KR101803300B1

KR101803300B1 - 트위스트 드릴 및 제조 방법

Info

Publication number: KR101803300B1
Application number: KR1020157034689A
Authority: KR
Inventors: 코린나 아크라이트너; 귄터 도마니; 마르크 빈클러; 카르슈텐 페터스
Original assignee: 힐티 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2013-05-06
Filing date: 2014-04-29
Publication date: 2017-12-01
Anticipated expiration: 2034-04-29
Also published as: US20160074945A1; EP2994255A1; CN105209190A; EP2801421A1; KR20160006196A; US10245657B2; CN105209190B; EP2994255B1; WO2014180709A1

Abstract

본 발명에 따른 트위스트 드릴(1)은 드릴축(2)을 따라 연속해서 배치된 드릴 헤드(3), 연속하는 2개, 3개 내지 6개 피치의 나사선 구조(4) 및 삽입 단부(5)를 포함한다. 나사선 구조(4)는 드릴축(2)을 중심으로 회전 당 주기적으로, 3회 내지 6회 변경되는 방사방향 외부 치수(18)를 갖는다. 또한 본 발명은 이러한 드릴의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

트위스트 드릴 및 제조 방법{TWIST DRILL AND PRODUCTION METHOD}

본 발명은 트위스트 드릴 및 트위스트 드릴, 특히 보강재를 포함한 콘크리트 및 석재의 드릴 비트 가공을 위한 트위스트 드릴의 제조 방법에 관한 것이다.

석재, 강화 콘트리트 등의 가공을 위한 드릴은 예를 들어 US 7,021,872호에 공개되어 있다. 나사선 구조는 기본적으로 드릴 커팅물을 드릴 홀로부터 배출해야 한다. 종래 방식의 나선형 나사선 구조는, 확실한 드릴 커팅물의 운반뿐만 아니라, 적당한 제조비용으로 인해 바람직한 것으로 입증되었다. 그러나 종래의 나사선 구조는 특히 이용되는 제조 방법으로 인해 다른 특성들에서 절충 과정에 있다. 하나의 양상은 드릴홀 벽에서 나사선 구조의 마찰이다.

본 발명에 따른 트위스트 드릴은, 드릴축을 따라 연속해서 배치된 드릴 헤드, 연속하는 2개, 3개 내지 6개 피치의 나사선 구조 및 삽입 단부를 포함한다. 나사선 구조는 드릴축을 중심으로 회전 당 주기적으로, 즉 2회, 3회 내지 6회 변경되는 방사방향 외부 치수를 갖는다. 외부 치수는 바람직하게 최대 10% 그리고 바람직하게는 최소 2% 변경된다.

트위스트 드릴은 연속하는 나사선 구조를 포함하고, 상기 나사선 구조는 전체 회전을 따라 드릴 커팅물의 제거에 기여한다. 나사선 구조의 가변 직경으로 인해, 나사선 구조는 소수의 지점에서만 드릴홀 벽에 접촉한다. 이로 인해 마찰이 감소할 수 있다.

트위스트 드릴의 본 발명에 따른 제조 방법은 하기 단계들을 포함한다. 리브로 메쉬 구조를 형성하기 위해 블랭크의 외부 표면에 다수의 리세스가 압연된다. 서로 평행한 제 1 리브들은 블랭크의 축을 따라 연장되고, 서로 평행한 제 2 리브들은 경사각으로 제 1 리브에 대해 기울어져 연장된다. 제 1 리브들은 인접한 제 2 리브들 사이에 위치한 섹션을 포함한다. 상기 섹션에 그루브가 압연된다. 압연된 블랭크의 하나의 단부면에 드릴 헤드가 형성된다.

2단계 압연 방법은 동시에 드릴의 형태를 위한 새로운 디자인 자유도를 가능하게 하는 드릴의 효율적인 제조 방법이다.

리세스들은 서로 평행한 그리고 축을 따라 정렬된 열로 압연될 수 있다. 축을 따라 인접한 리세스들은 축을 따라 중첩될 수 있다. 원주 방향으로 인접하는 리세스들은 원주 방향으로 이격될 수 있다.

리세스들의 표면은 각각의 방향을 따라 오목한 실시예가 제안된다. 리세스들의 형태는 곡률과 관련해서 제조될 나사선 구조와 상당히 다르다. 그러나, 소정의 나사선 구조의 제조를 위해 오목한 리세스들로 충분한 것이 입증되었다. 바람직하게는 리세스들의 경우 나사선 구조의 형태 내에 그루브의 직접적인 압연의 경우보다 롤링툴에 대한 요구가 까다롭지 않다.

