KR20140138759A

KR20140138759A - 드릴

Info

Publication number: KR20140138759A
Application number: KR1020147026369A
Authority: KR
Inventors: 울리히 크렌저
Original assignee: 마팔 파브릭 퓌어 프래찌지온스베르크쪼이게 독토르 크레쓰카게
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2014-12-04
Also published as: EP2830799A1; EP2830799B1; JP6228184B2; PL2830799T3; KR102082123B1; IN2014MN01818A; US20150093205A1; JP2015511543A; BR112014023408B1; CN104245196B; DE102012012479A1; WO2013143936A1; MX2014011177A; US9833843B2; CN104245196A; MX352594B

Abstract

공구 생크(3), 중심축(5) 및 경사면(23)을 갖고 드릴(1)의 중심축(5)으로부터 방사방향으로 이격되어 배열되는 적어도 하나의 기하학적 형상의 제 1 립(9; 9')을 갖는 제 1 절삭 영역(7)을 갖는 드릴(1)이 제안되는 것이되, 제 1 립은 중심축과의 카운터싱크각(α)을 포함한다. 드릴(1)은 제 1 립(9; 9')이 제 1 립(9; 9')의 경사면(23) 및 경사면(23)에 접하고 경사면과의 숄더각(δ)을 포함하는 숄더면(31)에 의해 형성되되, 숄더각(δ)이 90°보다 크고 바람직하게는 100°보다 큰, 칩 브레이커에 배치되고, 경사면(23)이 경사면(23)에 배치되는 제 1 립(9')을 교차하는 가상의 방사방향 선(L)에 대한 방사방향 경사각(ε)을 가지고 연장되고, 방사방향 경사각(ε)이 양수이다는 사실에 의해 구별된다.

Description

드릴{DRILL}

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 드릴 비트 및 또한 청구항 제13항에 따른 이러한 드릴 비트의 사용에 관한 것이다.

재료들이 여기서 청구된 드릴 비트(drill bit)에 의해 기계가공될 때, 칩 형태는 일반적으로 심지어 긴 치핑 재료(long-chipping material)의 경우에, 드릴링(drilling) 동안에 제어가능하다. 칩들은 짧은 세그먼트들로 파손되고 안전하게 드릴 비트의 절삭날(cutting edge)로부터 이격되어 각각의 나선형 칩들로서 운반된다. 카운터보어(counterbore) 적용에서, 보통 공구 주위를 둘러싸고 공구의 추가적인 사용을 불가능하게 만들면서, 긴 치핑 재료들이 기계가공될 때, 보통 긴 리본 칩들이 형성된다. 이런 경우에, 드릴 비트가 분리될 것이고 워크피스(work piece)가 손상될 위험이 존재한다. 이러한 칩들의 형성을 방지하기 위하여, 워크피스의 기계가공 동안에 많은 경우에 드릴 비트의 전진이 잠시 중단되거나 방향전환된다. 하지만, 이는 더 긴 기계가공 시간, 및 드릴 비트에 대한 교대하중의 결과로서 증가된 마모로 유도된다. 만약 드릴 비트가 스텝 드릴 비트(step drill bit) - 즉, 단일 공구에서 카운터보어 비트 및 고체 드릴 비트의 조합으로서 설계된다면, 고체 비트 절삭날들 및 카운터보어 비트 절삭날들에 의해 밀링된(milled out) 칩들은 보통 상호 간에 엉키고 볼(ball)을 형성하고, 이는 보통 공구 파손 또는 절삭날들에 대한 손상으로 유도된다.

따라서 본 발명에 의해 다루어지는 문제점은 상기에 청구된 형태의 드릴 비트를 생성하는 문제점이되, 긴 칩들의 형성, 또는 칩들의 볼들의 형성은 심지어 긴 치핑 재료의 기계가공에 있어, 가능하게는 최대한 정도로 방지된다.

이런 문제점을 다루기 위하여, 청구항 제1항의 특징부를 갖는 드릴 비트가 제안된다. 이런 드릴 비트는 연관된 절삭면(cutting face)을 갖는 적어도 하나의 기하학적 형상의 제 1 절삭날(cutting edge)을 갖는 제 1 절삭 영역을 갖는 공구 생크(tool shank)를 갖고, 상기 공구 생크는 드릴 비트의 중심축과의 카운터싱크각(countersink angle)을 형성한다. 드릴 비트는 칩 형성 스테이지(chip shaping stage)가 긴 칩들의 형성 및 칩들의 볼들의 생성을 방지하면서, 제 1 절삭날들에 함수적으로(functionally) 배치되는 것을 특징으로 한다. 칩 형성 스테이지는 제 1 절삭날의 절삭면, 및 절삭면에 접하고 절삭면과의 숄더각(shoulder angle)을 형성하는 숄더면(shoulder face)에 의해 형성된다. 이런 경우에 숄더면은 중심축에 대한 예각의 경사로 배열되고, 상기 경사각은 90°보다 크고 바람직하게는 100°보다 커서, 제 1 절삭날에 의해 밀링된 칩들은 드릴 비트의 중심축의 방향으로 칩 형성 스테이지에 의해 편향된다. 게다가, 드릴 비트는 또한 제 1 절삭날의 주요 절삭날에 직교하게 측정된, 절삭면의 경사각은 양수인 것을 특징으로 한다. 이는 절삭력에 있어 감소로 유도된다.

