KR100776555B1

KR100776555B1 - 드릴링 공구 및 인덱서블 드릴 비트

Info

Publication number: KR100776555B1
Application number: KR1020047019411A
Authority: KR
Inventors: 로만스테판; 비딘레이프
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2007-11-15
Also published as: CN1655900A; JP4555073B2; JP2005527390A; CN100525971C; EP1507615A1; SE0201587L; EP1507615B1; SE525714C2; BR0311270A; ATE549118T1; KR20050007568A; US20030223832A1; US6929432B2; WO2003099494A1; ES2381033T3; SE0201587D0

Abstract

제 1 양태에서, 본 발명은 본 발명은 본체 및 2 개의 비트 즉, 중앙 비트 (3) 와 주변 비트 (4) 를 구비한다. 적어도 중앙 비트 (3) 는 4 개의 절삭날 (12) 을 포함하며, 이 절삭날은 하나의 동일한 형상을 가지며, 천이날부 (22) 에 의해 이격된 2 개의 부분날 (20-3, 21-3)(제 1 부분날 (20-3) 이 제 2 부분날 (21-3) 이전에 축선 방향으로 위치됨), 및 드릴의 중식 축선 (C) 에 수직한 가상의 횡단면 (TP2) 에 적어도 부분적으로 위치되는 주변 비트 (4) 상에 작동 절삭날 (20-4) 을 구비하며, 횡단 위치는 중앙 비트 (30) 의 2 개의 부분날 (20-3, 21-3) 에 대해 유사한 횡단면 (TP1, TP3) 사이에 위치되므로, 한편으로는 중앙 비트 (30) 의 제 1 부분날 (20-3) 뒤에 공작물에 진입하고, 다른 한편으로는 중앙 비트의 제 2 부분날 (21-3) 이전에 공작물에 진입한다. 제 2 양태에서, 또한 본 발명은 이와 같은 드릴 비트에 관한 것이다.

Description

드릴링 공구 및 인덱서블 드릴 비트{DRILLING TOOL AND INDEXABLE DRILL BIT}

제 1 양태에서, 본 발명은 드릴 또는 드릴링 공구에 관한 것으로, 이 드릴 또는 드릴링 공구는, 한편으로는 본체를 구비하며, 이 본체는 전방으로부터 후방으로 연장하는 2개의 칩 채널을 구비하며, 또한 기하학적 중심 축선을 중심으로 회전할 수 있으며, 이 기하학적 중심 축선은 축방향으로 서로 직교하면서 연장하는 2 개의 가상의 직경면과 교차하고, 다른 한편으로는 중앙 비트 및 주변 비트 형태의 2 개의 교체 가능한 인덱서블 비트를 구비하며, 이 비트는 칩 채널에 인접한 본체의 전방 단부에 형성된 포켓, 더욱 명확하게는 중심 축선에 인접한 제 1 포켓 또는 중앙 포켓 및 본체의 주변에 인접한 제 2 포켓 또는 주변 포켓에 장착되며, 비트와 포켓은 제 1 직경면을 따라 서로 이격되어 있고, 중앙 비트는, 작동 절삭날이 제 2 직경면과 교차하는 위치에 위치된다.

당업자에 의해 숏 홀 드릴 (short hole drill) 로 명명된 상기 전체적으로 언급된 종류의 드릴은 예컨대, 강, 알루미늄 등과 같은 금속의 공작물에서 구멍 블라스트 (blast) 드릴용으로 보편적으로 사용된다. 그러나, 이 공구는 또한 금속 이외의 다른 재료를 작업할 수 있다.

제 2 양태에서, 본 발명은 또한, 숏 홀 드릴용으로 적합한 사각형의 기본 형 상 및 4 개의 유사한 절삭날을 갖는 인덱서블 비트에 관한 것이다. 이 비트의 중요한 특징은 4 개의 절삭날이 유사하다는 점이다. 이와 같이 하여, 비트는, 비트가 마지막으로 폐기되어야 하기 이전에 적어도 4 개의 절삭날을 이용할 수 있도록 부속의 포켓에서 4 개의 상이한 위치로 재조정되거나 인덱스될 수도 있다.

4 개의 작동 가능한 유사 절삭날을 갖는 비트를 사용하는 형식의 공지된 숏 홀 드릴에서, 비트 중 하나 (가장 보편적으로는 중앙 비트) 가 제 2 비트 (주변 비트) 의 작동 절삭날의 전방에서 축선 방향으로 배치된 작동 절삭날에 배치된다. 공작물에 구멍을 오목하게 가공할 때, 중앙 비트의 전체 작동 절삭날이 주변 비트의 절삭날 전에 공작물에 진입하거나 공작물을 절삭하게 된다. 주변 비트와 중앙 비트의 작동 절삭날 간의 축선 방향 거리차를 감소시켜 주어진 공급 속도의 범위 내에서 최소화하지만, 그 범위 전체에서 2 개의 비트의 절삭날이 2 개의 상이한 단계로 공작물에 진입하는 것이 당 기술에서 항상 문제가 되고 있다. 그 결과, 절삭력이 진입시 더 커지게 된다. 2 개의 이격된 비트는 공작물에서 재료를 "잡는데 (clutch)" 큰 힘을 사용하며, 드릴에는 드릴의 균형을 방해하는 반경 방향 및 접선 방향 힘이 크게 인가된다. 이러한 불균형은, 특히 드릴이 직경의 4 배 내지 5 배 이상의 길이를 가질 때 문제가 된다.

