KR20080052568A

KR20080052568A - 구멍 가공 공구 및 예비 구멍의 가공 방법

Info

Publication number: KR20080052568A
Application number: KR1020087004999A
Authority: KR
Inventors: 쇼오지 다끼구찌
Original assignee: 미츠비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2005-10-03
Filing date: 2006-04-20
Publication date: 2008-06-11
Also published as: EP2871014A3; WO2007039949A1; EP1932609B1; EP1932609A1; US20090136305A1; EP2871014A2; US8272815B2; EP1932609A4

Abstract

본 발명의 과제는 리이머의 강성을 확보함으로써, 고속 회전시의 흔들림을 방지하여 가공 구멍을 정밀도 좋게 성형할 수 있는 동시에, 절삭 저항에 의해 파손되는 것을 억제하여 수명 연장을 도모할 수 있는 구멍 가공 공구를 제공하는 것이다. 피절삭재에 미리 형성된 예비 구멍에 삽입되어 예비 구멍의 내벽면을 절삭 가공하는 구멍 가공 공구(21)이며, 축선(O) 주위로 회전되는 생크부를 갖고, 상기 생크부의 선단측에는 절삭 날(30)을 갖는 날끝부가 형성되고, 상기 날끝부의 외주부에는 선단측으로부터 후단측을 향해 연장되는 절삭 칩 배출 홈(27)이 형성되고, 절삭 칩 배출 홈(27)의 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(28)과 날끝부의 외주면(29)과의 교차 능선부에 절삭 날(30)이 형성되어 있고, 절삭 칩 배출 홈(27)의 축선(O)에 수직인 단면이 U자 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

구멍 가공 공구, 축선, 절삭 칩, 배출 홈, 절삭 날, 예비 구멍

Description

구멍 가공 공구 및 예비 구멍의 가공 방법{BORING TOOL AND METHOD OF BORING PILOT HOLE}

본 발명은, 피절삭재에 미리 형성된 예비 구멍에 삽입되어, 이 예비 구멍의 내벽면을 절삭 가공하는 구멍 가공 공구 및 상기 구멍 가공 공구를 이용하여 소정의 내경의 가공 구멍을 성형하는 예비 구멍의 가공 방법에 관한 것이다.

이러한 종류의 구멍 가공 공구로서는, 예를 들어 특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 축선 주위로 회전되는 긴 원기둥 형상의 생크부와, 이 생크부의 선단측에 형성된 날끝부를 갖고, 날끝부 외주부에 축선 방향 후단측을 향해 연장되는 절삭 칩 배출 홈이 형성되고, 이 절삭 칩 배출 홈의 공구 회전 방향 전방측을 향하는 벽면의 선단 외주측의 능선부에 절삭 날이 형성된 리이머가 알려져 있다.

이 리이머는, 예를 들어 특허 문헌 2에 개시되어 있는 바와 같은 절삭 공구에 장착되어 사용되는 것이며, 이 절삭 공구가 공작 기계 등에 주축단에 장착되어, 축선 주위로 회전되는 동시에, 피절삭재의 예비 구멍, 예를 들어, 스템 가이드 구멍이나 엔진의 실린더 헤드에 있어서의 밸브 구멍 등에 삽입되어, 이 예비 구멍의 내벽면을 절삭하여 소정의 내경의 가공 구멍을 형성하는 것이다.

종래 리이머를 사용한 예비 구멍의 가공 방법의 일례를 도20에 도시한다. 또한, 종래 리이머의 일례를 도21 및 도22에 도시한다.

리이머(1)는, 도22에 도시하는 바와 같이, 긴 원기둥 형상을 이루는 생크부(2)와, 이 생크부(2)의 선단측에 배치된 날끝부(3)로 구성되어 있다.

생크부(2)는, 강재로 구성되며 개략 다단 원기둥 형상을 이루고 있고, 그 후단측에는, 이 리이머(1)를 절삭 공구에 장착하기 위한 장착부(4)가 설치되어 있다. 이 생크부(2)의 선단면에는, 중앙 부분이 생크부(2) 후단측을 향해 오목한 V자 홈(5)이 형성되어 있다.

또한, 이 생크부(2)에는, 도시하지 않은 쿨런트 공급 구멍이, 생크부(2)의 선단측으로부터 후단측에 걸쳐 관통하도록 형성되어 V자 홈(5)으로 개구되어 있다.

날끝부(3)는, 초경 합금으로 구성되며 개략 원기둥 형상을 이루고 있고, 그 후단면에는 생크부(2) 선단면에 형성된 V자 홈(5)에 끼워 맞춤 가능한 볼록 형상부(6)가 형성되어 있다.