그루브들은 제 2 리브에 대해 평행하게 연장되는 실시예가 제안된다. 그루브의 표면은 제 2 리브에 대해 평행한 방향으로 볼록할 수 있다. 그루브는 리세스 위에 압연된다. 그루브는 종래의 나사선 구조의 나사선 베이스의 오목한 경로와 일치한다.

그루브는 리세스의 깊이와 10% 미만의 차이를 갖는 깊이로 압연되는 것이 제안된다.

하기 설명은 바람직한 실시예 및 도면을 참고로 본 발명을 설명한다.
도 1은 트위스트 드릴을 도시한 도면.
도 2는 트위스트 드릴의 나사선 구조의 횡단면 II-II을 도시한 도면.
도 3은 트위스트 드릴의 나사선 구조의 횡단면 III-III을 도시한 도면.
도 4는 나선형의 나사선 베이스를 따른 단면도.
도 5는 제 1 압연 스탠드의 단면도.
도 6은 제 1 압연 스탠드에서 본 하프 블랭크의 단면 VI-VI을 도시한 도면.
도 7은 하프 블랭크의 횡단면 VII-VII을 도시한 도면.
도 8은 VIII 방향에서 본, 하프 블랭크의 제 1 측면도.
도 9는 IX 방향에서 본, 하프 블랭크의 제 2 측면도.
도 10은 하프 블랭크의 표면의 전개도.
도 11은 제 2 압연 스탠드의 단면을 도시한 도면.
도 12는 제 2 압연 스탠드의 단면 XII-XII을 도시한 도면.
도 13은 제 2 압연 스탠드 후에 하프 블랭크의 표면의 전개도.
동일하거나 기능이 동일한 요소들은 도면에서 달리 제시되지 않는 한 동일한 도면부호를 갖는다.

도 1은 예시적인 트위스트 드릴(1)을 개략적으로 간단히 도시한다. 트위스트 드릴(1)은 드릴축(2)을 따라 연속해서 배치된 드릴 헤드(3), 나선형 나사선 구조(4) 및 삽입 단부(5)를 포함한다.

도시된 트위스트 드릴(1)은 강화 석재의 가공을 위해, 특히 회전 운동에 중복되는 드릴 비트 작동을 위해 설계된다. 드릴 헤드(3)는 충격 방향(6)을 향하는 4개의 드릴 비트 에지(7)를 포함한다. 드릴 비트 에지들(7)은 각각 드릴(1)의 회전 방향으로 선행하는 면과 후행하는 면의 교차 라인으로 형성되고, 상기 2개의 면은 드릴축(2)에 대해 기울어져 있고, 서로 적어도 60°기울어져 있다. 드릴 비트 에지(7)는 실질적으로 방사방향으로, 예를 들어 드릴 헤드(3)의 팁(8)에서부터, 드릴 비트 에지(7)가 바람직하게 팁(8)에 비해 충격 방향(6)으로 뒤에 위치한, 드릴 헤드(3)의 가장자리까지 연장된다. 축(3)에 대한 드릴 비트 에지(7)의 경사는 방사방향으로 일정할 수 있거나 가장자리에서보다 팁(8)의 영역에서 더 작을 수 있다. 특히 드릴 비트 에지(7)의 가장자리는 드릴축(2)에 대해 수직으로 연장될 수 있다. 드릴 헤드(3)의 가장자리에서 드립 라인(9;drip line)은 충격 방향(6)을 향하는 드릴 비트 에지(7)에 연결되고, 상기 드립 라인은 축(3)에 대해 평행하게 연장된다. 드립 라인(9)은 바람직하게 방사방향으로 나사선 구조(4)를 넘어서 돌출한다. 드릴 헤드(3)의 원주에 드릴축(2)에 대해 평행하게 연장되는 배출 홈(10)이 제공되고, 상기 홈을 따라 드릴 홀 밖으로 드릴링 잔여물이 배출될 수 있다. 배출 홈(10)은 드릴 비트 에지들(7) 사이에 원주 방향(11)으로 배치된다. 드릴 헤드(3)는 바람직하게, 예컨대 텅스텐카바이드와 금속 결합제를 포함하는 소결된 초경 합금으로 이루어진 연결 바디이다. 도시된 드릴 헤드(3)는 상이하게 형성된 2쌍의 드릴 비트 에지를 포함하고, 상기 쌍 중 팁(8)을 형성하는 드릴 비트 에지를 메인 커팅 에지라고 하고, 다른 쌍은 보조 커팅 에지라고 한다. 드릴 비트 바디는 4개 대신에 예를 들어 2개의 메인 커팅 에지만을 포함할 수 있거나, 3개의 또는 4개 이상의 드릴 비트 에지를 포함할 수도 있다.

