KR940005404B1

KR940005404B1 - 쓰로우-어웨이식 드릴

Info

Publication number: KR940005404B1
Application number: KR1019910002690A
Authority: KR
Inventors: 가즈따까 이소베; 가즈오 노구찌; 도시오 노무라
Original assignee: 스미또모 덴끼 고교 가부시끼가이샤; 나까하라 쯔네오
Priority date: 1990-02-20
Filing date: 1991-02-20
Publication date: 1994-06-18
Anticipated expiration: 2011-02-20
Also published as: DE69112665T2; EP0443517A2; EP0443517A3; US5154550A; EP0443517B1; DE69112665D1

Abstract

내용 없음.

Description

쓰로우-어웨이식 드릴

제1도는 종래의 일반적인 트위스트 드릴의 구조도.

제2a도는 본 발명을 적용하는 쓰로우-어웨이식 드릴중, 2장 절삭날 비스 고정식 쓰로우-어웨이식 드릴의 정면도.

제2b도는 그 우측면도.

제2c도는 절삭날 칩(lla)의 확대 사시도.

제3도는 본 발명을 적용하는 쓰로우-어웨이식 드릴의 12장 절삭날 비스 고정 방식의 쓰로우-어웨이식 드릴의 분해 사시도.

제4도는 본 발명을 적용하는 쓰로우-어웨이식 드릴중, 셀프 그립식 드릴의 접합부를 확대 도시한 분해 사시도.

제5a도는 제4도의 셀프 그립 방식 쓰로우-어웨이식 드릴의 정면도.

제5b도는 그 우측면도.

제6a도는 제4도의 쓰로우-어웨이식 드릴에 있어서 절삭날(31)을 생크에 압입을 개시하는 시점의 상태를 도시하는 제5a도의 A-A선을 따라 절취한 단면도.

제6b도는 절삭날 (31)이 생크부(32)와 접합 고정된 상태를 도시한 단면도.

제7도는 제4도의 쓰로우-어웨이식 드릴의 접합부외의 일예로서, 협지부(33a,33b)의 양측에 슬릿(34)을 설치한 단면도.

제8a도는 본 발명을 적용한 쓰로우-어웨이식 드릴중, 절삭날의 날끝에만 다이아몬드 소결체 또는 입방정 질화 붕소 소결체로 사용한 절삭날의 예를 도시하는 사시도.

제8b도 및 제8c도는 그 날끝 근처의 단면을 2종류의 예에 대해서 도시하는 도면.

제9도는 본 발명을 적용한 쓰로우-어웨이식 드릴중 표면 전체 다이아몬드 막으로 코팅한 절단날의 예를 도시하는 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 31 : 절삭날 2, 32 : 생크

33, 34 : 슬릿 36 : 칩 브레이커

본 발명은 주로 강철의 천공 가공에 제공되는 드릴 구조에 관한 것으로서, 특히 내마모성과 인성이 뛰어난 고품질의 쓰로우-어웨이식 드릴(throw-away tipped drill)구조에 관한 것이다.

드릴은 강재등의 천공 가공에 사용되는 절삭 공구의 하나이다. 그 한예인 트위스트 드릴의 구조가 제1도에 도시되어 왔다. 트위스트 드릴은 천공 가공에 제공되는 절삭날(1)과 절삭에 관여하지 않고 주로 잘라낸 부스러기의 배출과 볼판등의 절삭 기게의 처크부에 장착하기 위한 생크(2)로 구성이 된다.

종래의 일반적인, 드릴의 재질은 고속도강(하이스) 및 초경합금이다. 고속도강은 인성에 풍부하나 내마모성이 낮고 고속 절삭에 부적합하다. 한편, 초경합금은 내마모성이나 공구로서의 정밀도 특성이 뛰어난 반면 약한 성질이 있고, 예를 들면 강성이 낮은 공작 기계에 사용되면 절손을 일으키는 경우가 있었다.

이들의 개량으로서, 고속도강의 절삭날에 경질의 TiN을 코팅하는 구조, 혹은 절삭날을 초경합금으로 하여 납땜하는 구조등이 고려되어 왔다.

더욱이 근래에는, 내마모성 및 인성의 향상등을 위해서, 다른 재질의 초경합금끼리(P30과 D30)를 납땜한 구조(일본국 실개소 제58-143115호) 혹은 야금학적으로 일체식으로 접합한 구조(일본국 실공소 제62-45689호), 더욱이, 드릴의 중심부와 외주부간에 요구되는 특성의 차이에 착안한 그 중심부와 외주부와의 초경합금의 재질을 다르게 한 2중 구조로 성형한 것(일본국 특개소 제62-218010호), 혹은 2중 구조를 사출 성형으로 형성하는 방법(일본국 특개소 제63-38501호, 38502호)등이 고안되어 있다. 또한, 드릴의 내응착성의 향상을 위해서는 드릴의 재질을 서멧으로 구성한 구조(일본국 특개소 제62-292307호)등이 있다.