칩 형성 스테이지의 숄더면의 경사각은 -10° 내지 +10°, 및 바람직하게는 -5° 내지 +5° 의 범위로 존재하도록 구성되는 드릴 비트의 구체예가 특히 바람직하다.

추가적인 바람직한 구체예는 숄더각이 카운터싱크각에 반비례하여 더 크도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 이런 방식으로, 워크피스의 기계가공 동안에 생성되는 칩들의 크기 및 형상에 영향을 주는 것이 손쉽다. 특히, 볼들의 형성 및 긴 칩들을 방지하는 것이 가능하다.

일 특정한 바람직한 구체예는 적어도 하나의 기하학적 형상의 제 2 절삭날을 갖는, 제 2 절삭 영역이 포함되어, 드릴 비트는 스텝 드릴 비트 또는 카운터보어 비트로서 사용될 수 있다. 이런 경우에, 제 2 절삭 영역은 드릴 비트의 종단면 상에 배열되고, 제 1 절삭 영역은 중심축을 따라 측정될 때 - 축방향을 따라 제 2 절삭 영역으로부터 이격되어 배열된다. 이런 경우에, 제 2 절삭 영역의 기계가공 직경은 제 1 절삭 영역의 기계가공 직경보다 작다. 또한 이러한 구체예에서, 칩 형성 스테이지는 심지어 긴 치핑 워크피스들이 기계가공될 때 긴 칩들 및 칩 볼들이 방지되는 것을 확보한다.

추가적인 구체예들은 종속항들에서 발견된다.

또한 문제점들이 스텝형 보어 또는 카운터보어 공구로서 이러한 드릴 비트의 사용에 의해 다루어진다.

본 발명은 도면들을 참조하여 아래에서 더 상세하게 서술된다:
도 1은 측면도로 드릴 비트의 제 1 구체예를 도시한다.
도 2는 현저하게 확대된 제 2 측면도로 도 1에 따른 드릴 비트를 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 선 Ⅲ-Ⅲ을 따른, 단면도로 도 1과 도 2에 따른 드릴 비트를 도시한다.
도 4는 측면도로 드릴 비트의 제 2 구체예를 도시한다.

도 1은 드릴 비트(drill bit)(1) - 특히 드릴 비트의 전측 종단 영역의 제 1 구체예를 도시한다. 이는 좌측 종단에 분리된 공구 생크(tool shank)(3)를 갖는다. 이는 종래의 방식으로, 직접, 또는 알려진 홀더 샤프트(holder sharft)를 통해 홀더에 결합될 수 있다. 드릴 비트가 작동될 때 - 즉, 워크피스(work piece)의 기계가공 동안에 상대 회전이 드릴 비트와 워크피스 사이에서 발생한다. 드릴 비트(1)는 일반적으로 홀더로서 작용하는 공구 스핀들(spindle)에 - 직접 또는 중간 요소들을 통해 결합되고, 상기 공구 스핀들은 회전하도록 이루어져 보링된(bored) 홀 또는 카운터보어(counterbore)를 마찬가지로 생성하고 그리고/또는 스텝형 보어홀을 생성하기 위하여, 회전하는 드릴 비트(1)는 고정된 워크피스와 맞물리게 될 수 있다. 드릴 비트(1)는 워크피스의 기계가공 동안에 중심축(5)을 중심으로 회전한다.

도 1에 도시된 드릴 비트(1)는 방사방향으로 중심축(5)으로부터 이격되어 배열된, 적어도 하나의 기하학적 형상의 제 1 절삭날(9)을 갖는 제 1 절삭 영역(7)을 가짐으로써, 제 1 절삭날(9)의 비행원(flight circle) 및 이에 따른 보어홀의 기계가공 직경을 한정한다.

도 1에 따른 드릴 비트(1)는 비슷하게 적어도 하나의 기하학적 형상의 제 2 절삭날(13)을 갖는 제 2 절삭 영역(11)을 갖는다. 중심축(5)으로부터 제 2 절삭날(13)의 방사방향 거리(radial distance)는 제 1 절삭날(9)의 방사방향 거리보다 작아, 제 1 절삭 영역(7)에서보다 제 2 절삭 영역(11)에서 더 작은 기계가공 직경이 생성된다.

도 1은 제 2 절삭 영역(11)이 드릴 비트(1)의 종단면(15) 상에 배열되고 제 1 절삭 영역(7)이 중심축(5)을 따라 측정될 때 - 축방향을 따라 제 2 절삭 영역으로부터 이격되어 배열되는 것을 도시한다.