나사선 구조(4)는 다수의 나선형 나사선 웹(12)을 포함하고, 상기 나사선 웹들은 회전 대칭 코어(13)의 둘레에 배치된다. 나사선 웹(12)의 개수는 바람직하게 드릴 비트 에지(7)의 개수와 같다. 예시적인 나사선 구조(4)는 4개의 나사선 웹(12)을 갖고, 즉 4개의 피치를 갖는다. 나사선 웹(12)은 예를 들어 원주 방향(11)으로 동일한 각도 간격, 예를 들어 90°간격으로 배치된다. 인접한 나사선 웹들(12) 사이의 축방향 간격(14)은 바람직하게 동일한 크기이고, 드릴축(2)을 따라 일정하다. 축방향 간격(14)은 실시예에서 나사선 웹(12)의 피치 높이의 1/4이다.

나사선 웹들(12)은 바람직하게 동일한 치수와 형태를 갖는다. 나사선 웹(12)의 표면은 나선형으로 드릴축(2) 둘레에 와인딩된 2개의 플랭크(15, 16)를 갖는다. 제 1 플랭크(15)는 연속해서 드릴 헤드(3)를 향하고, 제 2 플랭크(16)는 연속해서 드릴 헤드(3) 반대를 향한다. 드릴축(2)에 대한 제 1 플랭크(15)의 방사방향 간격은 원주 방향(11)으로 실질적으로 일정하게 증가하고, 제 2 플랭크(16)의 방사방향 간격은 원주 방향(11)으로 실질적으로 일정하게 감소한다. 나사선 리지(17)는 제 1 플랭크(15)와 제 2 플랭크(16) 사이의, 즉 상기 플랭크들의 방사방향으로 돌출하는 에지들 사이의 이행부를 형성한다. 나사선 리지(17)는 드릴축(2)에 대해 실질적으로 수직으로 정렬된, 나선형 밴드이거나 구조적으로 간단하게, 드릴축(2) 둘레에 와인딩된 연속하는 라인일 수 있다. 드릴축(2)을 따라 중단되지 않는 라인은 드릴축(2)에 대해 수직으로 정렬된, 나사선 웹(12)의 모든 각각의 횡단면에서 볼 때 드릴축(2)에 대해 최대 간격(18)을 갖는 지점을 포함한다. 간격(18)은 하기에서 나사선 리지(17)의 높이(18)라고 한다.

나선형 나사선 베이스(19)는 각각 인접한 2개의 나사선 웹(12) 사이에서 연장된다. 나사선 베이스(19)는 연속하는 나선형 라인일 수 있거나 드릴축(2)에 대해 실질적으로 수직으로 연장되는 밴드일 수 있다. 나사선 베이스(19)는 드릴축(2)에 대해 최소 방사방향 간격을 갖는다. 코어(13)는 나사선 베이스(19)에서 노출된다.

일반적인 나사선 구조는 축을 따라 횡단면의 균일한 치수와 형태를 갖는다. 하나의 평면의 횡단면은 드릴축을 중심으로 하는 회전에 의해 평행한 평면의 모든 횡단면에 일치하도록 맵핑될 수 있다. 특히 나사선 리지의 높이는 일정하다.

트위스트 드릴(1)의 나사선 구조(4)의 횡단면 형태는 드릴축(2)을 따라 주기적으로 변한다. 형태는 바람직하게는 인접한 나사선 피치(12)의 축방향 간격(14)으로 반복되고, 즉 주기성은 바람직하게 축방향 간격(14)의 역(inverse)과 같다. 도 2는 드릴축(2)에 대해 수직인 평면 II-II의 제 1 횡단면을 도시하고, 도 3은 평면 II-II에 대해 평행한 평면 III-III의 제 2 횡단면을 도시한다. 2개의 평면, II-II, III-III사이의 오프셋은 주기의 절반에 해당하고, 즉 인접한 2개의 나사선 피치(12) 사이의 축방향 간격(14)의 절반에 해당한다. 도 2 및 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 평면 II-II, III-III의 횡단면들은 회전에 의해 합동되도록 서로 맵핑될 수 없고, 이는 하기에서 다른 형태라도 한다. 절반 주기 내의 전체 횡단면들은 다른 형태를 갖는다.