드릴의 절삭날 및 생크는 각각 다른 부하 상태로 사용된다. 그로 인하여, 드릴의 각 부에 요구되는 특성은 다르다. 예를 들면, 절삭날의 절삭 선부에서는 내마모성이나 내응착성등이 요구되어 생크에서는 공구로서의 강도를 보존하기 위한 인성이 요구된다. 또한, 절삭날의 절삭날 선부에 대해서도 그 중심부와 외주부에서는 절삭 속도가 크게 다르기 때문에 요구되는 특성도 다르다.

이와 같은 드릴에 구비되어야 할 특성에 대한 복잡한 요구에 응하기 위해 그 대책으로서 절삭날부에 코팅을 실시한 것은 통상 사용되도록 드릴의 재연삭을 실시하면 최소한 앞으로 나아가는 면측의 코팅층이 제거되어 버려, 코팅 효과가 거의 상실되는 결점을 가지고 있다.

또한, 절삭날에 초경합금을 납땜하는 구조의 것은 납땜 자체가 본질적으로 열적 강도나 기게적 강도에 떨어지는 방법이며, 절삭이 어려운 재료의 깊은 구멍 가공에는 적용되지 않는 결점을 가지고 있었다. 또한, 생크가 강철인 경우, 절삭날 선단의 초경합금과의 사이에서 열 팽창 계수에 큰 차가 있으며, 납땜시에 금이 가거나 분열이 발생하기 쉽게 된다.

또한, 근래에 드릴 생크의 인성을 향상시키는 목적으로 초경합금의 미세화와 고결합상화를 한 것은, 역으로 재료의 강도를 저하시키거나, 혹은 탄성 한게의 구부러짐을 저하시켜, 피절삭재의 핀이나 절삭 기계와 불안정한 회전등에 의해, 구멍 뚫기 가공중에 있어서 생크가 절손되는 문제가 있었다.

또한, 전술된 바와 같은 절삭날 단부와 생크가 분리 불가능하게 일체적으로 접합된 드릴의 경우, 소정의 사용 시간마다 절삭날의 단부를 재연삭하므로서 계속 사용이 가능하나, 재연삭의 회수에도 한계가 있어, 가격이 높아진다. 또한 재연삭 작업의 불균일성에 의해, 절삭 자국이나 공구 수명에 불균형이 생기는 문제가 있었다. 또한, 드릴을 사용하는 절삭 기계의 NC화, 자동화가 발달되어, 이것에 대응해서 드릴의 길이를 차츰 정확하게 파악할 필요가 있기 때문에, 재연삭할때마가 길이를 계측하는 번거로운 작업을 필요로 하고 있었다.

본 발명의 목적은 전술된 문제점을 해결하기 위해, 드릴의 절삭날에 있어서 뛰어난 내마모성과 내응착성을 가지고, 또한, 생크부는 내절손성으로서의 충분한 인성을 가짐과 함께, 계속 사용을 위한 재연삭을 수반하지 않는 쓰로우-어웨이식 드릴을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 쓰로우-어웨이식 드릴은 피절삭물을 절삭하기 위한 절삭날과, 절삭 기계의 소정의 위치에 부착시키기 위한 생크를 구비하여, 절삭날이 생크와 분리 가능하게 기계적으로 접합된 쓰로우-어웨이식 드릴이다.

그 절삭날은 적어도 그 절삭날끝이 다이아몬드 소결체로 형성되며, 생크는 강철로 구성되어 있다. 절삭날의 다이아몬드 소결체로선 바람직하기는 다이아몬드 함유량이 70용량％ 이상 또한 99용량％ 이하인 것을 쓴다.

또한, 절삭날은 그 전체를 다이아몬드 소결체로 형성할 뿐아니고 초경합금제의 다이에 다이아몬드 소결체를 결합한 것을 써도 된다. 또, 절삭날의 절삭날끝만을 다이아몬드 소결체 또는 초경합금제 다이에 다이아몬드 소결체를 결합한 것으로 형성하고, 절삭날끝 이외의 부분을 초경합금으로 형성해서 양자를 납땜으로 접합해서 구성해도 된다. 즉 적어도 절삭날의 앞끝이 다이아몬드 소결체로 형성되어 있으면 된다.