만약 도 1에 도시된 드릴 비트(1)가 워크피스를 기계가공하는 데에 사용된다면, 제 2 절삭 영역(11)은 드릴 비트의 종단면(15) 상에서, 워크피스와의 제 1 맞물림을 이룬다. 중심축(5)의 방향으로 드릴 비트(1)의 추가적인 전진에 대하여, 또한 제 1 절삭 영역(7)은 워크피스와 맞물리게 되어, 제 2 절삭 영역(11)에 의해 생성된 보어홀은 제 1 절삭 영역(7)에 의해 기계가공된다. 제 2 절삭 영역(11)에 의해 생성된 보어홀은 - 상기에 언급된 바와 같이 - 더 큰 기계가공 직경을 갖는, 제 1 절삭 영역(7)에 의해 카운터보링된다(counterbored).

드릴 비트의 종단면(15) 상에 제 2 절삭 영역(11)은 드릴 비트(1)가 고체 재료에서 드릴링하는 데에 사용될 수 있는 방식으로 설계될 수 있다. 하지만, 기존 보어홀이 제 2 절삭 영역(11)에 의해 카운터보링되고, 보어홀의 내경의 추가적인 확대가 제 1 절삭 영역(7)에 의해 달성되는 것이 또한 고려될 수 있다. 만약 드릴 비트(1)가 워크피스를 통해 완전히 안내된다면, 이에 따라 제 2 절삭 영역(11) 및 제 1 절삭 영역(7) 모두는 워크피스에서 보어홀의 전체 길이에 걸쳐 맞물린다. 이러한 바와 같이, 워크피스에서 보어홀의 카운터보어는 여기서 도시된 드릴 비트(1)에 의해 구현된다.

하지만, 드릴 비트(1)가 중심축(5)을 중심으로 회전하고 중심축을 통해 완전히 안내되는 드릴 비트(1) 없이 워크피스를 기계가공하도록 이루어지는 것이 또한 고려될 수 있다. 이런 방법으로, 제 1 직경을 갖는 보어홀은 제 2 절삭 영역(11)에 의해 생성되거나 기계가공되고, 이런 보어홀은 제 1 절삭 영역(7)에 의해 카운터보링되어, 제 2 절삭 영역(11)에 의해 기계가공되어 왔던 보어홀 영역에서 발견되는 것보다 더 큰 내경을 갖는 보어홀의 세그먼트가 생성된다. 이런 경우에, 드릴 비트(1)는 스텝형 드릴 비트로서 사용된다.

보어홀이 기계가공될 때, 드릴 비트(1)는 적어도 하나의 가이드 베벨(guide bevel)을 통해 지지된다. 여기서 도시된 구체예에서, 제 1 절삭 영역(7)에 연결되는, 제 1 가이드 베벨(17)이 포함되고, 제 2 가이드 베벨(19)은 제 2 절삭 영역(11)을 위하여 포함된다. 적어도 하나의 가이드 베벨은 절삭 영역들에 포함된 각각의 절삭날을 위하여 포함되되, 드릴 비트(1)는 상기 가이드 베벨을 통해 보어홀의 내측 표면 상에서 지지된다.

기계가공 속도를 증가시키고, 드릴 비트(1)에서 성장된 절삭력을 보다 양호하게 분포시키기 위하여, 상호 간에 반대편에 배열된, 두 쌍의 절삭날들은 제 1 절삭 영역(7) 및 제 2 절삭 영역(11)의 각각에서 구성된다. 제 1 절삭날(9)은 도 1에서 중심선(5) 아래에서 반대편으로 동일한 디자인을 갖는 절삭날(9')이 함수적으로(functionally) 배치되고, 제 1 절삭 영역(7)에서의, 상면에서 보여질 수 있다.

따라서, 동일한 절삭날(13')은 제 2 절삭 영역(11)에서, 직경방향으로 제 2 절삭날(13) 반대편에 구성된다.

제 1 및 제 2 절삭 영역들에서 2개의 반대편 절삭날들이 동일한 디자인을 갖기 때문에, 본문은 하기의 각각의 경우에서 이들 중 하나만을 다룬다.

또한 도 1은 드릴 비트(1)가 바람직하게는 냉각 수단/윤활유 공급부(feed)를 갖고, 적어도 하나의 개구(21)가 드릴 비트(1)의 종단면(15)에 구성되는 것을 도시하되, 냉각 수단/윤활유는 개구로부터 배출될 수 있다. 추가적인 개구는 바람직하게는 직경방향으로 개구(21) 반대편에 포함된다. 개구들의 개수는 바람직하게는 각각의 절삭 영역에서 절삭날들의 개수에 대응된다.

도 1에 도시된 측면도는 제 1 절삭날(9)이 절삭면(23)을 갖는 것을 도시하되, 절삭날(9)에 의해 밀링된 칩들은 절삭면으로부터 연장된다. 표면(25)은 각을 가지고 연장되고 절삭면(23)에 연결된다. 종래의 방식으로, 제 1 절삭날(9)은 중심축(5)에 대하여 방사방향으로 외측으로 향하는 - 즉, 주변을 따른 - 절삭날 세그먼트 - 부수 절삭날뿐 아니라 도 1에서 우측으로 - 즉, 비트가 전진하는 방향으로 - 향하도록 배향되는 절삭날 세그먼트 - 주요 절삭날을 갖는다. 이런 2개의 절삭날 세그먼트들에 의해 밀링된 칩들은 절삭날 세그먼트에서 절삭면(23)으로부터 연장된다.