나사선 구조(4)는 일정한 외부 반경(20)을 갖는 실린더 내로 돌려 넣어진다. 또한 나사선 구조(4) 내로 일정한 내부 반경(21)을 갖는 전체 실린더(코어;13)가 돌려 넣어질 수 있다. 실린더는 도 2 내지 도 4에서 파선으로 표시된다. 나사선 구조(4)의 방사방향 외부 치수(18)는 드릴축(2)을 따라 주기적으로 변한다. 방사방향 외부 치수(18)는 평면 III-III보다 평면 II-II에서 더 크다. 따라서 나사선 구조(4)는 둘레를 둘러싸는 실린더에 점방식으로만 접촉한다. 방사방향 외부 치수(18)는 바람직하게 10%까지, 바람직하게 적어도 2% 변한다. 진폭의 편차는 드릴 커팅물의 연속적인 운반과 관련해서 제한된다. 그러나 예를 들어 나사선 리지(17)의 리플에 의한 약간의 편차에 의해 미세 입자의 드릴 커팅물이 접착되고, 바람직하지 않게 고착되는 드릴 커팅물과 드릴홀 벽 사이의 마찰을 증가시킬 수 있다. 방사방향 외부 치수(18)는 천천히, 예를 들어 나사선 리지(17)의 완전한 회전 당 3회 내지 6회, 이 경우 예를 들어 4회 변경된다. 나사선 구조(4)의 프로파일(22)은 변경되는 외부 치수(18)에 의해 규정되고, 상응하는 3개 내지 6개의 회전 대칭형을 갖는다.

도 4는 드릴축(2)을 중심으로 하는 전개도에 나사선 리지(17)의 부분을 도시한다. 단면 IV-IV은 나선형이고, 나사선 베이스(19)를 따른다(종좌표와 횡좌표는 축척을 따르지 않음). 나사선 리지(17)는 드릴축(2)을 따라 주기적으로 변하는 높이(18)를 갖는다. 드릴축(2)에 대해 수직인 각각의 횡단면에서 드릴축(2)으로부터 가장 멀리 떨어져 있는 지점들(나사선 리지;17)은 드릴축(2)에 대해 상이한 간격(높이;18)을 갖는다. 높이(18)는 드릴축(2)을 따라 일정한 간격(14)으로 주기적으로 연속하는, 하기에서 첨단부(23)라고 하는 최대치를 갖고, 첨단부(23) 사이에 위치한, 하기에서 새들(24;saddle)이라고 하는 최소치를 갖는다. 첨단부(23), 즉 최대값과 새들(24), 즉 최소값 사이에서 높이(18)는 10%까지, 바람직하게는 적어도 3% 변경된다. 나사선 구조(4)는 드릴링 시 첨단부(23)만이 드릴홀 벽에 접촉한다. 이로써 특히 깊이 드릴링 시 마찰 손실이 감소할 수 있다.

나사선 리지(17)는 바람직하게 드릴축(2)을 중심으로 회전시마다 나사선 구조(4)가 갖는 나사선 웨지(12)와 동일한 다수의 첨단부(23)를 갖는다. 인접한 첨단부들(23) 사이의 축방향 간격은 바람직하게 인접한 나사선 리지(17)의 축방향 간격(14)과 같다. 원주 방향(11)으로 나사선 리지(17)의 2개의 첨단부들(23) 사이의 간격은 다수의 나사선 웹(12)에 의한 원주의 분할된 부분들과 동일하고, 도시된 예에서 90°이다.

나사선 웹(12)은 바람직하게 동일한 치수를 갖고, 동일한 형태와 배치는 회전 대칭이다. 인접한 나사선 리지(17)의 첨단부(23)는 원주 방향(11)으로 나사선 리지(17)의 첨단부(23)에 대향 배치된다. 나사선 리지(17)의 첨단부(23)는 이로써 바람직하게 각각의 다른 나사선 리지(17)의 각 첨단부(23)와 함께 드릴축(2)에 대해 수직인 평면 II-II에 위치한다. 도 2에 도시된 예에서 평면 II-II에 4개의 나사선 구조(4)마다 하나의 첨단부(23)가 제공된다. 또한 바람직하게 인접한 나사선 리지(17)의 첨단부(23)는 축방향으로 하나의 나사선 리지(17)의 첨단부(23)에 대향 배치될 수 있다. 각각의 첨단부(23)는 여기에서 4개의 직선 중 하나의 직선 위에 위치하고, 상기 직선들은 드릴축(2)에 대해 평행하게 연장되고, 드릴축(2) 둘레에 동일한 각도 간격으로, 여기에서는 90°로 배치된다. 직선의 개수는 나사선 웨지(12)의 개수에 해당한다.

새들(24), 즉 높이(18)의 최소치는 2개의 연속하는 첨단부들(23) 사이의 대략 절반 거리에 위치한다.