본 발명은 공지된 드릴의 상기 문제점을 해결하여 개선된 드릴을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러므로, 본 발명의 주목적은 양호한 균형을 보장하면서 공작물에 진입할 때 적절한 절삭력만이 부과되는 드릴을 제공하는 데에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 칩 제거와 관련하여 칩 전체를 개별적으로 발생시키는 드릴, 중앙 비트 및 주변 비트를 제공하는 데에 있다. 또한, 비트 중 하나 즉, 중앙 비트가 주변 비트의 작동 절삭날과 드릴의 중심을 향해 회전되는 비작동 절삭날 사이의 내부 코너를 보호할 수 있으므로, 비작동 상태를 유지하는 절삭날이 인덱싱(indexing) 에 의해 활성화될 때까지 그대로 유지된다.

본 발명에 따르면, 적어도 본 발명에 따른 드릴의 주목적은 청구범위 제 1 항의 특징부에 규정된 구성에 의해 이루어진다. 또한, 드릴의 바람직한 실시예는 종속항인 제 2 항 내지 제 7 항에 규정되어 있다.

또한, 본 발명은 드릴에 사용되기에 적합한 인덱서블 비트에 관한 것이다. 이 비트의 주요 구성이 독립항인 제 8 항에 기재되어 있다. 본 발명에 따른 비트의 바람직한 실시예가 종속항인 제 9 항 내지 제 11 항에 더 규정되어 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 드릴의 제 1 사시도로서, 드릴은 상방으로 회전되는 선단부와 부속 포켓으로부터 제거된 중앙 비트를 갖는 것으로 도시되어 있으며, 주변 비트는 장착 상태에 있는 것으로 도시되어 있다.

도 2 는 본 발명에 따른 드릴의 제 2 사시도로서, 주변 비트는 해체 상태이고, 중앙 비트는 장착 상태에 있는 것으로 도시되어 있다.

도 3 은 드릴의 중앙 비트가 드릴의 전체 진입상의 초기 단계에서 공작물에 어떻게 부분적으로 진입하는지를 도시하는 단순 사시도이다.

도 4 는 도 3 에 대응하는 사시도로서, (드릴의 추가 회전에 후속하여) 주변 비트가 어떻게 공작물의 진입을 개시하는지를 도시하고 있다.

도 5 는 드릴의 각각의 중앙 비트와 주변 비트만을 도시하는 개략도로서, 2 개의 기하학적 직경면은 서로 교차하고, 드릴의 보어 직경은 이점 쇄선으로 도시되어 있다.

도 6 은 드릴의 2 개의 비트를 드릴의 중심 축선의 동일측 (좌측) 에서 동시에 도시하는 개략적인 가상도로서, 중앙 비트는 주변 비트보다 관찰자에게 더 가깝게 도시되고, 2 개의 비트는 바람직한 것은 아니지만, 실행 가능한 반전된 상태의 거울 형상이다.

도 7 은 도 6 과 동일한 방법으로 2 개의 비트를 드릴의 중심 축선의 동일측에서 동시에 도시하는 개략도로서, 중앙 비트는 관찰자에게 가장 가깝고, 이 비트는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상이하게 설계된다.

도 8 은 본 발명에 따른 비트의 바람직한 실시예의 사시도이다.

도 9 는 도 8 에 따른 비트를 위에서 본 평면도이다.

도 10 은 도 8 및 도 9 에 따른 비트의 측면도이다.

도 1 및 도 2 에서, 드릴 형태의 공구 (1) 가 도시되어 있으며, 이 공구는 본체 (2) 및 2 개의 비트 (3, 4) 를 포함한다. 본체 (2) 는 본 실시예에서, 후방 체결부 (5) 및 원통형 기본 형상을 가지며 길고 폭이 좁은 전방 섕크 (6) 로 형성된다. 섕크 (6) 의 길이는 다양하게 변경될 수 있다. 명확하게 하기 위해, 섕크는 제한된 길이로 도시되어 있다. 그러나, 실제로, 본 발명은 상당히 긴 섕크, 예컨대 3 ×D (= 드릴의 직경) 이상의 길이를 갖는 드릴에 적용될 수도 있다. 비트가 배치된 전방 단부 또는 선단부 (7) 로부터, 2 개의 칩 채널 (8, 8') 이 바람직하게 나선형으로 연장한다. 상기 칩 채널의 전방 단부 부근에, 포켓 (9, 10) 이 비트 (3, 4) 를 수용하기 위해 형성된다. 더 명확하게는, 제 1 포켓 (9) 이 비트 (3) 를 수용하기 위해 드릴의 기하학적 중심 축선 근처에 위치되며, 이른바 중앙 비트를 구성한다. 주변 비트를 형성하는 비트 (4) 는 외주에 위치된 제 2 포켓 (10) 에 장착 가능하다.

