 포함하고,
상기 선단 팁은 상기 드릴비트 본체보다 높은 경도를 갖는 초경합금 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 선단 팁 교체형 드릴비트.
제1항에 있어서,
상기 드릴비트 본체의 선단부에는 한 쌍의 키 돌출부가 돌출되게 형성되며,
상기 선단 팁의 후면에는 상기 키 돌출부가 삽입되는 키 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 선단 팁 교체형 드릴비트.
제2항에 있어서,
상기 키 돌출부는 드릴 회전 방향을 향하는 선단 측벽과, 드릴 회전 방향의 반대 방향을 향하는 후단 측벽을 구비하며,
상기 선단 측벽과 후단 측벽 사이의 두께는 상기 드릴비트 본체의 회전 중심에서 외곽 방향으로 갈수록 증가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 선단 팁 교체형 드릴비트.
제3항에 있어서,
상기 선단 측벽은 상기 선단 팁에 의해 가해진 반작용 모멘트를 분산시키도록 오목한 곡면 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 선단 팁 교체형 드릴비트.
제2항에 있어서,
상기 키 돌출부는 상기 드릴비트 본체의 회전 중심에 대해 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 선단 팁 교체형 드릴비트.
제2항에 있어서,
상기 선단 팁에는 볼트 체결시 볼트가 관통하는 관통홀이 형성되고,
상기 키 돌출부에는 상기 볼트의 체결을 위한 나사홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 선단 팁 교체형 드릴비트.
제2항에 있어서,
상기 드릴비트 본체와 선단 팁의 회전 중심에는 고정핀이 삽입되는 삽입홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 선단 팁 교체형 드릴비트.
선단에 한 쌍의 키 돌출부를 갖는 드릴비트 본체; 및
마모시 교체가 가능하도록 상기 드릴비트 본체의 선단에 착탈 가능하게 결합되며, 상기 키 돌출부가 삽입되는 키 홈을 구비하는 선단 팁을 포함하고,
상기 키 돌출부는 드릴 회전 방향을 향하는 선단 측벽과, 드릴 회전 방향과의 반대 방향을 향하는 후단 측벽을 구비하며,
상기 선단 측벽과 후단 측벽 사이의 두께는 상기 드릴비트 본체의 회전 중심에서 외곽 방향으로 갈수록 증가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 선단 팁 교체형 드릴비트.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항을 따르는 선단 팁 교체형 드릴비트를 구비하는 드릴.