날끝부(3)의 선단 외주부에는, 도21 및 도22에 도시하는 바와 같이, 축선(O) 방향 후단측을 향해 연장되어 공구 회전 방향(T) 전방측으로 소정의 각도로 비틀어지는 6개의 절삭 칩 배출 홈(7)이, 주위 방향으로 동일 간격으로 축선(O)에 대해 60도씩 회전 대칭으로 배치되어 있다. 여기서, 절삭 칩 배출 홈(7)의 축선(O) 방향의 길이(S)는, 도22에 도시하는 바와 같이 초경 합금으로 구성된 날끝부(3)의 축선(O) 방향의 길이(L)에 비해 짧게 되어 있다.

이들 절삭 칩 배출 홈(7)의 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(8)과 공구 회전 방향(T) 후방측으로 이어지는 외주면(9)과의 교차 능선부에 절삭 날(10) 이 형성되어 있다. 이와 같이 절삭 날(10)을 형성함으로써, 절삭 칩 배출 홈(7)의 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(8)이 퍼올림면으로 되고, 공구 회전 방향(T) 후방측으로 이어지는 외주면(9)이 릴리프면으로 된다.

절삭 칩 배출 홈(7)은, 도21에 도시하는 바와 같이, 홈 바닥이 오목한 원호 형상으로 된 단면 V자 형상을 이루고 있고, 이 V자가 이루는 각도는 개략 80°로 되고, 퍼올림면으로 되는 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(8)은, 개략 날끝부(3)의 외형의 단면이 이루는 원의 직경 방향을 따라 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 날끝부(3)의 축선(O) 근방에는, 축선(O)을 따라 연장되어 후단측[볼록 형상부(6)]에 개구된 연통 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 이 연통 구멍으로부터 각각의 절삭 칩 배출 홈(7)으로 연장되어 그 홈 바닥부에 개구된 토출 구멍(11)이 형성되어 있다.

또한, 이 날끝부(3)에는, 선단측으로부터 후단측을 향함에 따라서 점차 직경 축소하는 백 테이퍼부(12)가 형성되어 있고, 이 백 테이퍼부(12)의 축선(O) 방향의 길이(B)는, 도22에 도시하는 바와 같이, 절삭 칩 배출 홈(7)의 축선(O) 방향의 길이(S)에 비해 짧게 설정되어 있다. 즉, 백 테이퍼부(12)의 축선(O) 방향의 길이(B)와, 절삭 칩 배출 홈(7)의 축선(O) 방향의 길이(S)와, 날끝부(3)의 축선(O) 방향의 길이(L)는, L ＞ S ＞ B의 관계를 갖고 있는 것이다.

이 리이머(1)는, 절삭 공구에 장착되어 축선(O) 주위로 회전되는 동시에 축선(O) 방향 선단측을 향해 이송되어, 피절삭재(W)에 미리 형성된 예비 구멍에 삽입되어, 이 예비 구멍의 내벽면을 절삭 가공한다. 이 절삭시, 절삭 칩 배출 홈(7)이 공구 회전 방향(T) 전방측으로 비틀어지도록 형성되어 있으므로, 절삭 날(10)에 의해 생성된 절삭 칩은 리이머(1) 선단측을 향해 안내되게 된다. 또한, 절삭유제가 쿨런트 공급 구멍 및 연통 구멍을 통해 토출 구멍(11)으로부터 토출됨으로써, 절삭 칩은, 절삭 칩 배출 홈(7)을 흐르는 절삭유제로 흐르도록 하여 리이머(1) 선단측을 향해 배출된다.

그리고, 종래 예비 구멍의 가공 방법에서는, 도20에 도시하는 바와 같이, 예비 구멍의 길이(H)에 비해 날끝부(3)의 길이(L)가 긴 리이머(1)로 예비 구멍을 가공하게 되고, 예비 구멍의 내벽면을 가공하여 성형된 가공 구멍을 관통하도록, 리이머(1)의 날끝부(3)가 배치되게 된다.

이와 같은 리이머에 있어서는, 생크부에, 절삭유제를 날끝부로 공급하기 위한 쿨런트 공급 구멍이 생크부를 관통하도록 형성되어 있고, 날끝부에, 상기 쿨런트 공급 구멍에 연통하는 연통 구멍과, 이 연통 구멍으로부터 절삭 칩 배출 홈의 홈 바닥부를 향해 연장되는 토출 구멍이 형성되어 있다.

절삭유제를, 쿨런트 공급 구멍 및 연통 구멍을 통해 토출 구멍으로부터 토출함으로써, 피절삭재의 예비 구멍에 절삭유제가 공급되어, 날끝부에 형성된 절삭 날이 예비 구멍의 내벽면을 절삭해 들어갈 때의 절삭 저항이 작아져, 리이머의 떨림이 억제되어 가공 구멍을 정밀도 좋게 형성할 수 있는 동시에, 절삭 날의 조기 마모가 억제되어, 이 리이머의 수명 연장을 도모할 수 있다.