도 3 및 도 4 에서, 드릴은 개략적으로 윤곽이 도시된 공작물 (11) 과 함께 도시되어 있다. 이들 도면에서, 드릴의 기하학적 중심 축선 (C) 은 이점 쇄선으로 도시되어 있다. 도 1 내지 도 4 에서, 드릴의 회전 방향은 화살표 A 에 의해 도시되고 있다.

도 5 에서, 드릴의 2 개의 비트 (3, 4) 만이 도시되어 있으며, 더욱 명확하게는, 중심 축선 (C) 에 관해 비트의 기하학적 위치를 설명하는 이점 쇄선으로 구성된 기하학적 구조에 삽입된다. 더욱 명확하게는, 이 구조는, 중심 축선 (C) 이 드릴의 길이 방향을 따라 축선 방향으로 서로 수직하게 연장하는 2 개의 가상 직경면 (P1, P2) 에 의해 어떻게 상호 교차되는지를 도시한다. 드릴의 직경 (D) 은 실질적으로 드릴 가공에 의해 얻어진 공작물의 구멍 직경이며, 중심 축선 (C) 과 주변 비트 (4) 상의 절삭날의 최외부 사이의 거리에 의해 결정된다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 비트 (3, 4) (및 이에 의해 부속 포켓 (9, 10)) 가 제 1 직경면 (P1) 을 따라 서로 이격된다. 더욱 명확하게는, 주변 비트 (4) 가 제 2 직경면 (P2) 으로부터 완전히 분리되며, 이 평면은 중심 축선 (C) 과 교차하고, 중앙 비트 (3) 의 주요 부분이 직경면 (P2) 의 반대측에 위치된다. 그러나, 중앙 비트 (3) 의 작은 부분이 평면 (P2) 과 교차하여 (치수 g 참조), 중앙 비트의 작동 절삭날의 짧은 내부 부분은 직경면 (P2) 과 교차한다. 또한, 중앙 비트 (3) 의 반경방향 외부 부분은 구멍 궤도 (HC) 로부터 상당한 거리로 위치된다. 그러나, 도 5 에 명확하게 도시된 바와 같이, 비트의 폭과 위치는 비트의 작동 범위가 드릴의 회전 중 서로 중첩하게 되어 있다. 또한, 중앙 비트 (3) 는 회전 방향 (A) 에서 보았을 때 실질적으로 직경면 (P1) 뒤에 위치된다. 또한, 중앙 비트 (3) 는 일반적으로 직경면 (P1) 에 대해 경사지며, 더욱 명확하게는 비트의 작동 절삭날 (12) 이 직경면 (P1) 에 대해 일정한 적정 각도로 경사지도록 경사진다. 그러나, 주변 비트 (4) 상의 유사한 작동 절삭날 (13) 은 바람직한 실시예에서, 회전 방향에서 보았을 때 직경면 (P1) 의 앞에 위치된다. 또한, 절삭날 (13) 은 직경면 (P1) 에 대체로 평행하다.

이하, 본 발명에 따른 드릴 비트의 바람직한 실시예를 도시하는 도 8 내지 도 10 을 참조한다. 이 비트는 주변 비트와 같이 사용하는 것도 가능하지만 (반전된 거울 형상 실시예에서), 상기 드릴에서 중앙 비트로서 사용되는 것이 바람직하다. 도 8 내지 도 10 에 도시된 바와 같이, 비트의 기본 형상은 사각형이며, 비트는 4 개의 유사한 절삭날 (12) 을 포함한다. 각각의 절삭날 (12) 은 상부측 (14) 과 각각의 측면 (15) 사이에 위치되며, 각각의 측면은 상부측 (14) 과 평탄한 바닥면 (16) 의 영역 사이를 연장한다. 비트의 4 개의 코너는 17 로 지시된다. 본 실시예에서, 비트의 상부측 (14) 은 평면의 형태로 도시된다. 그러나, 실제로, 동일한 상부측은 지형학적으로 (topography) 매우 다양하게 형성될 수도 있으며, 특히, 상이한 형식의 칩 브레이커를 포함할 수도 있다. 또한, 비트가 스크류 (19) (도 1 참조) 용 중앙 구멍 (18) 을 가짐으로써, 비트는 본체의 부속 포켓에 고정될 수도 있다.