본 발명의 쓰로우-어웨이식 드릴의 절삭날과 생크와의 접합 방식에는, 주로 제2a도 내지 제2c도에 도시하는 것, 제3도에 도시하는 것, 및 제4도, 제5a도 및 제5b도에 도시하는 것등 3종류가 있다. 이들중 제2a도 내지 제2c도에 도시하는 것은 2장날의 쓰로우-어웨이식 드릴이다. 이 드릴에선 생크(12)선단의 외주부에 칩(lla)과 내주부에 칩(llb)이 각각 나사 고정으로 고정되어 있다. 또 제3도에 도시하는 드릴은 1장날의 쓰로우-어웨이식 드릴의 전형적인 예이다. 이 드릴은 절삭날(21)이 생크(22)에 화살표로 도시하듯이 끼워넣어지며, 비스(23)에 의해서 나사 구멍(24)에 고정된다. 냉각제 공급 구멍(25)부터는 절삭날(21)의 날 끝에 직접 냉각제가 공급된다. 또 절삭날(11)의 날끝에는 절삭 찌끼 분단 처리용의 칩 브레이커(26)가 형성되어 있다. 제4도, 제5a도 및 제5b도에 도시하는 절삭날과 생크와의 접합 방식은 절삭날(31)을 제4도의 화살표 방향으로 생크(32)에 끼워맞추므로서, 비스등을 사용하지 않고 절삭날(31)과 생크(32)를 접합시키는 말하자면 셀프 그립 방식을 채용하고 있다.

본원의 접합 방식에 있어서 절삭날(31)과 생크(32)가 접합된 상태는 제5a도 및 제5b도에 도시하는 대로이다. 이 접합 상태에 있어서는 절삭날(31)의 피협지부(31a)의 측부가 생크부(32)의 협지부(33a,33b)의 내측단면과 맞대이므로서 생기는 마찰력에 의해, 절삭날(31)이 생크(32)에 고정된다. 본 실시예에 있어서 절삭날(31)과 생크(32)의 끼워맞춤에 의한 접합 상태는 제6a도 및 제6b도를 참조하여 다음과 같이 설명이 된다. 절삭날(31)과 생크(32)가 끼워맞추어지기전의 상태에 있어서는, 제6a도에 도시하는 바와 같이 피협지부(31a)의 좌우측부끼리 형성하는 각도(Q₁)는 협지부(33a,33b)의 마주하는 내측의 단면끼리 형성하는 각도(Q₂)보다 약간 크게 되어 있다. 절삭날(31)을 생크(32)에 압입해 가면 피협지부(31a)의 좌우측부가 테이퍼를 가지므로서 쐐기 작용과, 협지부(33a)측에는 슬릿(34)이 형성되어 있으므로서 각도(Q₂)가 서서히 넓어진다. Q₁〉Q₂의 관계에 있는 동안은, 피협지부(31a)와 표시부(33b)와는 협지부(33a)의 내측단면의 상단에 있어서만 접촉하고 있다. Q₂가 Q₁에 일치한 시점에서, 제6b도에 도시하는 바와 같이 피협지부(31a)의 양측부와 협지부(33a)의 내측 단면과의 접촉 면적이 최대로 된다. 이 상태에서 압입이 정지되어 협지부(33a)의 탄성 변형에 의한 탄성력으로 피협지부(31a)와의 맞대이는 면에 가압력이 생겨 맞대인면 사이의 마찰력에 의해 절삭날(31)이 생크(32)에 접합고정되게 된다.

냉각제 공급 구멍(35)에서는 절삭날(31)의 절삭날끝에 직접 냉각제가 공급된다. 또한 절삭날(31)의 날끝에는 절삭부스러기 분단 처리용의 칩 브레이커(36)가 형성되어 있다.

생크(32)외의 예로서 제7도에 도시하는 바와 같이 협지부(33a)측뿐만 아니고 협지부(33b)측에도 슬릿(33)을 형성하여도 좋다. 이 경우에는 절삭날(31)이 생크(32)에 압입됨과 동시에 협지부(33a,33b)의 쌍방이 밀어 넓혀져서 그 탄성력에 의해 피협지부(31a)가 끼워 가압된다.