또한, 절삭 날이 형성되는 날끝부를 경질인 초경 합금으로 구성하고, 이 초경 합금제 날끝부를, 강재로 구성한 생크부의 선단에 납땜으로 접합한 리이머나, 생크부를 초경 합금제로 하여 상기 날끝부와 함께 일체 소결에 의해 성형한 리이머가 제공되어 있다.(특허 문헌 1 참조)

이들 리이머에서는, 경질인 초경 합금으로 구성된 날끝부에 의해 피절삭재에 형성된 예비 구멍의 내벽면을 절삭 가공하기 때문에, 내마모성이 향상되어 이 리이머의 수명 연장을 도모할 수 있는 것이다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2000-263328호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 제2002-59313호 공보

그런데, 도21 및 도22에 도시하는 종래 리이머에서는, 절삭 칩이 리이머 선단측을 향해 배출되므로 절삭 칩 배출 홈을 통과하지 않음에도 불구하고, 절삭 칩 배출 홈을, 단면 V자 형상을 이루어 크게 직경 방향 외측을 향해 개구하도록 형성되어 있다. 그런데, 이와 같이 날끝부를 크게 절결하도록 하여 절삭 칩 배출 홈을 형성하고 있으면, 이 리이머의 강성이 저하되어 버려, 리이머를 고속 회전했을 때에 흔들림이 생겨, 가공 구멍을 정밀도 좋게 성형할 수 없다는 문제가 있었다.

또한, 절삭시의 절삭 저항에 의해, 예를 들어 토출 구멍이 형성된 부분을 기점으로 하여, 리이머가 파손되어 버리는 일이 있었다.

또한, 초경 합금제 날끝부를, 강재로 구성된 생크부 선단에 납땜으로 접합한 리이머에 있어서는, 초경 합금의 열팽창률이 약 5.0 × 10⁶/℃이고, 강재의 열팽창률이 약 12.1 × 10⁶/℃로 크게 다르기 때문에, 날끝부와 생크부를 납땜했을 때에 큰 왜곡이 발생하여, 리이머가 만곡되어 버리는 일이 있었다. 또한, 납땜한 부분에 있어서, 납땜시의 열영향에 의해 강재의 강도가 저하되어, 리이머 전체의 강성이 부족하게 되어 버려, 고속 회전시에 흔들림이 생겨 버리는 일이 있었다. 이로 인해, 이 구성의 리이머에서는, 가공 구멍을 정밀도 좋게 형성할 수 없다는 문제가 있었다.

또한, 직경이 10 ㎜ 이하인 작은 직경의 리이머에서는, 강재로 구성된 긴 생크부에 관통한 쿨런트 공급 구멍을 형성하는 것은 매우 곤란하여, 리이머를 안정적으로 제조할 수 없는 경우가 있었다.

한편, 생크부 및 날끝부를 모두 초경 합금으로 구성하여 일체 소결에 의해 성형하는 것에서는, 초경 합금 원료의 압출 성형에 의해 날끝부로부터 생크부까지 일체로 리이머 형상으로 한 후에 소결되므로, 작은 직경의 리이머라도 쿨런트 공급 구멍을 형성하는 것이 비교적 용이하다. 그러나, 초경 합금 원료에 압출 가공 등을 행함으로써 리이머 형상을 성형하고 있으므로, 생크부 및 날끝부를 관통하는 동일 직경의 관통 구멍이 형성되게 된다. 따라서, 생크부의 쿨런트 공급 구멍과 날끝부의 연통 구멍이 동일 직경인 것밖에 제조할 수 없기 때문에, 절삭유제를 피절삭재를 향해 충분히 공급할 수 없는 일이 있었다.

또한, 비교적 경질인 피절삭재를 절삭하는 경우에는, 날끝부를 더 경질인 초경 합금으로 구성할 필요가 있지만, 일체 소결하는 경우에는, 생크부까지 더 경질인 초경 합금으로 구성되는 것으로 되기 때문에, 이 리이머의 제작 비용이 높아져 버린다는 문제가 있었다.