도 8 내지 도 10 에 도시된 비트의 특징적 구성은, 각각의 개별 절삭날 (12) 에, 천이날부 (22) 를 통해 서로 이어지는 제 1 및 제 2 부분날 (20, 21) 이 형성되는 것이다. 도시된 바람직한 실시예에서, 각각의 절삭날 (12) 은 제 2 부분날 (21) 에 둔각으로 연장하는 제 3 부분날 (23) 을 또한 포함한다.

내접원 (IC) (중심 (S)) 은 4 개의 절삭날 각각의 제 2 부분날 (21) 에 접한다. 직경 (DIC) 을 갖는 이 내접원에서, 각각 기준면으로 기능하는 2 개의 직경면 (RP1, RP2) 이 삽입되어, 대향하는 절삭날 쌍에서 부분날 (21) 에 평행하게 개별적으로 연장한다. 각각의 이러한 가상의 기준면은 비트를 2개의 반부 (half) 로 나누고, 이 반부는 반전된 상태의 거울 대칭형이다. 따라서, 기준면 (RP1) 은 도 9에서 상반부 (3B) 와 하반부 (3A) 를 분리한다. 상기 반부 (3A, 3B) 중 하나가 반전된다고 가정하면, 즉 우측 부분이 좌측 부분으로 이동된다면, 2 개의 반부는 거울 대칭형이 될 것이다.

도 9 에 명확하게 도시된 바와 같이, 제 1 부분날 (20) 은 적어도 부분적으로 제 2 부분날 (21) 보다 기준면 (RP1) 으로부터 더 멀리 위치된다. 그러므로, 도 9 에 따른 비트가 도면 위에 위치된 공작물 (도시되지 않음) 에 진입한다면, 제 1 부분날 (20) 은 적어도 제 2 부분날 (21) 보다 먼저 공작물과 부분적으로 맞물리게 된다. 부분날 (20, 21) 사이의 천이날부 (22) 는 제 1 부분날 (20) 에 인접하는 볼록 (convex) 곡선부 (24)(도 9 의 저부 참조), 및 제 2 부분날 (21) 에 인접하는 오목 (concave) 곡선부 (25) 에 의해 규정된다. 이에 관해, 가상 또는 실제의 스트레이트 접선이 일정 각도 (α) 로 곡선부 (24, 25) 사이에서 기준면 (RP1) (및 기준면 (RP2) 에 각각) 을 연장한다. 상기 각도 (α) 는 10°이상 30°이하, 바람직하게는 13°이상 25°이하이다. 도시된 예에서, 각도 (α) 는 약 15°이다.

천이날부 (22) 를 통해, 제 1 부분날 (20) 과 내접원 (IC) 사이에 반경방향 거리차 (a1) 가 제공된다. 실제로, 상기 거리차는 내접원 직경 (DIC) 의 2% 이상 15% 이하, 바람직하게는 5% 이하이다. 서로 평행한 기준면 (RP1) 과 제 2 부분날 (21) 사이의 거리는 a2로 지시된다. 이 치수 (a2) 는 내접원 (IC) 의 반경과 동일하다.

제 2 부분날 (21) 을 코너 (17) 까지 연속으로 연장하게 할 수도 있지만, 전술한 바와 같이 제 3 부분날 (23) 이 코너 (17) 와 부분날 (21) 사이에 형성된다. 부분날 (23) 과 부분날 (21) 의 가상 연장부 사이의 각도 (β) 는 다양하게 변화할 수도 있지만, 1°이상 30°이하, 바람직하게는 10°이상 20°이하이다. 도시된 예에서, 각도 (β) 는 약 16°이다.

도 8 및 도 10 에 도시된 바와 같이, 절삭날 (12) 에 부여된 제 1 부분날 (20) 과 절삭날 (12) 근처의 제 3 부분날 (23) 은 공통의 브래킷형 돌출부 (26) 상에 형성되며, 그 두께 (T1) 는 비트의 전체 두께 (T) 보다 작다. 그러므로, 돌출부 또는 숄더 (26) 아래의 영역에 부분 지지면 (15A) 이 형성되며, 이 지지면은 측면 (15) 에 의해 형성된 주 지지면의 연장부에서 연장하며, 측면은 비트의 상부측 (14) 으로부터 비트의 바닥면 (16) 의 영역으로 연장한다. (상부측으로부터 바닥면의 영역으로 연장하는 돌출부와 반대로) 부분날 (20, 23) 이 제한된 두께의 돌출부 상에 형성됨으로써, 최적 영역을 갖는 실질적으로 L자형상 지지면이 얻어진다. 두께 (T1) 는 비트 전체 두께 (T) 의 25% 내지 40% 이다. 본 실시예에서, 두께 (T1) 는 전체 두께 (T) 의 약 33% 이다. 따라서, 비트 높이의 절반 이상을 따라, 하부 지지면이 비트 전체 폭을 따라 연장한다.