드릴에 요구되는 특성은 절삭날의 내마모성 및 내응착성과 생크의 인성에 대표되는 내절손성으로 크게 나누어진다. 본 발명에 있어서, 절삭날의 적어도 절삭날끝을 다이아몬드 소결체로 형성하므로서 절삭날의 내마모성, 내응착성 및 인성이 향상된다. 이것은 다이아몬드가 공구 재료의 주성분으로서 쓰이는 WC나 Al₂O₃에 비해서 매우 경성이고 또 열전도율이 높고, 또한 다이아몬드의 소결체는 인성도 우수하기 때문이다. 이 때문에 초경합금이나 Si함유율이 높은 Al합금, 세라믹스, 동합금, 카본등의 절삭에 적합하다.

또한, 절삭날의 다이아몬드 소결체중의 다이아몬드 함유량이 70용량％ 이상 또한 99％ 이하일 것이 바람직하다고 한 것은 70용량％ 미만에선 내마모성의 향상이 충분치 않고, 99％를 초과하면 소결성이 열화되기 때문이다.

또한, 생크의 재질로서 강철을 사용하고 있기 때문에 인성이 뛰어난 내절손성이 좋다. 또한 재료 코스트도 낮게 할 수가 있다.

또한, 본 발명으로, 절삭날과 생크를 분리 가능하게 기계적으로 접합시킨 구조를 가지므로 비교적 손상이 많고 수명이 짧은 절삭날이 용이하게 착탈이 가능하여 사용후 버리도록 할 수 있다.

본 발명의 쓰로우-어웨이식 드릴은 다른 국면에 있어선 피삭물을 절삭하기 위한 절삭날과 절삭 기계의 소정 위치에 부착하기 위한 생크를 구비하며, 절삭날이 생크와 분리 가능하게 기계적으로 접합된 쓰로우-어웨이식 드릴이며, 그 절삭날은 적어도 그 선단이 입방정 질화 붕소 소결체로 되며 생크는 강철로 구성되어 있다.

절삭날의 입방정 질화 붕소 소결체로선 바람직하게는 입방정 질화 붕소의 함유량이 40용량％ 이상 또한 80용량％ 이하인 것을 쓴다.

또한, 절삭날은 그 전체를 입방정 질화 붕소 소결체로 형성할뿐 아니고, 초경합금제의 다이상에 입방정 질화 붕소 소결체를 결합한 것을 써도 된다. 또, 절삭날의 선단만을 입방정 질화 붕소 소결체 또는 초경합 금제 다이에 입방정 질화 붕소 소결체를 결합한 것으로 형성하고, 절삭날 선단 이외의 부분을 초경합금으로 형성하고 양자를 납땜으로 접합해서 구성해도 된다. 즉, 적어도 절삭날의 선단이 입방정 질화 붕소 소결체로 형성되어 있으면 된다.

본 발명의 쓰로우-어웨이식 드릴의 절삭날과 생크와의 접합 방식으로서 제2a도 내지 제2c도에 도시하는 것, 제3도에 도시하는 것, 및 제4도, 제5a도 및 제5b도에 도시하는 것의 3종류가 적용된다는 것은 상기의 경우와 같다.

본 발명에서 절삭날의 적어도 선단을 입방정 질화 붕소 소결체로 형성하므로서 절삭날의 내마모성, 내응착성 및 인성이 향상한다. 이것은 공구 재료의 주성분으로서 쓰이는 WC나 AlO에 비해서 매우 경고하고 또 열전도율이 높고, 또한, 입방정 질화 붕소 소결체는 인성에도 뛰어나 있기 때문이다. 그것에 덧붙여서 입방정 질화 붕소 소결체는 다이아몬드와는 달라서 카본을 함유하지 않으므로 철 성분 재료중 특히 소입강 같은 고경도강의 가공에도 적용된다. 그밖에 난삭재라고 하는 Ni기나 Co기의 내열합금이나 철 성분 소결부품의 절삭도 가능하다.

또한, 절삭날의 재질로서 사용하는 입방정 질화 붕소 소결체중의 입방정 질화 붕소 함유량이 40용량％ 이상 또한 80용량％ 이하인 것이 바람직하다고 한 것은 40용량％ 미만에선 내마모성의 향상이 충분치 않으며, 또 80용량％를 초과하면 조직적으로 입방정 질화 붕소 입자간의 연속성이 저하되며 그것에 의해서 인성이 저하되기 때문이다.

전술된 바와 같이, 본 발명에 의하면 절삭날의 적어도 절삭날 선단의 재질로서 다이아몬드 소결체 또는 입방정 질화 붕소 소결체를 생크의 재질로서 강철을 사용하므로서 절삭날은 내마모성, 내응착성 혹은 내열분열성(내칩핑성)이 뛰어나고, 생크는 인성이 뛰어나고 또한 비교적 코스트를 낮게 할 수 있다. 따라서 절삭날의 칩핑이나 생크의 돌발적인 손실등이 발생하는 일이 없는 고신뢰성, 긴 수명 및 고품질을 갖는 쓰로우-어웨이식 드릴을 저코스트로 제공할 수 있다.