또한, 이와 같이 예비 구멍의 길이(H)보다도 날끝부(3)의 길이(L)가 긴 리이머(1)를 사용한 경우에는, 날끝부(3)와 가공 구멍의 내벽면이 미끄럼 접촉하는 부분이 커지기 때문에, 절삭 저항이 커져 버린다. 또한, 날끝부(3)에는 절삭 칩 배출 홈(7)이나 절삭유제의 토출 구멍(11)이 형성되어 있으므로, 이 날끝부(3)의 길이(L)가 필요 이상으로 긴 경우에는, 절삭 칩 배출 홈(7)의 길이도 길어져 리이머(1)의 강성이 저하되게 되고, 상기 절삭 저항에 의해 리이머(1)가 파손되어 버릴 우려가 있었다. 또한, 이 리이머(1)를 고속 회전할 때에는 강성 부족으로 인해 진동 및 소음이 생겨, 가공 구멍을 정밀도 좋게 성형할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 사정에 비추어 이루어진 것이며, 구멍 가공 공구의 강성을 확보함으로써, 이 구멍 가공 공구를 고속 회전했을 때의 흔들림을 방지하여 가공 구멍을 정밀도 좋게 성형할 수 있는 동시에, 절삭 저항을 저감하여 구멍 가공 공구의 파손을 방지함으로써 수명 연장을 도모할 수 있는 예비 구멍의 가공 방법 및 이 가공 방법에 적합한 구멍 가공 공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 피절삭재의 경도 등에 따른 초경 합금으로 구성된 날끝부를 구비하여, 충분한 강성을 갖는 동시에 절삭유제를 피절삭재를 향해 확실하게 공급하여, 피절삭재를 정밀도 좋게 효율적으로 절삭할 수 있고, 또한, 저비용으로 제작할 수 있는 구멍 가공 공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 피절삭재에 미리 형성된 예비 구멍에 삽입되어 예비 구멍의 내벽면을 절삭 가공하는 구멍 가공 공구이며, 축선 주위로 회전되는 생크부를 갖고, 상기 생크부의 선단측에는 절삭 날을 갖는 날끝부가 형성되고, 상기 날끝부의 외주부에는 선단측으로부터 후단측을 향해 연장되는 절삭 칩 배출 홈이 형성되고, 상기 절삭 칩 배출 홈의 공구 회전 방향 전방측을 향하는 벽면과 상기 날끝부의 외주면과의 교차 능선부에 상기 절삭 날이 형성되어 있고, 상기 절삭 칩 배출 홈의 상기 축선에 수직인 단면이 U자 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구멍 가공 공구에 있어서, 상기 외주면에는, 상기 절삭 날에 이어지도록 형성된 제1 랜드부와, 상기 제1 랜드부의 공구 회전 방향 후방측에 이어져 직경 방향 내측으로 후퇴한 릴리프부와, 상기 릴리프부의 공구 회전 방향 후방측에 이어지도록 형성된 제2 랜드부가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구멍 가공 공구에 있어서, 상기 릴리프부에는 절삭유제를 배출하기 위한 배출 구멍이 개구되어 있고, 상기 배출 구멍은, 상기 날끝부의 선단으로부터 상기 날끝부의 축선 방향 길이의 2/3보다도 후단측에 개구되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 생크부의 선단에, 절삭 날을 갖는 날끝부가 구비된 구멍 가공 공구이며,

초경 합금에 의해 구성된 상기 생크부 선단에, 초경 합금으로 구성된 상기 날끝부가 납땜으로 접합되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구멍 가공 공구에 있어서, 상기 날끝부를, 상기 생크부를 구성하는 초경 합금보다도 경질인 초경 합금으로 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 피절삭재에 미리 형성된 예비 구멍에 구멍 가공 공구를 삽입하여, 상기 예비 구멍의 내벽면을 절삭 가공하여 가공 구멍을 성형하는 예비 구멍의 가공 방법이며,

상기 구멍 가공 공구는 축선 주위로 회전되는 생크부와 상기 생크부의 선단에 배치된 날끝부를 갖고, 상기 날끝부에는, 선단측으로부터 후단측을 향해 연장되는 절삭 칩 배출 홈이 형성되고, 상기 절삭 칩 배출 홈의 공구 회전 방향 전방측을 향하는 벽면과 상기 날끝부의 외주면과의 교차 능선부에 절삭 날이 형성되어 있고, 상기 절삭 날의 상기 축선 방향의 길이가, 상기 예비 구멍의 길이보다도 짧게 된 상기 구멍 가공 공구를 이용하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명 예비 구멍의 가공 방법에 있어서, 상기 날끝부는 상기 생크부보다도 높은 경도를 갖는 재료로 구성되어 있고, 상기 날끝부의 상기 축선 방향의 길이가, 상기 예비 구멍의 길이보다도 짧게 된 상기 구멍 가공 공구를 이용하는 것을 특징으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 상기 예비 구멍의 가공 방법에 이용하는 구멍 가공 공구이며,

상기 날끝부에는 선단면으로부터 후단측을 향해 점차 외경이 작아지도록 백 테이퍼부가 형성되어 있고, 상기 백 테이퍼부의 상기 축선 방향의 길이가, 상기 날끝부의 상기 축선 방향의 길이보다도 짧게 되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구멍 가공 공구에 있어서, 상기 절삭 칩 배출 홈의 상기 축선 방향의 길이가, 상기 백 테이퍼부의 상기 축선 방향의 길이보다도 짧게 되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구멍 가공 공구에 있어서, 상기 생크부 선단측의 외경이, 상기 백 테이퍼부의 후단측 외경보다도 0.02 ㎜ 이상 작게 되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구멍 가공 공구에 있어서, 상기 절삭 칩 배출 홈은, 상기 축선에 수직인 단면이 U자 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태인 리이머의 정면도이다.