도 8 내지 도 10 과 관련하여, 또한, 인접한 부분날 (20, 23) 사이의 천이부 또는 코너 (17) 가 적절한 반경의 볼록하게 라운드진 날부 (27) 를 이룬다. 이와 관련하여, 각각의 부분날 (20, 21, 23) 은 도 8 내지 도 10 에 도시된 바와 같이, 직선이거나 적어도 부분적으로 볼록 또는 오목한 기본 형상을 갖게 약간 아치형으로 될 수도 있다. 예컨대, 부분날 (20) 은 볼록 기본 형상일 수 있으며, 부분날 (21) 은 오목 기본 형상일 수 있고, 형성가능한 제 3 부분날 (23) 은 볼록 일 수 있다.

도 9 에서, B 는 2 개의 코너 (17) 사이의 절삭날 (12) 의 길이를 나타낸다. 치수 (B1) 는 부분날 (20) 과 천이부 (22) 의 전체 길이를 나타내며, 이 길이는, 코너 (17) 로부터 천이부 (22) 가 제 2 부분날 (21) 과 이어지는 지점까지 계산된다. 도 9 에서 육안으로 볼 수 있는 바와 같이, 치수 (B1) 는 치수 (B) 의 절반보다 더 작다. 본 실시예에서, B1 은 B 의 43%이다. 실제로, 길이 (B1) 는 대응하는 길이의 반경방향 길이를 따라, 드릴의 회전시 후속하는 외주 절삭날 상의 내부 및 정면 비작동 코너날을 보호하기 위해, 길이 (B) 의 10% 이상 60% 이하, 바람직하게는 20% 이상 50% 이하이어야 한다.

이하, 도 6 을 참조하면, 도 6 은 본 발명의 주기능을 개략적으로 도시하며, 보다 명확하게는, 반전된 상태의 2 개의 거울형 유사 비트로 도시하며, 실선으로 도시된 중앙 비트 (3) 는 드릴의 중심 축선 (C) 에 가장 가깝게 위치되며, 일부 점선으로 도시된 주변 비트 (4) 는 회전 방향에서 보면 중앙 비트 바로 뒤에 배치되는 것으로 가정된다 (그러나, 실제로, 주변 비트 (4) 는 중앙 비트에 대해 대략 1/2 회전된 것으로 위치됨, 도 5 참조). 도 6 에서, 12-OP3은 중앙 비트 (3) 상의 작동 절삭날을 나타내며, 주변 비트 (4) 상의 작동 절삭날은 12-OP4로 나타낸다. 각각의 비트 상의 다른 3 개의 절삭날 (12) 은 비작동 상태이다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 작동 절삭날 (12-OP3, 12-OP4) 의 상이한 부분날은, 중심 축선 (C) 에 수직하게 연장하며 축선방향으로 이격된 횡단면 (TP) 에 위치된다. 따라서, 중앙 비트 (3) 의 작동 절삭날의 제 1 반경방향 외부 부분날 (20-3) 이 제 1 횡단면 (TP1) 에 위치된다. 뒤에 있는 횡단면 (TP2) 에, 주변 비트 (4) 의 작동 절삭날의 제 1 반경방향 내부 부분날 (20-4) 이 위치된다. 중앙 비트 (3) 의 제 2 부분날 (21-3) 이 다음 횡단면 (TP3) 에 위치된다. 마지막으로, (반경방향에서 상기 부분날 (20-4) 의 외측에 위치되는) 주변 비트 (4)의 제 2 부분날 (21-4)이 제 4 횡단면 (TP4) 에 위치된다. 실제로, 상이한 횡단면 사이의 축선방향 거리차는 개별 드릴에 있어서 이송에 따라 변한다. 일반적으로, 상기 거리차는 이송의 50% 이상이다. 이송을 0.4 ㎜/회전으로 가정한다. 그러면, 예컨대 횡단면 (TP1 및 TP2) 사이의 거리차는 0.2 ㎜ 이상이어야 한다. 그러나, 실제로, 이 거리차는 다소 크게, 예컨대, 회전당 이송의 60 내지 90%, 바람직하게는 약 75%로 선택된다.

드릴이 공작물에 진입하면, 제 1 단계에서 중앙 비트 (3) 의 반경방향 외부 부분날 (20-3) 이 재료와 맞물림한다. 드릴이 더 회전하면, 제 2 단계에서 주변 비트 (4) 의 내부 부분날 (20-4) 이 재료와 맞물림한다. 제 3 단계에서, 절삭날 (12-OP3) 전체가 횡단면 (TP3) 에 위치된 부분날 (21-3) 에 의해 재료와 맞물림하여, 절삭한다. 제 4 단계에서만, 주변 비트의 외부 제 2 부분날 (21-4) 이 재료를 절삭한다. 진입상의 상이한 단계에서, 비트 (3, 4) 의 상이한 부분날이 재료를 절삭함으로써, 개별적 절삭력의 크기의 감소가 보장되며, 힘을 4 개의 반경방향으로 상이한 링 형상 영역에 분배한다.