제 1 절삭날(9)에 의해 밀링된 칩들은 제 1 칩 플루트(chip flute)(27) 안으로 이동하고 제 1 칩 플루트를 통해 제 1 절삭 영역(7)으로부터 운반된다. 또한 동일한 칩 플루트는 제 2 절삭날(13')에 의해 워크피스로부터 밀링된 칩을 이격되도록 안내한다.

따라서, 제 1 절삭날(9) 반대편의 제 1 절삭날(9')에 의해 밀링된 칩들은 제 2 칩 플루트(29)를 통해 기계가공 위치로부터 안내되고 또한 이는 제 2 절삭날(13)에 의해 밀링된 칩들을 이격되도록 안내한다.

경우에 따라, 여기서 도시된 드릴 비트(1)의 구체예에서 칩 플루트들(27, 29) 각각은 제 1 및 제 2 절삭 영역들(7 또는 11)의 절삭날들(9, 9' 또는 13, 13')에 의해 밀링된 칩들을 이격되도록 안내하는 것이 보여진다.

여기서 선택된 도면은 반대편 절삭날(9')과 비슷한, 제 1 절삭날(9)이 또한 카운터싱크각(countersink angle)(α)과 같이 개시된 - 중심축(5)과의 각을 형성하는 것을 명확하게 한다. 워크피스의 기계가공 동안에 제 2 절삭 영역(11)에 의해 기계가공되거나 생성되는, 워크피스에서 보어홀은 절삭의 방사방향 깊이(A)만큼 - 즉, 중심축(5)에 대한 제 1 절삭날(9)의 방사방향 거리가 중심축(5)에 대한 제 2 절삭날(13)의 방사방향 거리보다 크다는 사실로부터 기인한 세그먼트의 크기까지 확대되는 것이 보여진다.

다시 도 2는 현저하게 확대된 측면도로 드릴 비트(1)의 제 1 구체예를 도시한다. 하지만, 이런 도면은 도 1에서의 도면에 대하여 회전되어, 제 1 절삭 영역(7)의 제 1 절삭날(9)은 이제 관찰자를 향한다.

아래에서, 동일하고 기능적으로 동일한 부분들이 동일한 참조 번호에 의해 개시되어, 이로써 반복을 피하기 위하여 도 1을 참조하는 설명에 관하여 주목한다.

또한 도 2에서, 절삭면(23)과의 각을 형성하는 인접 표면(25)뿐 아니라, 제 1 절삭날(9)의 절삭면(23)이 보여진다.

제 1 절삭 영역의 제 1 절삭날(9)에 의해 밀링된 칩들은 절삭면(23)을 통해 제거되고 또한 제 2 절삭 영역(11)의 제 2 절삭날(13')에 의해 워크피스로부터 밀링된 칩들을 수용하는 연관된 칩 플루트(27) 안으로 이동한다. 따라서, 칩 플루트(29)는 상기에 언급된 바와 같이, 제 1 절삭날(9') 및 제 2 절삭날(13)로부터의 칩들을 수용한다.

제 1 절삭날(1)로부터 기인하는 절삭면(23)은 중심축(5)에 대한 각으로 배열되는 것이 도 2에서 보여지고, 상기 각은 축방향 경사각(β)으로서 개시된다. 이런 경우에 절삭면(23)이 중심축(5)에 평행하게 연장되는 참조선에 대하여 반시계방향으로 회전되는 것이 명확하다. 결과적으로, 여기서 구성은 음수 축방향 경사각(β)을 갖는다.

도 1과 도 2에 도시된 드릴 비트(1)의 구체예에서, 칩 플루트들(27, 29)은 나선형 디자인을 갖고, 도 2에 보여지는 바와 같이, 중심축(5)과의 나선형 각(γ)을 형성한다.

도 3은 단면으로 도 2에 따른 드릴 비트(1)를 도시하되, 이의 단면은 도 2에 도시된 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 연장된다. 동일하고 기능적으로 동일한 부분들은 동일한 참조 번호에 의해 개시되어, 이로써 반복을 피하기 위하여 도면들을 참조하는 상기의 설명에 관하여 주목할 수 있다.

제 1 절삭 영역(7)의 제 1 절삭날(9)은 단면도에서 좌측에 보여진다. 동일한 디자인으로, 제 1 절삭 영역(7')의 제 1 절삭날(9')이 직경방향으로 반대편에 있다.