도2는 도1에 도시하는 리이머의 측면도이다.

도3은 본 발명의 제2 실시 형태인 리이머의 정면도이다.

도4는 본 발명의 제2 실시 형태인 리이머의 정면도이다.

도5는 도3에 도시하는 리이머의 측면도이다.

도6은 본 발명의 다른 실시 형태인 리이머의 정면도이다.

도7은 본 발명의 다른 실시 형태인 리이머의 정면도이다.

도8은 본 발명의 다른 실시 형태인 리이머의 정면도이다.

도9는 본 발명의 실시 형태인 리이머의 측면도이다.

도10은 도9에 도시하는 리이머의 정면도이다.

도11은 도9에 도시하는 리이머를 장착하여 사용하는 절삭 공구의 측면 부분 단면도이다.

도12는 본 발명 예비 구멍의 가공 방법을 나타내는 설명도이다.

도13은 도12의 가공 방법에 이용하는 본 발명의 제1 실시 형태인 리이머의 정면도이다.

도14는 도13에 도시하는 리이머의 측면도이다.

도15는 도13에 도시하는 리이머가 장착되는 절삭 공구의 측면 부분 단면도이다.

도16은 도12의 가공 방법에 이용하는 본 발명의 제2 실시 형태인 리이머의 정면도이다.

도17은 도16에 도시하는 리이머의 측면도이다.

도18은 본 발명의 다른 실시 형태인 리이머의 측면도이다.

도19는 본 발명의 다른 실시 형태인 리이머의 측면도이다.

도20은 종래 예비 구멍의 가공 방법을 나타내는 설명도이다.

도21은 종래 리이머의 정면도이다.

도22는 도21에 도시하는 리이머의 측면도이다.

[부호의 설명]

21 : 리이머(구멍 가공 공구)

22 : 생크부

23 : 날끝부

27 : 절삭 칩 배출 홈

28 : 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면

29 : 외주면

30 : 절삭 날

31 : 랜드부

32 : 백 테이퍼부

51 : 제1 랜드부

52 : 릴리프부

53 : 제2 랜드부

54 : 배출 구멍

이하에, 본 발명의 제1 실시 형태인 구멍 가공 공구에 대해 첨부한 도면을 참조로 하여 설명한다. 도1 및 도2에 본 발명의 실시 형태인 구멍 가공 공구로서의 리이머를 도시한다. 또한, 도3에 이 리이머가 장착되는 절삭 공구를 도시한다.

리이머(21)는, 긴 원기둥 형상을 이루는 생크부(22)와, 이 생크부(22)의 선단측(도2에 있어서 하측)에 배치된 날끝부(23)로 구성되어 있다.

생크부(22)는, 축선(O)을 중심으로 하는 개략 다단 원기둥 형상을 이루고 있고, 후단측(도2에 있어서 상측)에는, 이 리이머(21)를 절삭 공구(41)에 장착하기 위한 장착부(24)가 설치되어 있다. 이 장착부(24)에는, 축선(O)에 평행하게 연장되는 평탄면(24A)이 형성되어 있다.

생크부(22)의 선단측은, 후단측에 비해 한 단 작은 직경으로 되어 있고, 선 단면에 중앙 부분이 생크부(22) 후단측을 향해 오목한 V자 홈(25)이, 그 홈 바닥부를 축선(O)에 직교시켜 V자의 2등분선이 축선(O) 상에 위치하도록 형성되어 있다. 여기서, V자 홈(25)이 갖는 2개의 측벽면이 이루는 각도는, 60°내지 120°의 범위 내로 되고, 본 실시 형태에서는 90°로 설정되어 있다.

또한, 이 생크부(22)에는, 쿨런트 공급 구멍이 생크부(22)의 선단측으로부터 후단측에 걸쳐 관통하도록 형성되어 있고, V자 홈(25)으로 개구되어 있다.

날끝부(23)는, 역시 축선(O)을 중심으로 하는 개략 원기둥 형상을 이루고 있고, 그 후단면에는, 생크부(22) 선단면에 형성된 V자 홈(25)에 끼워 맞춤 가능한 단면 볼록 V자의 볼록 형상부(26)가, 그 V자의 능선을 역시 축선(O)에 직교시켜 V자의 2등분선이 축선(O) 상에 위치하도록 형성되어 있다.