또한, 절삭날과 생크를 분리 가능하게 기계적으로 접합하고 있기 때문에, 양자의 장탈착이 용이하며 비교적 손상이 많고 수명이 짧은 절삭날이 용이하게 착탈이 가능하여 쓰고 버릴 수가 있게 된다. 따라서, 절삭날을 재연삭에 의해 계속 사용할 수 없게 되어 절삭날과 생크를 분리 불가능하게 일체화한 종래의 드릴에 비해서 더욱 저코스트화를 도모할 수가 있다. 또한 절삭날의 재연삭을 필요로 하지 않으므로 잘린 흔적이나 공구수명의 불균형이 감소할뿐 아니라, 드릴의 전체 길이가 일정하게 보존되어 드릴 길이의 계측도 불필요하다. 또한, 절삭날부의 모재를 사출 성형으로 고정밀도로 제조가 가능하기 때문에 칩 브레이커등의 형성도 용이해져 가공 코스트가 더욱 절감된다.

다음에, 본 발명의 한 실시예에 대해서 설명을 한다.

본 발명의 제1실시예에 있어서 쓰로우-어웨이식 드릴은 절삭날에 재질로서 초합경합금제의 다이상에 다이아몬드 소결체를 결합한 것을 쓰며, -생크에 강철을 사용해서 양자를 제4도에 도시하는 방식으로 분리 가능하도록 기계적으로 접합하므로서 형성된다.

본 실시예에 있어서 절삭날을 구성하는 다이아몬드 소결체는 그 조성이 소결후에 있어서 표1에 도시되는 수치가 되도록 각종 분말을 조합시켜 제작된다. 생크를 구성하는 강철은 표1에 표시되는 재질의 것이 사용된다. 표1에 도시된 본 실시예에 있어서 본 발명품 및 비교품은 절삭날과 생크가 어느것이나 제4도에 도시하는 방식으로 접합된 것이다. 또한 본 발명품 A 내지 D중 시료 D는 먼저 본 발명의 범위내로 들어가나 **를 붙인 다이아몬드 분말의 용량％가 바람직한 값보다도 하회하는 경우의 예이다. 또한 비교품 E은 또, 비교품 E는 절삭날의 날끝이 코팅 초경으로 되는 점이 본 발명품에서 벗어나 있다. 비교품 F는 절삭날의 날끝의 재질로서 본 발명의 범위를 벗어나는 Si₃N₄를 쓴 것이다. 각각 본 발명의 범위에서 벗어나 있는 것에는 *가 붙여 있다.

[표 1]

드릴의 성능 평가 테스트는 직경 8mm의 드릴을 사용해서 다음에 표시되는 조건으로 행해졌다.

피절삭재 : AC4C

절삭 속도 : 120m/분, 습식(수용성 절삭유)

보내기 : 0.10mm/rev

깊이 : 25mm

판정 기준 : 수명까지 가공후, 그 절삭날끝 상황을 관찰한다.

수명 : 통상, 외주면의 깎임면의 마모량이 0.2mm 이상으로 될때로 한다.

상기 드릴 성능 평가 테스트의 결과는 표2에 표시된다.

이 결과에서 본 발명품 A 내지 C에 대해서는, 양호한 결과가 얻어지고 있다. 본 발명품 D에 대해서 동일한 외주면 앞 깎임량에 대해서 가공 구멍수가 적고 또, 내주 건짐면 응착 마모깊이가 크게 된 것은 표1에 있어서 **를 붙여서 표시한 바와 같이 절삭날의 다이아몬드 소결체의 바람직한 값인 70 내지 99용량％보다 하회하는 것에 기인하고 있다.

[표 2]

다음에 본 발명의 제2실시예에 대해서 설명을 한다.

본 실시예는 절삭날과 생크가 각각 상기 제1실시예에 있어서 시료 A와 동일한 재질의 본 발명품의 쓰로우-어웨이식 드릴에 대해서, 3종류의 접합 방식, 즉 제4도에 도시하는 셀프 그립식(시료 G), 제2a도 내지 제2c도에 도시하는 2장 절삭날 비스 고정 드릴(시료 H) 및 제3도에 도시하는 1장 절삭날 비스 고정드릴(시료 I)과, 본 발명의 범위에서 벗어나는 절삭날끝 초경의 납땜 접합 드릴(시료 J)에 대해서, 그 절삭 특성을 비교한 것이다.