도 6 과 관련하여, 최상부로 도시된 주변 비트 (4) 의 내부 코너날 (27) (이 인덱싱 위치는 비작동임) 은 비트의 회전 방향에서 보았을 때 중앙 비트 (3) 의 외부 작동 코너 영역 뒤의 보호 위치에 있다. 즉, 상기 코너날 (27) 은 공작물에서 부분날 (20-3) 에 의해 오목하게 된 홈에 자유롭게 진행한다. 그러므로, 비트의 인덱싱에 따라 코너날이 작동 코너날 (27') 을 형성할 때, 코너날이 파손되지 않고 새롭게 된다.

이하, 도 7 을 참조하며, 도 7 은 중심 및 주변 비트 (3, 4) 가 상이한 설계에 따른 대안 및 실제 바람직한 실시예를 도시한다. 더욱 명확하게는, 중앙 비트 (3) 가 도 8 내지 도 10 에 따른 비트와 원리적으로 동일하게 형성되므로, 비트의 4 개의 절삭날 (12) 은 제 1 및 제 2 부분날을 포함하고, 주변 비트 (4) 는 정사각형이므로, 4 개의 절삭날 (13) 각각이 실질적으로 직선의 연속 날을 구성한다. 도 8 내지 도 10 과 동일하게, 중앙 비트 (3) 의 상이한 부분날은 20, 21로 나타내며, 천이날부는 22로 나타낸다. 중앙 비트 (3) 의 내접원은 IC3으로 나타내며, 주변 비트에 대응하는 내접원은 IC4로 나타낸다. R은 드릴 반경을 나타내며, 이는 중심 축선 (C) 과 주변 비트 (4) 상의 외부 코너날 (27-4) 사이의 반경방향 거리에 의해 표시된다. 상기 반경 (R) 은 오목한 구멍의 직경 (D = 2R) 을 결정함이 자명하다. 중앙 비트 (3) 의 반경 (R3) 은 중심 축선 (C) 과 중앙 비트의 상부 외부 코너날 (27-3) 사이의 거리에 의해 결정된다.

(도 7 의 최상부의) 작동 절삭날 (13) 이 경사져 드릴의 중심 축선 (C) 에 각도 (χ) 로 연장한다. 상기 각도는 91°이상 94°이하, 바람직하게는 92°이상 93°이하이어야 한다. 이는 최외각 활성 코너날 (27-4) 로부터 축선방향 후방으로 연장하는 주변 비트 (4) 의 외부 비작동 절삭날 (13) 이 1°내지 4°, 바람직하게는 2°내지 3°의 범위 내에 간극 (clearance) 각도를 갖는 것을 의미한다.

δ는 중앙 비트 (3) 의 활성 제 1 부분날 (20-3) 과 드릴의 중심 축선 (C) 사이의 각도를 나타낸다. 상기 각도는 90°이상 93°이하, 바람직하게는 91°이상 92°이하이어야 한다. 드릴의 중심 축선 (C) 과 천이날부 (22) (부분날 (20-3) 과 부분날 (21-3) 사이) 사이의 각도 (ε) 는 60°이상 70°이하이어야 한다(각도 (ε) 는 중앙 비트의 장착 상태에서 천이날부 (22) 의 기하학적 위치를 규정하는 것이며, 도 9 에서 각도 (α) 로 잘못 해석되어서는 안 된다).

중심 축선 (C) 과 중앙 비트의 제 2 부분날 (21-3) 사이의 각도 (λ) 는 바람하게는 84°이상 87°이하이다.

이하, 도 3 및 도 4 를 참조로 하면, 도 3 은 공작물의 초기 진입중 도 7 에 따른 중앙 비트 (3) 를 도시하며, 도 4 는 공작물의 초기 진입중 도 7 에 따른 주변 비트 (4) 를 도시한다. 전술한 바와 같이, 공작물로의 2 개의 비트의 진입은 다수의 상이한 단계로 이루어진다. 도 3 에 도시된 제 1 단계에서, 중앙 비트 (3) 의 작동 절삭날 상의 제 1 부분날 (20) 은 칩의 분리를 개시하면서, 공작물에 홈 (28) 을 형성한다. 상기 홈은 드릴의 중심 축선으로부터 반경방향으로 떨어져 있다. 도 4 에 도시된 다음 단계에서, 주변 비트 (4) 가 공작물로의 진입을 개시한다. 주변 비트 (4) 의 작동 절삭날 (13) 이 다소 경사짐으로써, 그 반경방향 내부 코너는 오목 홈 (28) 에 초기에 수납되며, 이후 절삭날 (13) 의 반경방향 외부 부분은 공작물에서 제 2 홈 (29) 의 오목가공을 연속적으로 개시한다. 드릴의 회전과 동시에 축선 방향으로 이송되면, 중앙 비트 (3) 상의 제 2 부분날 (21) 은 재료를 절삭하며(이 단계는 도 3 또는 도 4 에 도시되지 않음), 양 비트는 공작물에 완전히 진입한다. 중앙 비트의 작동 절삭날 전체가 재료를 절삭하면, 즉 부분날 (20-3, 21-3) 양자의 진입이 발생하면, 연속으로 칩이 분리되며, 선택된 각도 (ε) 의 결과로서, 천이날부 (22) 는 부분날 사이의 부드럽거나 평탄한 천이부를 형성한다.