제 1 절삭날(9)에 함수적으로 배치된 절삭면(23)은 여기서 도시된 단면도에서 가상의 수평 직경선(H)에 평행하게 연장되는 - 도 3에서 이미지의 평면에서 연장되는 - 제 1 절삭날(9)에 접한다. 상기 절삭면은 숄더각으로 명명되는 - 절삭면(23)과의 둔각(δ)을 형성하는, 숄더면(31)으로 병진이동한다. 칩 형성 스테이지(chip shaping stage)는 절삭면(23) 및 인접 숄더면(31)에 의해 형성되되, 짧은 형상의 칩들은 워크피스의 기계가공 동안에 칩 형성 스테이지에 의해 생성된다. 숄더면(31')의 폭(BS)은 2개의 참조선들에 의해 도 3에서 절삭날(9')의 영역에 대해 개시된다. 연관된 표면들뿐 아니라, 제 1 절삭날들(9, 9')은 동일하기 때문에, 숄더면(31)의 폭(BS)은 숄더면(31')과 동일하다. 또한 도 3은 칩 플루트들(27, 29)을 도시한다.

절삭면(23)이 최외측 방사방향 위치에서 절삭날(9')의 팁(tip)을 교차하고 도 3에서 이미지의 평면에 수직으로 연장되는 중심축(5)으로부터 기인하는, 방사방향 참조선(L)과 함께 - 방사방향 경사각(ε)으로서 개시된 - 각을 형성하는 것이 - 여기서 제 1 절삭날(9')을 참조하는 설명으로 - 도 3에서 보여진다. 제 1 절삭날(9)의 절삭면(23)은 바람직하게는 양수 방사방향 경사각(ε)이 야기하는 방식으로 배열된다.

또한, 도 3은 도 1과 도 2에 보여지는 바와 같이, 드릴 비트(1)의 베이스 몸체(33)를 통해 연장되고 드릴 비트(1)의 종단면(15)에서 연관된 개구(21)들에서 종료하는 2개의 냉각 수단/윤활유 채널들(35, 35')을 도시한다.

도 4는 드릴 비트의 제 2 구체예의 측면도를 도시하되, 동일하고 기능적으로 동일한 부분들이 동일한 참조 번호로 부여되어, 이로써 상기의 도 1 내지 도 3을 참조하는 설명에 관하여 주목한다.

드릴 비트(1)의 제 2 구체예는, 도 4에 따라, 좌측에서 분리되는, 공구 생크(3)을 갖는다. 이러한 바와 같이, 드릴 비트(1) 상에 토크를 가하도록, 드릴 비트(1)의 추가적인 연장부를 따라 구성되는 홀더 샤프트 등이 존재할 수 있다.

드릴 비트(1)는 제 1 절삭 영역(7) 및 중심축(5)을 따라 측정될 때 - 축방향을 따라 제 1 잘삭 영역으로부터 이격되어 배열된 제 2 절삭 영역(11)을 갖는다. 제 1 절삭 영역(7)의 제 1 절삭날(9)에 의해 밀링된 칩들은 연관된 제 3 칩 플루트(37)를 통해 제거된다. 제 2 절삭 영역(11)의 제 2 절삭날(13)에 의해 밀링된 칩들은 보어홀로부터 연관된 칩 플루트(29)로 유동한다. 따라서, 제 1 절삭 영역(7)의 제 1 절삭날(9')에 의해 밀링된 칩들은 도 4에서 덮인, 연관된 제 4 칩 플루트(39)를 통해 제거되는 반면에, 제 2 절삭 영역(11)의 제 2 절삭날(13')에 의해 밀링된 칩들은 도면들에서 덮인, 칩 플루트(29)를 통해 이격되도록 유동한다.

따라서 2개의 절삭 영역들(7, 11)의 칩들은 상호 간에 공통으로 간섭될 수 없다.

따라서, 분리된 칩 플루트들(37, 39 및 27, 29)이 제 1 절삭 영역(7) 및 제 2 절삭 영역(11)에 함수적으로 배치되는 것이 본 구체예의 본질적인 특징이다.

또한 도 4는 이런 경우에 도시되는 드릴 비트(1)가 다수의 가이드 베벨들 - 특히 관찰자를 향하는 2개의 가이드 베벨들(17/1, 17/2), 및 이런 경우에 부분적으로 보이지 않고, 관찰자로부터 이격되도록 향하는, 드릴 비트(1)의 반대측 상에 상응하는 가이드 베벨들(17'/1, 17'/2)을 갖는 것을 도시한다. 이러한 바와 같이, 본 구체예에 포함된 4개의 가이드 스트립(guide strip)들이 존재한다.

또한 도 4에 도시된 구체예에서, 드릴 비트(1)는 적어도 하나의 제 2 절삭날(13)을 갖는 제 2 절삭 영역(11)을 갖는다.

여기서 도시된 구체예는 - 상기에 서술된 구체예에서와 같이, 제 1 절삭날(9) 반대편의 절삭날(9'), 및 덮인, 제 2 절삭날(13') 반대편의 절삭날을 갖는다. 따라서, 쌍들에서 상호 간에 반대편에 위치된, 제 1 및 제 2 절삭날들은 제 1 및 제 2 절삭 영역들에서 구성된다.