그 절삭 조건은 다음과 같다.

피절삭재 : AC4C

절삭 속도 V: 50m/분, 150m/분(수용성 절삭유)

보내기 : 0.1mm/rev

깊이 : 40mm

가공 구멍 직경 : 20mm

본 실시예에 있어서 특성 평가 결과를 표3에 표시한다. 또한, 안정성으로 대표되는 절삭 특성은 표3에 도시하는 절삭 저항에 의해 드릴에 작용하는 절삭 밸런스의 수평 분력 및 쓰러스트 및 토크가 모두 적을수록, 양호한 절삭 특성을 표시한다 할 수 있다.

본 실시예의 결과에서, 본 발명의 적용하는 쓰로우-어웨이식 드릴의 접합 방식으로서는 시료 G의 셀프 그립식이 다른 방식에 비해서 가장 양호한 절삭 특성을 표시하는 것을 알 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서 시료 G의 접합 방식으로서 적용된 제1도에 도시하는 셀프 그립식의 쓰로우-어웨이식 드릴은 절삭날과 생크의 접합을 생크에 형성된 슬릿에 의해 발생하기 쉽게 되었다. 강철의 탄성력을 이용해서 고정하고 있다. 그 때문에 비스 고정등의 체결 강도 및 나사의 찌끄러짐등 때문에 실현하지 않았던 직경 10mm이하의 소경 쓰로우-어웨이식 드릴의 제작이 가능해진다. 또, 가공 현장에 있어서 절삭날과 생크의 접합 공정에서 나사 고정이 불필요하며 단순히 압입하는 것만으로 드릴을 조립할 수 있으므로 작업성이 향상된다.

[표 3]

주) 본 발명품의 시료 G,H,I의 절삭날, 생크의 재질은 표1의 시료 A와 동일한 것을 쓰고 있다.

[표 4]

이하, 본 발명의 제3의 실시예에 대해서 설명한다.

본 발명의 제3의 실시예에 있어서의 쓰로우-어웨이의 재질로서 초경합금의 다이상에 입방정 질화 붕소 소결체를 결합한 것을 쓰며, 생크에 강철을 써서 양자를 제4도에 도시하는 방식에서 분리 가능하게 기계적으로 접합하는 것에 의해서 형성된다.

본 실시예에서의 절삭날을 구성하는 입방정 질화 붕소 소결체의 조성이 소결후에 있어서 표4에 나타내어지는 수치가 되게 각종 분말을 조합하므로서 제작된다. 생크를 구성하는 강철은 표4에 나타내어지는 재질의 것이 쓰이고 있다. 표4에 나타내어진 본 실시예에 있어서의 본 발명품 및 비교품은 절삭날과 생크가 모두 제4도에 도시하는 방식으로 접합된 것이다. 또한 본 발명품 K 내지 O중 시료 N과 O는 우선 본 발명의 범위내에 들어가지만 **를 붙인 입방정 질화 붕소 분말의 용량％는 바람직한 값의 범위인 40 내지 80용량％를 벗어나는 경우의 예이다. 또, 비교품 P는 절삭날은 입방정 질화 붕소 소결체인데 생크가 K30 그레이드 초경인 점이 본 발명품에서 벗어나고 있다.

드릴의 성능 평가 시험은 직경 12mm의 드릴을 써서 이하에 나타낸 조건으로 행했다.

피삭재 : SNCM 420(H_RC=50)

절삭속도 : 120m/분, 습식(수용성 절삭유)

보내기 : 0.15mm/rev

깊이 : 20mm

판정 기준 : 수명까지 가공후, 그 절삭날끝 상황등을 관찰한다.

수명 : 통상, 외주면 깎임면의 마모량이 0.2mm이상이 되었을 때로 한다.

상기의 드릴 평가 시험의 결과는 표5에 나타내어진다. 이 결과로 본 발명품 K 내지 M에 대해선 양호한 결과가 얻어지고 있다. 본 발명품 N과 O에 대해서 내마모성 또는 내칩핑성이 다소 쳐지는 것은 표4에서 **을 붙여서 나타낸 듯이 절삭날의 입방정 질화 붕소 소결체중의 입방정 질화 붕소 함유량이 초경합금의 결합상이 바람직한 값인 40 내지 80용량％를 벗어나는 것에 기인하고 있다. 또한, 참고로서 종래의 일반적인 4종류의 드릴에 대해서도 마찬가지 실험을 했으나(표5 하단)이 결과로도 본 발명품중에서 특히 K 내지 M이 뛰어남을 알 수 있다.