Claims

드릴링 공구로서,

본체 (2) 와 중앙 비트 (3) (center bit) 및 주변 비트 (4) (periphery bit) 형태의 2 개의 교체 가능한 인덱서블 (indexible) 비트를 구비하며, 상기 본체는 전방 단부 (7) 로부터 후방으로 연장하는 2개의 칩 채널 (chip channel) (8, 8') 을 구비하며, 또한 기하학적 중심 축선 (C) 을 중심으로 회전할 수 있으며, 이 기하학적 중심 축선은 축선 방향으로 서로 직교하면서 연장하는 2 개의 가상의 직경면 (P1, P2) 과 교차하고, 상기 비트는 칩 채널 (8, 8') 에 인접한 본체의 전방 단부에 형성된 포켓 (pocket) (9, 10), 더욱 명확하게는 중심 축선 (C) 에 인접한 제 1 포켓 또는 중앙 포켓 (9) 및 본체의 주변에 인접한 제 2 포켓 또는 주변 포켓 (10) 에 각각 장착되며, 비트와 포켓은 제 1 직경면 (P1) 을 따라 서로 이격되어 있고, 중앙 비트 (3) 는, 작동 절삭날 (12) 이 제 2 직경면 (P2) 과 교차하는 위치에 위치되는 상기 드릴링 공구에 있어서,

중앙 비트 (3) 는 하나의 동일 형상을 갖는 4 개의 절삭날 (12) 을 포함하며, 또한 천이날부 (transition edge portion) (22) 에 의해 이격된 2 개의 부분날 (20, 21) 을 구비하며, 작동 상태에서는 중심 축선 (C) 으로부터 떨어져 있는 제 1 부분날 (20) 은 중심 축선에 더 가까이 있는 제 2 부분날 (21) 앞에 축선 방향으로 위치되고, 주변 비트 (4) 의 작동 절삭날 (operative cutting edge) 은 중심 축선에 수직한 가상의 횡단면 (TP2) 에 부분적으로 또는 전체적으로 위치되며, 상기 횡단면은 공작물 (11) 을 진입시키기 위해, 중앙 비트 (3) 의 2 개의 부분날 (20, 21) 의 두 횡단면 (TP1, TP3) 사이에 위치되고, 즉 한편으로 중앙 비트의 제 1 반경방향 외부 부분날 (20) 뒤에, 다른 한편으로 중앙 비트의 제 2 부분날 (21) 앞에 위치되는 것을 특징으로 하는 드릴링 공구.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 직경면 (P2) 과 교차하는 중앙 비트 (3) 의 작동 절삭날 (12) 에 포함된 부분날 (21, 또는 23) 은 상기 면에 대해 60°이상 75°이하의 각을 이루는 것을 특징으로 하는 드릴링 공구.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 중앙 비트의 개별 절삭날 (12) 상의 천이날부 (22) 와 함께 제 1 부분날 (20) 은, 대응하는 길이의 반경방향 길이를 따라, 드릴의 회전시 뒤따르는 외주 절삭날 (13) 상의 내부 및 전방 비작동 코너날 (27) 을 보호하기 위해, 절삭날의 총 길이 (B) 의 10% 이상 60% 이하인 길이 (B1) 를 갖는 것을 특징으로 하는 드릴링 공구.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 중앙 비트 (3) 상의 절삭날 (12) 은 가상의 내접원(IC) 에 접하며, 직경면 (RP1) 은, 제 2 부분날 (21) 과 평행한 방향으로 연장하며 비트를 반전된 상태의 거울 대칭형인 2 개의 반부 (half) 로 가상 분할하는 기준면으로서 작용하고, 개별 절삭날의 2 개의 부분날 (20, 21) 은 천이날부 (22) 를 통해 서로 이어지며, 천이날부는 한편으로 제 1 부분날 (20) 에 인접한 볼록 곡선부 (24) 및, 다른 한편으로 제 2 부분날 (21) 에 인접한 오목 곡선부 (25) 로 규정되며, 이들 곡선부 사이의 가상 또는 실제의 접선이 기준면 (RP1) 에 대해 10°이상 30°이하의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 드릴링 공구.
제 4 항에 있어서, 천이날부 (22) 에 의해 형성된 내접원 (IC) 과 제 1 부분날 (20) 사이의 거리차 (a1) 는 내접원 직경 (DIC) 의 2% 이상 15% 이하인 것을 특징으로 하는 드릴링 공구.
제 4 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 부분날 (20, 21) 외에 중앙 비트 (3) 의 개별 절삭날은 상기 제 2 부분날 (21) 과는 기준면 (RP1) 에 대해 다른 각도 (β) 를 이루는 제 3 부분날 (23) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴링 공구.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 중앙 비트 (3) 의 개별 절삭날 (12) 의 제 1 부분날 (20) 은 브래킷형 돌출부 (26) 상에 부분적으로 또는 전체적으로 형성되며, 그 두께 (T1) 는 비트의 두께 (T) 보다 작게 되어 있어, 돌출부 (26) 와 비트의 바닥면 (16) 사이에는 지지면 (15A) 이 형성되고, 이 지지면은 제 2 부분날 (21) 에 인접한 지지면 (15) 의 연장부에 있으며, 또한 해당 절삭날 (12) 이 비작동일 때, 제 2 부분날에 인접한 상기 지지면과 함께 중앙 포켓에 있는 반경 방향 또는 축선 방향 지지부에 대하여 가압되는 것을 특징으로 하는 드릴링 공구.
4각형 본체 및 4 개의 유사한 절삭날 (12) 을 갖는 인덱서블 드릴 비트로서,