상기의 서술된 구체예와 도 4에 도시된 구체예 사이의 추가적인 차이는 - 측정된, 즉, 중심축(5)을 따른 - 축방향 거리가 제 1 절삭 영역(7)과 제 2 절삭 영역(11) 사이보다 작다는 것이다.

도 4는 절삭면(23) 이외에, 숄더면(23)과 함께 칩 형성 스테이지를 형성하는, 숄더면(31)을 도시하고, 상기 칩 형성 스테이지는 제 1 절삭날(9)에 함수적으로 배치된다. 상응하는 칩 형성 스테이지는 반대편 제 1 절삭날(9')에 구성된다.

숄더면(31)은 바람직하게는 종단면으로부터 관찰된 바와 같이 - 도 4에서 좌측으로 개방되는, 가상의 수평선과의 각(θ)을 형성한다. 다시 말해서, 숄더면(31)은 중심축(5)에 대한 예각(θ)의 경사를 가지고 연장된다. 이런 디자인은 제 1 절삭날(9)에 의해 밀링된 칩들이 중심축(5)의 방향으로 안내되고 편향되는 것을 확보한다.

숄더면(31)의 이런 기울기는 바람직하게는 또한 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명되어 왔던, 제 1 구체예에서 존재한다.

중심축(5)으로부터 방사방향으로 측정된 - 수평 참조선(HL)과 (도 4에서의 상면에서) 제 1 절삭날(9)의 방사방향 외측 엣지 사이의 거리는 절삭의 방사방향 깊이(A)로서 한정된다. 또한 이는 도 1에서 개시된다.

절삭의 방사방향 깊이(A)는 제 2 절삭 영역(11)에 의해 기계가공되거나 생성되는 보어홀이 제 1 절삭 영역(7)에 의한 보어홀의 기계가공에 의해 확대되는 한도를 개시한다.

또한 도 4에 도시된 구체예에서, 드릴 비트(1)의 종단면(15) 상의 제 2 절삭 영역(11)은 드릴 비트(1)가 고체 재료에서 드릴링하는 데에 사용될 수 있는 방식으로 설계될 수 있다. 하지만, 제 2 절삭 영역(11)은 기존 보어홀을 카운터보링하기 위하여 사용되는 방식으로 설계된다. 이러한 바와 같이, 기존 보어홀은 제 2 절삭 영역(11)에 의해 카운터보링된다.

만약 도 1 내지 도 3, 및 도 4에 따른 드릴 비트(1)가 기계가공되는 워크피스를 통해 완전히 안내된다면, 제 2 절삭 영역(11) 및 제 1 절삭 영역(7)은 카운터 보어들로서 작용한다. 만약 드릴 비트(1)가 더 짧은 경로를 따라 워크피스 안으로 삽입된다면, 보어홀은 제 2 절삭 영역(11)에 의해 생성되고 그리고/또는 확대되고, 마찬가지로 절삭의 방사방향 깊이(A)의 한도까지 제 2 절삭 영역(11)에 의해 추가로 확대된다. 스텝형 보어홀은 이런 경우에 야기된다.

이러한 바와 같이, 여기서 스텝형 보어 또는 카운터보어 공구로서 서술되는 드릴 비트(1)를 사용하는 것이 가능하다.

특히 긴 치핑 재료들이 기계가공될 때, 재료로부터 밀링된 칩들은 절삭면(23) 및 인접 숄더면(31)에 의해 수행된 칩 형성 스테이지에 의해 파손되어, 드릴 비트(1)의 칩 플루트들(27, 29)을 통해 이러한 바와 같이 제거될 수 있는, 짧은, 형상의 칩들이 생성된다.

또한 드릴 비트(1)가 제 1 절삭 영역(7) 및 제 1 절삭 영역(7)의 적어도 하나의 연관된 제 1 절삭날(9)과 함께 배타적으로 설계될 수 있되, 적어도 하나의 제 2 절삭날(13)을 갖는 제 2 절삭 영역(11)은 전체적으로 생략되는 것이 필요하다. 이런 경우에, 드릴 비트(1)의 결과적인 종단면은 제 1 절삭 영역(7)이 기존 보어홀을 확대함으로써, 카운터보어 스텝을 형성하는 방식, 또는 드릴 비트(1)가 고체 재료 안으로 드릴링할 수 있는 방식으로 설계될 수 있다.

하지만, 제 1 절삭 영역(7)만을 갖고, 제 2 절삭 영역(11)을 갖지 않는 이러한 드릴 비트가 워크피스를 통해 완전히 안내되기보다는 한정된 면적으로 존재하는 보어홀만을 확대하는 방식으로 워크피스의 기계가공에서 사용되는 것이 또한 고려될 수 있다. 카운터보링 공정이 종료될 때, 기계가공되는 보어홀보다 큰 내경을 갖는 스텝이 생성된다. 이러한 바와 같이, 스텝형 보어홀이 생성된다.