나사선 베이스(19)는 드릴축(2)을 따라 일정한 방사방향 간격(25)을 가질 수 있다. 바람직한 실시예에서 드릴축(2)을 따라 나사선 베이스(19)의 작은 주기적인 변화가 나타난다. 나사선 베이스(19)의 방사방향 간격의 최소치(26)는 바람직하게 나사선 리지의 첨단부(23)와 함께 드릴축(2)에 대해 수직인 평면 II-II에 위치한다. 나사선 베이스(19)의 방사방향 간격의 최대치(27)는 바람직하게 나사선 리지의 새들(24)과 함께 드릴축(2)에 대해 수직인 평면 III-III에 위치한다. 나사선 베이스(19)와 나사선 리지(17)는 이로써 드릴축(2)에 대해 반대방향 경사를 갖는다.

하기에 설명되는 트위스트 드릴(1)의 제조 방법은 주로 나사선 구조(4)의 제조와 관련된다. 삽입 단부(5)의 전술한 제조와 드릴 헤드(3)의 제조 또는 설치는 바람직한 예일 뿐이다.

도 5와 도 6은 블랭크(28)의 제 1 가공을 종단면도 V-V 또는 횡단면도 VI-VI에 개략적으로 도시한다. 블랭크(28)는 예를 들어 실린더형 와이어이다. 블랭크(28)의 횡단면은 간단한 공급을 위해 바람직하게 원형이지만, 원형에 가까운 다른 형태, 예를 들어 다각형, 타원형일 수도 있다.

도시된 제조 방법은 후속하는 성형 단계 전에 블랭크(28)를 소정의 길이로, 예를 들어 나사선 구조(4)의 길이 또는 삽입 단부(5)를 포함한 트위스트 드릴(1)의 길이로 연장한다. 바람직한 변형예에서 나사선 구조(4)가 먼저 블랭크(28) 내로 성형되고, 성형된 블랭크는 후속해서 다수의 나사선 구조(4)로 커팅된다.

4개의 롤링툴(29)을 가진 제 1 스탠드에 의해 블랭크(28)에 다수의 리세스(30)가 제공된다. 리세스(30)의 압연은 길이방향 압연에 의해 이루어진다. 블랭크(28)의 이동 방향(31)은 블랭크의 축(2)에 대해 평행하다. 롤링툴(29)은 블랭크(28)에서 블랭크(28)의 축(2)에 대해 평행하게 롤링한다. 롤링툴(29)의 회전축(32) 또는 선회축은 블랭크(28)의 축(2) 및 이동 방향(31)에 대해 수직이다.

롤링툴들(29)은 바람직하게 동일하게 형성된다. 또한 롤링툴들(29)은 블랭크(28)의 축(2)을 중심으로 동일한 각도 간격으로 배치된다. 각각의 롤링툴(29)은 이로써 블랭크(28)의 다른 각도 섹션(33)을 가공하고, 각도 섹션(33) 내로 축(2)을 따라 연속하는 리세스(30)의 열을 형성한다. 인접한 리세스들(30)의 축(28)을 따른 간격은 바람직하게 일정하다.

롤링툴(29)은 원주에 배치된 다수의 톱니(34)를 가진 실질적으로 나선형 톱니휠의 형태를 갖는다. 톱니들(34)은 예를 들어 프리즘형이고, 즉 상기 톱니의 횡단면은 회전축(32)을 따라 일정하다. 예시적으로 도시된 횡단면은 분할 원 형태이고, 즉 톱니들(34)은 실린더형 세그먼트의 형태를 갖는다. 톱니(34)의 헤드 라인(35)은 회전축(32)에 대해 기울어져 있다. 회전축(32)과 헤드 라인(35) 사이의 경사각(36)은 30°내지 60°도이다. 톱니들(34)은 바람직하게 모두 동일하게 형성된다.

롤링툴(29)로 바람직하게 냉간 성형된 블랭크(28), 이하 하프 블랭크(37)는 도 7 및 도 8에 도시된다. 도 7은 평면 VII-VII의 횡단면을 확대 도시하고, 도 8은 방향 VIII에서 본 측면도를 도시하고, 도 9는 방향 IX에서 본 측면도를 도시하고, 도 10은 축(2)을 중심으로 하는 전개도를 도시한다.

하프 블랭크(37) 내로 성형된 리세스들(30)은 예를 들어 타원형 또는 다이아몬드 형태의 윤곽을 갖는다. 리세스들(30)은 동일하게 형성된다.

리세스(30)의 길이방향 축(38)은 가장 멀리 떨어져 있는 리세스들(30)의 2개의 단부를 통해 연장되고, 이로써 상기 리세스의 최대 치수(39)를 규정한다. 길이방향 축(38)을 따른 리세스(30)의 치수(39)는 바람직하게 길이방향 축(38)에 대해 수직인 리세스(30)의 치수의 2배 이상의 크기를 갖는다. 리세스(30)의 길이방향 축(38)은 하프 블랭크(37)의 축(2)에 대해 경사각(41)만큼 기울어져 있다. 경사각(41)은 바람직하게 30°내지 60°이다.