날끝부(23)의 선단 외주부에는, 축선(O) 방향 후단측을 향해 연장되어 공구 회전 방향(T) 전방측으로 소정의 비틀림각(본 실시 형태에서는 15°)으로 비틀어지는 복수의 절삭 칩 배출 홈(27)이, 주위 방향으로 동일 간격으로 축선(O)에 대해 소정 각도씩 회전 대칭으로 배치되어 있다. 이 제1 실시 형태에서는, 도1에 도시하는 바와 같이, 6개의 절삭 칩 배출 홈(27)이 축선(O)에 대해 60°씩 회전 대칭으로 배치되어 있다.

이들 절삭 칩 배출 홈(27)의 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(28)과 공구 회전 방향(T) 후방측으로 이어지는 외주면(29)과의 교차 능선부에, 절삭 날(30)이 형성되는 동시에, 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(28)과 날끝부(23)의 선단면과의 교차 능선부의 외주측에, 절삭 날(30)에 이어지는 절삭 부(30a)가 형성되어 있다.

이와 같이 절삭 날(30)을 형성함으로써, 절삭 칩 배출 홈(27)의 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(28)이 퍼올림면으로 되고, 공구 회전 방향(T) 후방측에 이어지는 외주면(29)이 릴리프면으로 된다. 그리고, 이 절삭 날(30)은, 절삭 칩 배출 홈(27)과 동일하게 후단측을 향함에 따라서 축선(O) 주위로 공구 회전 방향(T) 전방측으로 소정의 비틀림각(본 실시 형태에서는 15°)으로 비틀어지는 나선 형상으로 형성되어 있다. 이 절삭 날(30)이 축선(O) 주위에 이루는 회전 궤적은, 본 실시 형태에 있어서는 축선(O)을 중심으로 한 원통면 형상으로 되어 있다.

여기서 절삭 칩 배출 홈(27)은, 도1에 도시하는 바와 같이 단면 U자 형상, 즉 절삭 칩 배출 홈(27)의 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(28)과, 공구 회전 방향 후방을 향하는 벽면이, 축선(O)에 수직인 단면에 있어서, 오목한 원호 형상의 홈 바닥을 개재시켜 대략 평행하게 대향하도록 형성되어 있고, 퍼올림면을 이루는 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(28)은, 개략 날끝부(23)의 외형의 단면이 이루는 원의 직경 방향을 따라 연장되도록 형성되어 있다.

또한, 6개 형성된 릴리프면을 이루는 외주면 중 4개의 외주면(29)에는, 절삭 날(30)에 이어지는 부분에, 축선(O)에 수직인 단면에 있어서 절삭 날(30)의 외경과 동등한 반경의 원호 형상을 이루는 랜드부(31)가 형성되고, 이 랜드부(31)의 공구 회전 방향(T) 후방측에는, 직경 방향 내측을 향해 후퇴한 릴리프부(52)가 형성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 릴리프부(52)는, 상기 축선(O)에 수직인 단면에 있어서, 상기 절삭 날(30)의 외경보다 약간 작은 반경의 볼록 원호 형상을 이 루도록 형성되어 있다. 또한, 나머지 2개의 외주면(29)에는 릴리프부(52)가 형성되어 있지 않고, 외주면(29) 전체가 랜드부(31)로 되어 있다.

또한, 날끝부(23)에는, 축선(O)을 따라 연장되어 볼록 형상부(26)에 개구된 연통 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 이 연통 구멍으로부터 각각의 절삭 칩 배출 홈(27)을 향해 연장되고, 그 홈 바닥부에 개구된 토출 구멍(31)이 형성되어 있다.

이 리이머(21)는, 도3에 도시하는 절삭 공구(41)에 장착되어 사용된다. 절삭 공구(41)는, 축선(M) 주위로 회전되는 다단 원기둥 형상의 공구 본체(42)를 갖고, 공구 본체(42)의 선단부 외주에는 절삭 인서트(50)가 배비되어 있다.

이 공구 본체(42)의 선단면(42A)에는, 축선(M)을 따르도록 연장되는 장착 구멍(43)이 뚫려 있다. 이 장착 구멍(43)의 후단측에 연통하도록 위치 조정 볼트(44)가 삽입된 쿨런트 구멍(45)이 형성되어 있고, 이 쿨런트 구멍(45)은 공구 본체(42) 후단측에 설치된 장착부(47)에 개구되어 있다.

또한, 공구 본체(42)의 측면으로 개구하여 장착 구멍(43)에 연통된 나사 구멍(48)이 형성되고, 클램프 나사(47)가 나사 장착되어 있다.