[표 5]

다음에 본 발명의 제4의 실시예에 대해서 설명한다. 본 실시예는 절삭날과 생크가 각각 상기 제3의 실시예에서의 시료 K와 동일한 성질의 본 발명품의 쓰로우-어웨이식 드릴에 대해서 3종류의 접합 방식, 즉 제4도에 도시하는 셀프 그립식(시료 Q), 제2a도 내지 제2c도에 도시하는 2장날 비스 고정 드릴(시료 R) 및 제3도에 도시하는 1장날 비스 고정 드릴(시료 S)과 본 발명의 범위에서 벗어나는 칼날끝 초경의 납땜 접합 드릴(시료 T)에 대해서 그 절삭 특성을 비교한 것이다. 그 절삭 조건은 하기와 같다.

피절삭재 : S50C, H_B=220

절삭 속도 V : 50m/분, 150m/분(수용성 절삭유)

보내기 : 0.2mm/rev

깊이 : 40mm

가공 구멍 직경 : 20mm

본 실시예에 있어서의 특성 평가 결과를 표3에 나타낸다. 또한, 안정성으로 대표되는 절삭 특성은 표3에 나타내는 절삭 저항으로 드릴에 작용하는 절삭 밸런스의 수평 분력, 쓰러스트 및 토크가 모드 작을수록 또 속도에 대해서 의존성이 작을수록 양호한 절삭 특성을 나타낸다고 할 수 있다.

본 실시예의 결과에서 본 발명을 적용하는 쓰로우-어웨이식 드릴의 접합 방식으로도 시료 Q의 셀프 그립식이 다른 방식에 비해서 가장 양호한 절삭 특성을 나타낸다는 것을 알 수 있다.

[표 6]

주) 본 발명품의 시료 QRS의 절삭날, 생크의 재질은 표4의 시료 K와 동일한 것을 쓰고 있다.

본 발명은 절삭날의 날끝 부분이 다이아몬드 소결체 혹은 입방정 질화 붕소 소결체로 형성되어 있음에 특징이 있고, 상기 제1 내지 제4의 실시예에 있어선 구체적으로는 제8a도에 도시하듯이 절삭날(31)의 초경합금 또는 강철로 되는 합금(42)의 절삭날 끝에 다이아몬드 소결체 또는 입방정 질화 붕소 소결체로 되는 절삭날 칩(43)을 배치하는 방법으로선 예컨대 제8b도나 제8c도에 도시하듯이 초경합금으로 되는 합금 칩(44)에 다이아몬드 소결체 또는 입방정 질화 붕소 소결체의 절삭날 칩(43)을 소성 결합한 칩편을 다이(42)의 날 끝에 설치한 홈에 끼워맞춰서 납땜함으로서 형성한다. 이같은 구조를 채용함으로서 내마모성이 요구되며 또한 경도가 필요한 날끝 선단부에 고경도의 다이아몬드 소결체나 입방정 질화 붕소 소결체를 배치할 수 있으며, 강도가 필요한 절삭날의 본체에는 고강도인 초강철이나 또는 강철등도 배치할 수 있으므로 수명이 긴 드릴을 제조할 수 있다.

또한, 제9도에 도시하듯이 절삭날(31) 전체를 초강철 또는 세라믹으로 형성하고, 그 표면 전체에 기상합성에 의한 다이아몬드 코팅을 20㎛ 이하의 두께가 되도록 실시함으로서 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다. 다이아몬드 코팅을 실시하는 방법에선 모재를 사출 성형으로 성형하면 저 코스트이자 복잡한 형상도 가능해지며, 가일층 바람직하다. 이 다이아몬드 코팅을 실시한 절삭날을 사용한 드릴에 대해서 제1의 실시예와 동일한 절삭 조건으로 성능 평가 시험을 한 결과, 가공 구멍수가 3200구멍, 외주앞 마모면 마모량이 0.2mm로 된 시점에서 근소한 칩핑이 생기며 내주 구출면 마모 깊이는 0.01mm 이하이며 제1의 실시예에서 쓴 자료 A 내지 C와 거의 동등한 성능이 얻어진다.