리세스(30)의 표면(42)은 바람직하게 오목한 실린더형 또는 오목한 프리즘 형태이다. 리세스(30)는 실질적으로 실린더형 블랭크(28)를 포함하는 원형 또는 타원형 실린더의 단면의 형태를 갖는다. 리세스(30)는 길이방향 축(38)에 대해 평행하게 만곡되지 않고, 다른 모든 방향으로 일정한 또는 가변적인 포지티브 곡률에 의해 오목하다. 대안으로서 리세스(30)는 렌즈 형태로 형성될 수 있다. 리세스(30)는 모든 방향으로 볼록하고, 즉 길이방향 축(38)을 따라서도 포지티브하게 만곡된다. 길이방향 축(38)에 대해 평행한 표면(42)의 곡률은 길이방향 축(38)에 대해 수직인 표면(42)의 곡률보다 크다. 리세스(30)의 네가티브 곡률, 즉 오목한 라인은 어떠한 실시예에서도, 가장 심하게 만곡된 길이방향 축(38)을 따라서도 바람직하지 않다.

리세스들(30)은 예를 들어 4개의 열(43)에 배치된다. 열들(43)은 바람직하게 축(2)에 대해 평행하게 정렬되고, 따라서 각각의 열(43)은 다른 각도 섹션(33)에서 연장된다. 원주 방향(11)으로 인접한 리세스들(30)은 이로써 원주 방향(11)으로 중첩하지 않는다. 축(2)을 중심으로 블랭크(28)의 회전은 이를 위해 리세스(30)의 압연 동안 중단된다.

원주 방향(11)으로 인접한 열들(43)은 각각 축방향으로 연장되는 리브(44)에 의해 서로 분리된다. 축방향으로 연장되는 리브들(44)은 축(2)에 대해 거의 평행하고, 중단 없이 바람직하게는 블랭크(28)의 전체 길이에 걸쳐, 적어도 리세스(30)를 갖는 블랭크(28)의 섹션을 따라 연장된다. 리브(44)의 방사방향 높이(45), 즉 축(2)에 대한 상기 리브의 치수는 각각의 횡단면에서 항상 최대 방사방향 치수이다. 하프 블랭크(37)의 외부 치수는 최초의 블랭크(28)의 외부 치수보다 크다.

리세스(30)는 축(2)에 대해 최소 간격(21)에 위치한 최저점(46)을 갖는다. 최저점(46)은 바람직하게 거의 대칭인 리세스(30)의 중앙에 놓인다. 축(2)에 대한 표면(42)의 간격은 모든 방향으로 최저점(46)에 대해 간격을 갖도록 일정하게, 바람직하게 매우 일정하게 증가한다. 열(43)의 리세스들(30)의 최저점(46)은 바람직하게 축(2)에 대해 평행한 라인(47)에 위치한다.

하나의 열(43) 내에서 인접하는 리세스들(30), 즉 축(2)을 따라 인접하는 리세스들(30)은 축(2)을 따라 중첩한다. 이는 도면에서 바람직하게 전방 리세스(48)에 대해 도시되고, 축과 평행한 방향(6)으로 후방 리세스(49)는 상기 리세스를 따른다. 축(2)에 대해 수직으로 연장되는 평면(11)은 2개의 리세스(48, 49)를 커팅한다. 전방 리세스(48)의, 방향(6)으로 후방 단부(14)는 방향(6)으로 평면(11)의 후방에 위치한다. 반대로, 후방 리세스(49)의, 방향(6)으로 전방 단부(50)는 방향(6)으로 평면(11)의 전방에 위치한다. 축(2)에 대해 평행한 리세스(30)의 치수(51)와 관련해서 리세스(30)는 10% 내지 20%의 길이(14)만큼 축방향으로 인접한 리세스(30)와 중첩된다.

열(43) 내에서 인접한 리세스들(30)은 축(2)에 대해 기울어진 리브들(52), 이하 경사 리브(52)에 의해 분리된다. 경사 리브들(52)은 서로 평행하고, 경사각(53)으로 축(2)에 대해 기울어진다. 경사 리브들(52)은 연속해서 축방향 리브(44)와 동일하게 블랭크(28)의 전체 길이에 걸쳐 또는 리세스(30)를 포함하는 전체 영역에 걸쳐 연장된다. 경사 리브들(52)은 처음의 블랭크(28)의 횡단면을 넘어서 돌출한다. 리세스(30)로부터 밀려 나온 재료는 리브(44, 52)에 분포된다. 경사 리브(52)의 높이는 특히 인접한 리세스들(30)의 중첩하는 영역에서 축방향 리브(44)의 높이보다 작을 수 있다.