리이머(21)는, 공구 본체(42)의 선단면(42A)에 뚫어진 장착 구멍(43)에 삽입되고, 생크부(22)의 후단면이 위치 조정 볼트(44)의 선단면에 접촉되는 동시에 생크부(22)의 평탄면(24A)이 공구 본체(42)의 나사 구멍(48)이 형성된 방향을 향하도록, 또한, 리이머(21)의 축선(O)과 공구 본체(42)의 축선(M)이 일치하도록 배치된다. 그리고, 공구 본체(42)의 나사 구멍(48)에 나사 장착된 클램프 나사(47)를 돌 려 넣어 평탄면(24A)을 압박함으로써, 리이머(21)가 공구 본체(42)에 고정된다.

이와 같이 리이머(21)가 장착된 절삭 공구(41)는, 공작 기계의 주축단에 장착부(47)를 통해 장착되고, 리이머(21)의 축선(M) 방향의 위치 조정을 행한 후, 축선(M)[축선(O)] 주위로 회전되는 동시에 축선(M)[축선(O)] 선단 방향을 향해 보내지고, 리이머(21)가 예를 들어 스템 가이드 구멍(피절삭재에 형성된 예비 구멍)에 삽입되어, 이 스템 가이드 구멍의 내벽면을 절삭하여 소정의 내경의 가공 구멍을 형성하는 것이다.

리이머(21)에 의한 절삭 가공을 행할 때에는, 절삭유제가 공작 기계로부터 파이프를 통해 공구 본체(42)의 쿨런트 구멍(45)에 공급된다. 쿨런트 구멍(45)에 공급된 절삭유제는, 리이머(21)의 생크부(22)에 형성된 쿨런트 공급 구멍을 통해 날끝부(23)로 공급되어, 날끝부(23)에 형성된 연통 구멍 및 토출 구멍(31)을 통해, 절삭 칩 배출 홈(27)의 홈 바닥부로부터 예비 구멍의 내벽면을 향해 토출되는 것이다.

예비 구멍의 내벽면을 절삭 가공했을 때에 생성되는 절삭 칩은, 절삭 칩 배출 홈(27)이 공구 회전 방향(T) 전방측으로 비틀어지도록 형성되어 있으므로, 리이머(21)의 선단측을 향해 안내되게 된다. 또한, 절삭유제가 쿨런트 공급 구멍 및 연통 구멍을 통해 토출 구멍(31)으로부터 토출됨으로써, 이 절삭유제에 흐르도록 하여, 절삭 칩은 리이머(21)의 선단측을 향해 배출된다.

제1 실시 형태인 리이머(21)에 따르면, 절삭 칩 배출 홈(27)이 단면 U자 형상으로 형성되어 있고, 직경 방향 외측을 향해 크게 개구되어 있지 않아 절결 부분 이 적으므로, 이 리이머(21)의 강성이 확보되어 있다. 따라서, 이 리이머(21)를 고속 회전시켰을 때의 흔들림을 방지하여 가공 구멍을 정밀도 좋게 성형할 수 있다. 또한, 절삭 저항에 의해 리이머(21)가 파손되어 버리는 것을 억제하여, 이 리이머(21)의 수명 연장을 도모할 수 있다.

또한, 절삭 칩 배출 홈(27)의 단면적이 작게 되어 있으므로, 절삭유제를 절삭 칩 배출 홈(27)의 홈 바닥부에 개구된 토출 구멍(31)으로부터 토출했을 때에, 이 절삭 칩 배출 홈(27)을 통과하는 절삭유제의 유속이 커져, 절삭 날(30)에 의해 생성된 절삭 칩을 리이머(21)의 선단 방향을 향해 확실하게 배출할 수 있다. 따라서, 이 절삭 칩 배출 홈(27) 안을 절삭 칩이 통과하는 일이 없으므로, 절삭 칩 배출 홈(27)의 단면적을 작게 해도 절삭 칩을 확실하게 배출할 수 있어, 이 리이머(21)에 의한 가공을 원활하게 행할 수 있다.

또한, 각각의 절삭 날(30)에 이어져 릴리프면을 이루는 6개의 외주면(29) 중 4개의 외주면(29)에, 랜드부(31) 및 릴리프부(52)가 형성되는 동시에, 나머지 2개의 외주면(29) 전체가 랜드부(31)로 되어 있으므로, 이 리이머(21)에 의해 예비 구멍을 가공할 때의 절삭 저항이 저감되는 동시에, 랜드부(31)에 의해 리이머(21)의 회전이 안정되므로, 가공 구멍을 더욱 정밀도 좋게 성형할 수 있다. 또한, 절삭 후의 가공 구멍 내벽면과 랜드부(31)가 미끄럼 이동함으로써, 가공 구멍 내벽면을 바니쉬 가공하여 매끄럽게 마무리할 수 있다.