절삭날 (12) 은 개별적으로 천이날부 (22) 를 통해 서로 이어지는 제 1 및 제 2 부분날 (20, 21) 을 구비하며, 4 개의 절삭날의 제 2 부분날 (21) 은 기준면 (RP1) 으로 역할하는 직경면을 갖는 가상의 내접원(IC) 에 접하며, 상기 직경면은 제 2 부분날 (21) 에 평행하며 또한, 비트를 반전된 상태의 거울 대칭형인 2 개의 반부로 분할하고, 제 1 부분날 (20) 은 제 2 부분날 (21) 보다 상기 기준면 (RP1) 으로부터 먼 거리에서 부분적으로 또는 전체적으로 위치되며, 천이날부 (22) 는 제 1 부분날 (20) 에 인접한 볼록 곡선부 (24) 와, 또한 제 2 부분날 (21) 에 인접한 오목 곡선부 (25) 에 의해 규정되며, 이들 곡선 사이의 가상 또는 실제의 접선은 기준면 (RP1) 에 대해 10°이상 30°이하의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 8 항에 있어서, 천이날부 (22) 에 의해 형성된 내접원 (IC) 과 제 1 부분날 (20) 사이의 거리차 (a1) 는 내접원의 직경 (DIC) 의 2% 이상 15% 이하인 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 제 1 및 제 2 부분날 (20, 21) 외에 개별 절삭날 (12) 은 근방의 제 2 부분날 (21) 과는 기준면 (RP1) 에 대해 다른 각도 (β) 를 이루는 제 3 부분날 (23) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 제 1 부분날 (20) 은 브래킷형 돌출부 (26) 상에 형성되며, 그 두께 (T1) 는 비트의 총 두께 (T) 보다 작게 되어 있어, 돌출부와 비트의 바닥면 사이에는 지지면 (15A) 이 형성되고, 이 지지면은 제 2 부분날 (21) 에 인접한 지지면 (15) 의 연장부에 있는 것을 특징으로 하는 드릴 비트.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 직경면 (P2) 과 교차하는 중앙 비트 (3) 의 작동 절삭날 (12) 에 포함된 부분날 (21, 또는 23) 은 상기 제 2 직경면에 대해 65°이상 70°이하의 각을 이루는 것을 특징으로 하는 드릴링 공구.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 중앙 비트의 개별 절삭날 (12) 상의 천이날부 (22) 와 함께 제 1 부분날 (20) 은, 대응하는 길이의 반경방향 길이를 따라, 드릴의 회전시 뒤따르는 외주 절삭날 (13) 상의 내부 및 전방 비작동 코너날 (27) 을 보호하기 위해, 절삭날의 총 길이 (B) 의 20% 이상 50% 이하인 길이 (B1) 를 갖는 것을 특징으로 하는 드릴링 공구.
제 4 항에 있어서, 천이날부 (22) 에 의해 형성된 내접원 (IC) 과 제 1 부분날 (20) 사이의 거리차 (a1) 는 내접원 직경 (DIC) 의 2% 이상 5% 이하인 것을 특징으로 하는 드릴링 공구.
제 8 항에 있어서, 천이날부 (22) 에 의해 형성된 내접원 (IC) 과 제 1 부분날 (20) 사이의 거리차 (a1) 는 내접원의 직경 (DIC) 의 2% 이상 5% 이하인 것을 특징으로 하는 드릴 비트.