축방향 리브(44)와 경사 리브(52)는 교차점(54)에서 서로 교차한다. 리브들(44, 52)은 메쉬 형상의 표면 구조를 형성하고, 상기 구조의 간극은 리세스(30)에 의해 형성된다.

메쉬 구조가 제공된 하프 블랭크(37)는 4개의 제 2 롤링툴(55)을 가진 제 2 스탠드에 제공된다. 제 2 스탠드는 길이방향 압연에 의해 리세스(30)를 연속하는 도시된 4개의 나사선 그루브(15)로 압연한다. 롤링툴(55)의 회전 또는 선회축들은 하프 블랭크(37)의 이동 방향 및 축(2)에 대해 수직이다. 제 2 롤링툴(55)은 바람직하게 동일하고, 축(2) 둘레에 바람직하게 동일한 각도로 배치된다.

각각의 롤링툴(55)은 하프 블랭크(37)의 다른 각도 섹션(15)을 가공한다. 원주 방향(11)으로 인접하는 롤링툴(55)은 바람직하게, 압연면이 하프 블랭크(37)의 축(2) 둘레에 폐쇄된 링을 형성하도록 서로 접촉한다. 하프 블랭크(37)의 축방향 섹션은 모든 측면에서 동시에 성형되고, 축방향 섹션은 계속해서 축(2)을 따라 이동된다.

하프 블랭크(37)는 규정된 각도 방향으로 제 2 스탠드에 공급된다. 도시된 실시예에서 제 2 스탠드는 제 1 스탠드와 달리 45˚ 회전된다. 축방향 리브들(44)은 각각 압연면에 대해 중앙에 또는 대략 중앙에 위치한다. 제 2 롤링툴(55)에 의해 가공된 각도 섹션(15)은 하프 블랭크(37)의 리세스(30)의 인접하는 정확히 2개의 열(43)과 중첩한다. 제 2 롤링툴(55)은 축방향 리브들(44) 중 하나의 리브를 성형한다. 따라서 제 2 롤링툴(55)의 개수는 축방향 리브들(44)의 개수와 같다.

제 2 롤링툴(55)에 의해 커버되는 각도 섹션(15)은 원주 방향(11)으로 가공된 2개의 열(43)의 리세스들(30)의 최저점(46)에 의해 제한될 수 있다.

롤링툴(55)은 다수의 톱니(56)를 포함하는 나선형 톱니휠과 유사한 형태를 갖는다. 톱니(56)의 헤드 라인(16)은 롤링툴(55)의 회전축(57)에 대해 경사각(58)만큼 기울어져 있다. 경사각(58)은 30˚ 내지 60˚이고, 상응하게 소정의 나사선 피치가 선택된다. 바람직하게는 나사선 피치의 경사각(58)은 경사 리브(52)의 경사각(53)과 5°보다 작은 각도에 부합하므로, 연장 효과가 보상될 수 있다.

톱니들(56)은 프리즘형 형상이 아닌, 원형으로 오목하게 만곡된 헤드 라인(16)을 갖는다. 곡률은 제조될 나사선 베이스(19)의 곡률과 거의 같다. 톱니(56)의 높이는 회전축을 따라 가장자리부터 중앙을 향해 일정하게 감소한 후에, 가장자리까지 일정하게 증가한다. 톱니들(56)의 가장자리(16)는 바람직하게 압연 시 하프 블랭크(37)의 최저점(46)과 접촉하고, 이를 성형하지 않는다.

도 13은 제 2 스탠드에 의해 압연된 하프 블랭크(37)의 전개도를 도시한다. 제 1 스탠드에 의해 압연된 리세스들(30)은 축방향 리브(44) 및 경사 리브(52)의 경로를 규정한다. 제 2 롤링툴(55)은 다이아몬드형의 그루브(59)를 갖는 축방향 리브(44)를 압연한다. 리세스(30)와 유사하게 그루브들(59)은 축(2)에 대해 평행한 열(60)에 배치되고, 상기 열은 관련 각도 섹션(15)에 상응한다. 톱니(56)의 경사(58)는 그루브(59)의 경사진 다이아몬드 형태로 제공된다.

축방향 리브(44)를 성형하기 위해, 그루브들(59)은 먼저 원주 방향(11)으로 규정되어 위치 설정된다. 이어서 그루브들(59)은 축(2)을 따라 경사 리브들(52) 사이에 위치 설정된다. 축방향 리브들(44)은 이로써 경사 리브들(52)과의 교차점(54) 사이에서만 실질적으로 성형된다.