심지어 제 2 절삭 영역(11)을 생략하는 구성에서, 제 1 절삭날(9)의 절삭면(23) 및 인접 숄더면(31)에 의해 형성된 칩 형성 스테이지는 결정적으로 중요하고, 왜냐하면, 심지어, 특히, 긴 치핑 재료들이 기계가공될 때 - 제 1 절삭 영역(7)에서 밀링된 칩들이 칩 형성 스테이지에 의해 파손되어 - 칩들이 칩 플루트들(27, 29)을 통해 직접 제거될 수 있기 때문이다.

칩 형성 스테이지는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같은 드릴 비트(1), 또는 제 2 절삭 영역 없는 드릴 비트의 긍정적인 특성을 위하여 결정적이되, 상기 절삭 형성 스테이지의 숄더면(31)은 드릴 비트(1)의 중심축(5)에 대한 예각(θ)의 경사를 가지고 연장되어, 적어도 하나의 제 1 절삭날(9)에 의하고 그리고/또는 또한 제 1 절삭날 반대편의 동일한 제 1 절삭날(9')로부터 제거되는 칩들은, 중심축(5)의 방향으로 편향된다.

적어도 하나의 제 1 절삭날(9)에 대하여, 마찬가지로 전진의 방향으로 배향된 제 1 절삭 세그먼트를 갖는 구성이 유지되고, 상기 절삭 세그먼트는 주요 절삭날로 명명되며, 제 2 절삭 세그먼트는 드릴 비트(1)의 주위 표면 상에 위치된다. 이런 방식으로 절삭력이 감소되고 양호한 표면 특성이 보어홀 추후 기계가공을 위하여 생성되기 때문에, 제 1 절삭날(9)의 주요 절삭날에 직교하게 측정된 바와 같이, 절삭면(23)의 경사각은 양수인 것이 특히 바람직하다.

또한 도 3은 방사방향 경사각(ε)이 바람직하게는 양수이다는 것을 도시한다. 특히 양호한 기계가공 결과는 방사방향 경사각(ε)이 적어도 10°일 때 입증되어왔다.

도 3에 도시된 바와 같이, 숄더면(31)의 폭(BS)이 도 1과 도 4에 보여지는 절삭의 방사방향 깊이(A)의 적어도 25%를 구성할 때 특히 여기서 서술된 드릴 비트(1)의 사용으로, 양호한 기계가공 특성은 수립되어 왔다.

절삭면(23)과 숄더면(31) 사이에 형성된 숄더각(δ)은 한편으로는 100°보다 큰 반면에, 다른 한편으로는, 180°와 카운터싱크각(α) 사이의 차이보다 작도록 선택된다. 즉, 숄더각(δ)은 바람직하게는 100°≤ δ ≤ 180°이도록 선택된다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 드릴 비트(1)에서, 또는 제 2 절삭 영역(11)이 없는 드릴 비트에서, 다음이 90°보다 작은 카운터싱크각(α)에 대하여 입증되어 왔다: 적어도 하나의 제 1 절삭날(9)에 의해 밀링된 칩들은 어떻게 축방향 경사각(β)이 음수인지, 및 어떻게 방사방향 경사각(ε)이 양수인지에 비례하여 중심축(5)의 방향으로 더 강력하게 운반된다.

일 특히 바람직한 구체예에서, 135°의 숄더각(δ)은 45°의 카운터싱크각(α), +15°의 방사방향 경사각(ε), 및 -2°의 축방향 경사각(β)을 허용한다. 이런 방법으로, 심지어 긴 치핑 재료가 여기서 청구된 드릴 비트를 사용하여 기계가공될 때, 특히 짧은 칩들을 생성하는 것이 가능하다. 여기서 청구된 형태의 드릴 비트는 특히 바람직하게는 -10°≤ θ ≤ +10°범위에서 도 4에 도시된 바와 같은 경사각(θ)을 갖는 숄더면(31)으로 실현된다. 경사각(θ)은 -5°≤ θ ≤ +5°범위에 있는 것이 특히 바람직하다.

100°≤ δ ≤ 160° 범위에서 숄더각(δ)은 또한 특히 적절한 것으로 입증되어 왔다.

숄더각(θ)과의 조합으로, 다음의 관계가 바람직하게 관찰된다: 긴 칩들이 확실하게 방지되도록, 카운터싱크각(α)이 작아질수록, 숄더각(δ)은 더 커져야 한다.

절삭면(23) 및 숄더면(31)에 의해 형성된, 여기서 서술된 칩 형성 스테이지는, 또한 - 특히 긴 치핑 재료의 기계가공으로 - 짧은 형상의 칩들이 생성되고, 드릴 비트(1)를 주위를 둘러쌀 수 있는 가늘고 긴 칩들이 생성되지 않는 방식으로 중심축(5)의 방향으로 적어도 하나의 절삭날(9) 및/또는 제 1 절삭 영역(7)에 의해 밀링된 칩들의 편향으로 유도된다.