Claims

피적삭물을 절삭하기 위한 절삭날(21,31)과 절삭기계의 소정 위치에 부착시키기 위한 생크(22,32)를 구비하고, 절삭날(21,31)이 생크(22,32)와 분리 가능하게 기계적으로 접합된 쓰로우-어웨이식 드릴에 있어서, 상기 절삭날(21,31)은 적어도 그 절삭날 선단이 다이아몬드 소결체로 형성되며, 상기 생크(22,32)는 강철로 구성되는 것을 특징으로 하는 쓰로우-어웨이식 드릴.
제1항에 있어서, 상기 다이아몬드 소결체의 다이아몬드 함유량이 70용량％ 이상 또한 99용량％ 이하인 것을 특징으로 하는 쓰로우-어웨이식 드릴.
제1항에 있어서, 상기 절삭날(21,31)의 적어도 그 절삭날 선단을 형성하는 다이아몬드 소결체가 다이아몬드외에 WC 및 TiC 및 Co를 포함하는 것을 특징으로 하는 쓰로우-어웨이식 드릴.
제1항에 있어서, 상기 생크(22,32)는 상기 절삭날(21,31)의 피협지부(31a)를 끼워맞추고 협지하는 협지부(33a,33b)를 가지며, 상기 절삭날(21,31)이 피협지부(33a,33b)에 끼워맞출때 생기는 피협지부(33a,33b)의 탄성 변형에 따르는 탄성력에 의해 상기 절삭날(21,31)이 상기 생크(22,32)에 고정되는 것을 특징으로 하는 쓰로우-어웨이식 드릴.
제1항에 있어서, 상기 절삭날(21,31)은 상기 생크(22,32)에 나사 고정으로 고정되는 것을 특징으로 하는 쓰로우-어웨이식 드릴.
제1항에 있어서, 상기 절삭날(21,31)은 초경합금 또는 강철로 되는 다이(42)와, 다이(42)의 절삭날에 납땜으로 고착한 적어도 절삭날 선단부가 다이아몬드 소결체로 형성된 절삭날 칩(43)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 쓰로우-어웨이식 드릴.
제6항에 있어서, 상기 절삭날 칩(43)은 상기 다이(42)의 절삭날에 다이 칩(44)을 거쳐서 납땜으로 고착되는 것을 특징으로 하는 쓰로우-어웨이식 드릴.
제1항에 있어서, 상기 절삭날(21,31)은 그 전체를 초경합금 또는 세라믹으로 형성하고 그 표면 전체가 다이아몬드 막으로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 쓰로우-어웨이식 드릴.
피삭물을 절삭하기 위한 절삭날(21,31)과 절삭 기계의 소정 위치에 부착하기 위한 생크(22,32)를 구비하며, 상기 절삭날(21,31)이 상기 생크(22,32)와 분리 가능하게 기계적으로 접합된 쓰로우-어웨이식 드릴에 있어서, 상기 절삭날(21,31)은 적어도 절삭날 선단이 입방정 질화 소결체로 이루어지며, 상기 생크는 강철로 구성되는 것을 특징으로 하는 쓰로우-어웨이식 드릴.
제9항에 있어서, 상기 절삭날(21,31)을 구성하는 입방정 질화 붕소 소결체의 입방정 질화 붕소 함유량이 40용량％ 내지 80용량％인 것을 특징으로 하는 쓰로우-어웨이식 드릴.
제9항에 있어서, 상기 절삭날(21,31)의 적어도 그 절삭날끝을 형성하는 입방정 질화 붕소 소결체가 TiC, TiN 및 WC중 적어도 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 쓰로우-어웨이식 드릴.
제9항에 있어서, 상기 생크(22,32)는 상기 절삭날(21,31)의 피협지부(31a)를 끼워맞춰서 협지하는 협지부(33a,33b)를 가지며, 상기 절삭날(21,31)이 협지부(33a,33b)에 끼워맞춰졌을 때 생기는 피협지부(31a)의 탄성 변형에 따르는 탄성력에 의해서 상기 절삭날(21,31)이 상기 생크(22,32)에 고정되는 것을 특징으로 하는 쓰로우-어웨이식 드릴.
제9항에 있어서, 상기 절삭날(21,31)은 상기 생크(22,32)에 나사 고정으로 고정되는 것을 특징으로 하는 쓰로우-어웨이식 드릴.
제9항에 있어서, 상기 절삭날(21,31)은 초경합금으로 되는 다이(42)와 다이(42)의 절삭날에 납땜으로 고착한 적어도 절삭날 선단이 입방정 질화 붕소 소결체로 형성된 절삭날 칩(43)으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 쓰로우-어웨이식 드릴.
제14항에 있어서, 상기 칩(43)은 상기 다이(42)의 절삭날에 다이 칩(44)을 거쳐서 납땜으로 고착되는 것을 특징으로 하는 쓰로우-어웨이식 드릴.