그루브들(59)은 축(2)을 따라 제 2 리브(52)에 의해 제한되고, 원주 방향(11)으로, 더 정확히는 제 2 리브들(52)에 대해 평행한 방향으로 개방된다. 그루브(59)의 치수는 따라서 축(2)을 따라 리세스(30)의 축방향 치수와 동일하거나 20%까지 더 작다. 원주 방향(11)으로 그루브(59)의 치수는 원주 방향(11)으로 리세스(30)의 절반 치수보다 크다.

그루브(59)의 표면(42)은 경사 리브(52)에 대해 평행하게 오목하고, 즉 네가티브 곡률을 갖는다. 그루브들(59)은 바람직하게 나사선 베이스(19)의 곡률을 갖는다. 축(28)에 대한 그루브(59)의 최소 간격(26)은 축(28)에 대한 최저점(46)의 간격(21)과 10%보다 작은 차이를 갖는다.

드릴 헤드(3)는 바람직하게 금속 카바이드로 모놀리식으로 제조된다. 제조된 나사선 구조(4)의 단부면에 시트가 제공되고, 상기 시트에 드릴 헤드(3)가 삽입되고 재료 결합 방식으로 연결된다. 시트는 에지에 대해 상보적으로 형성된 슬릿을 포함할 수 있고, 이로써 드릴 헤드(3)를 부분적으로 나사선 구조(4) 내로 형상 끼워 맞춤 결합 방식으로 삽입할 수 있다. 대안으로서 드릴 헤드(3)는 나사선 구조(4)에 버트 용접되거나 경납땜될 수 있다.

드릴 헤드(3)에 대향 배치된 나사선 구조(4)의 단부에 삽입 단부(5)가 제공된다. 블랭크(28)는 이를 위해 예를 들어 삽입 단부(5)를 위해 제공된 섹션에서 처음의 실린더 형태로 유지된다. 회전 종동부 및 록킹을 위한 그루브는 단부 내로 성형되거나 밀링된다. 삽입 단부(5)는 별도로 제조될 수도 있고, 나사선 구조(4)에 용접 또는 경납땜될 수 있다.

Claims

트위스트 드릴(1)의 제조 방법으로서,
리브(44, 52)로 메쉬 구조를 형성하기 위해 블랭크(28)의 외부 표면(16) 내로 다수의 리세스(30)를 압연하고, 이 경우 서로 평행한 제 1 리브(44)들이 블랭크(28)의 축(2)을 따라 연장되고, 서로 평행한 제 2 리브들(52)은 경사각(58)으로 제 1 리브들(44)에 대해 기울어져 연장되는 단계;
인접한 제 2 리브들(52) 사이에 위치한 제 1 리브들(44)의 섹션 내로 그루브(59)를 압연하는 단계; 및
압연된 블랭크(28)의 단부면(61)에 드릴 헤드(3)를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 그루브(59)는 상기 리세스(30)의 깊이와 10% 미만의 차이를 갖는 깊이로 압연되는 트위스트 드릴의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 리세스들(30)은 서로 평행한 그리고 상기 축(2)에 대해 정렬된 열(43)로 압연되는 것을 특징으로 하는 트위스트 드릴의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 축(2)을 따라 인접한 리세스들(30)은 상기 축(2)을 따라 중첩하는 것을 특징으로 하는 트위스트 드릴의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 원주 방향(11)으로 인접한 상기 리세스들(30)은 상기 원주 방향(11)으로 이격되는 것을 특징으로 하는 트위스트 드릴의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 리세스(30)의 표면(42)은 각각의 방향을 따라 오목한 것을 특징으로 하는 트위스트 드릴의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 그루브(59)는 상기 제 2 리브(52)에 대해 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 트위스트 드릴의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 그루브(59)의 표면은 상기 제 2 리브(52)에 대해 평행한 방향으로 볼록한 것을 특징으로 하는 트위스트 드릴의 제조 방법.
삭제
트위스트 드릴(1)로서, 드릴축(2)을 따라 연속해서 배치된 드릴 헤드(3), 연속하는 2개, 3개 내지 6개 피치의 나사선 구조(4) 및 삽입 단부(5)를 포함하는 트위스트 드릴(1)에 있어서,
상기 나사선 구조(4)는 드릴축(2)을 중심으로 회전 당 주기적으로, 즉 2회, 3 내지 6회 변경되는 방사방향 외부 치수(18)를 갖는 것을 특징으로 하는 트위스트 드릴.
제 9 항에 있어서, 상기 외부 치수(18)는 최대 10% 변경되는 것을 특징으로 하는 트위스트 드릴.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 외부 치수(18)는 최소 2% 변경되는 것을 특징으로 하는 트위스트 드릴.