따라서, 이런 장점은 도 1 내지 도 3에 도시된 드릴 비트(1)의 구체예에서뿐 아니라, 도 4에 따른 드릴 비트에서 실현되고, 이는 이런 도면들 중 어느 하나와 비교하여 변경되고 하나의 절삭 영역 - 특히 적어도 하나의 절삭 엣지(9)를 갖는 제 1 절삭 영역(7)만을 갖는다. 도 1 내지 도 4를 참조하여 서술되는 드릴 비트(1)의 구체예에서, 여기서 설명된 칩 형성 스테이지는 특히 바람직한 효과들을 갖고, 왜냐하면 - 특히 스텝형 보어홀들의 카운터보링 및 생성에 있어, 긴 치핑 재료들로 이루어진 워크피스들 - 긴 칩들이 일반적으로 형성되고, 보통 컴팩트한 볼로 꼬이기 때문이다. 이는 적어도 하나의 제 1 절삭날 분리, 또는 심지어 드릴 비트(1) 파손으로 유도된다. 이런 단점들은 여기서 설명된 칩 형성 스테이지에 의해 확실하게 회피된다.

Claims

공구 생크(3),
중심축(5),
드릴 비트(1)의 중심축(5)으로부터 방사방향으로 이격되어 배열되는, 절삭면(23)을 갖는 적어도 하나의 기하학적 형상의 제 1 절삭날(9; 9')을 갖는 제 1 절삭 영역(7)을 갖되,
제 1 절삭날(9; 9')이 중심축과의 카운터싱크각(α)을 형성하는, 드릴 비트에 있어서,
칩 형성 스테이지는 제 1 절삭날(9; 9')의 절삭면(23) 및 절삭면(23)에 접하고 절삭면과의 숄더각(δ)을 형성하는 숄더면(31)에 의해 형성되며, 제 1 절삭날(9; 9')에 함수적으로 배치되고,
숄더각(δ)은 90°보다 크고, 바람직하게는 100°보다 크며,
절삭면(23)은, 절삭면(23)에 함수적으로 배치되고, 제 1 절삭날(9')을 절단하는 가상의 방사방향선(L)에 대하여 방사방향 경사각(ε)을 가지고 연장되고,
방사방향 경사각(ε)은 양수인 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 1 항에 있어서,
칩 형성 스테이지의 숄더면(31)의 경사각(θ)은 -10°≤ θ ≤ +10°, 및 바람직하게는 -5°≤ θ ≤ +5°범위에서의 값을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
제 1 절삭 영역(7)은 중심축(5)에 대한 카운터싱크각(α)을 형성하는 기울기를 갖되, α < 45°인 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
칩 형성 스테이지의 절삭면(23)은 중심축(5)에 대한 축방향 경사각(β)을 형성하는 기울기로 배열되고, 축방향 경사각(β)은 음수인 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
숄더각(δ)은 100°≤ δ ≤ 160°범위로 구성되는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
카운터싱크각(α)이 작아질수록 숄더각(δ)은 더 커지는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
방사방향 경사각(ε)은 적어도 10°인 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
숄더면(31)의 폭(BS)은 절삭의 방사방향 깊이(A)의 적어도 25%를 구성하는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
숄더각(δ)은 100°≤ δ ≤ 180°인 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
중심축(5)으로부터 방사방향으로 이격되어 배열되는, 절삭면을 갖는 적어도 하나의 기하학적 형상의 제 2 절삭날(13; 13')을 갖는 제 2 절삭 영역(11)을 포함하되,
제 2 절삭 영역(11)은 드릴 비트(1)의 종단면(15) 상에 배열되고, 제 1 절삭 영역(7)은 - 중심축(5)을 따라 측정될 때 - 축방향을 따라 제 2 절삭 영역으로부터 이격되어 배열되며,
중심축(5)으로부터 제 2 절삭날(13; 13')의 방사방향 거리는 중심축(5)으로부터 제 1 절삭날(9; 9')의 방사방향 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 칩 플루트(27) 및 제 2 칩 플투트(29)가 포함되며,
제 1 절삭 영역(7)의 제 1 절삭날(9)에 의해 밀링된 칩들, 및 제 2 절삭 영역(11)의 제 2 절삭날(13')에 의해 밀링된 칩들은 제 1 칩 플루트(27)에 의해 제거되고,
제 2 절삭날(13)로부터의 칩들뿐 아니라, 제 1 절삭날(9')로부터의 칩들은 제 2 칩 플루트(29)에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 1 칩 플루트(27) 및 제 2 칩 플투트(29)가 포함되고, 제 2 절삭 영역(11)에 함수적으로 배치되며,
제 3 칩 플루트(37) 및 제 4 칩 플투트(39)가 포함되고, 제 1 절삭 영역(7)에 함수적으로 배치되되,
제 1 절삭 영역(7)에 의해 밀링된 칩들, 및 제 2 절삭 영역(11)에 의해 밀링된 칩들은 분리된 칩 플루트들에서 제거되는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
스텝형 보어 또는 카운터보어 공구로서, 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 드릴 비트의 사용.