다음에, 제2 실시 형태인 리이머(21)에 대해, 도4 및 도5를 참조로 하여 설명한다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

이 제2 실시 형태인 리이머(21)는, 도4에 도시하는 바와 같이, 단면 V자 형상의 절삭 칩 배출 홈(27)이 3개 형성되고, 이들 절삭 칩 배출 홈(27)이 축선(O)에 대해 120°씩 회전 대칭으로 배치되어 있고, 이 절삭 칩 배출 홈(27)의 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(28)의 외주측변 능선부에 절삭 날(30)이 형성된 3개 날의 리이머(21)이다.

이 절삭 날(30)에 이어져 릴리프면을 이루는 외주면(29)에는, 절삭 날(30)에 이어지도록 형성된 제1 랜드부(51)와, 이 제1 랜드부의 공구 회전 방향(T) 후방측에 이어져 직경 방향 내측으로 후퇴한 릴리프부(52)와, 이 릴리프부(52)의 공구 회전 방향(T) 후방측에 이어지도록 형성된 제2 랜드부(53)가 형성되어 있다. 제1 랜드부(51) 및 제2 랜드부(53)는, 축선(O)을 중심으로 한 동일한 반경의 원호 형상으로 형성되어 있다. 또한, 릴리프부(52)는, 축선(O)에 수직인 단면에 있어서, 절삭 칩 배출 홈(27)보다 폭이 넓고 홈 깊이가 얕고 직경 방향 내측을 향해 볼록하게 되는 R홈 형상으로 형성되어 있다.

또한, 전술한 제1 실시 형태에서는, 절삭 칩 배출 홈(27) 및 릴리프부(52)가, 날끝부(23)의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있는 것에 반해, 이 제2 실시 형태에서는, 릴리프부(52)는 날끝부(23)의 전체 길이에 걸쳐 형성되는 한편, 절삭 칩 배출 홈(27)의 후단은 날끝부(23)의 후단보다 앞쪽에서 잘려져 형성되어 있다.

또한, 날끝부(23)에 형성된 연통 구멍(도시하지 않음)으로부터 각각의 절삭 칩 배출 홈(27)의 홈 바닥부를 향해 개구된 토출 구멍(31)이 형성되는 동시에, 이 릴리프부(52)가 이루는 R홈의 홈 바닥부를 향해 개구된 배출 구멍(54)이 형성되어 있다.

이 배출 구멍(54)의 개구부는, 날끝부(23)의 축선 방향의 길이를 L로 했을 때에, 날끝부(23)의 선단으로부터 2/3L보다도 후단측에 배치되어 있다.

이 제2 실시 형태인 리이머(21)에 따르면, 절삭 칩 배출 홈(27)의 단면이 U자 형상을 이루고 있으므로, 제1 실시 형태인 리이머(21)와 동등한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 릴리프면을 이루는 외주면(29)에 릴리프부(52)가 형성되어 있으므로, 가공 구멍의 내벽면과 미끄럼 이동하는 부분을 조정할 수 있어, 이 리이머(21)의 절삭 저항을 작게 할 수 있다. 또한, 제1 랜드부(51) 및 제2 랜드부(53)가 형성되어 있으므로, 가공 구멍과 이들 제1, 제2 랜드부(51, 53)가 미끄럼 이동하여 가공 구멍의 내벽면을 매끄럽게 마무리할 수 있다. 또한, 이들 제1, 제2 랜드부(51, 53)가 가이드의 역할을 감당하여, 이 리이머(21)의 회전을 안정적으로 가공 구멍을 정밀도 좋게 성형할 수 있다.

또한, 절삭유제가, 절삭 칩 배출 홈(27)의 홈 바닥부에 개구된 토출 구멍(31)뿐만 아니라, 릴리프부(52)가 이루는 R홈의 홈 바닥부에 개구된 배출 구멍(54)으로부터도 공급되므로, 절삭유제에 의한 절삭 칩의 배출을 확실하게 행할 수 있다.

또한, 배출 구멍(54)이 날끝부(23)의 축선 방향의 길이를 L로 했을 때에, 날끝부(23)의 선단으로부터 2/3L보다도 후단측에 개구되어 있으므로, 이 릴리프 부(52)로부터 날끝부(23) 선단측을 향해 배출하는 절삭유제의 유속을 크게 할 수 있어, 절삭 날(30)에 의해 생성된 절삭 칩을 더욱 확실하게 리이머(21) 선단측을 향해 배출할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태인 리이머(21)에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경 가능하다.

예를 들어, 도6에 도시하는 바와 같이, 절삭 날(30)에 이어지는 외주면(29)에 형성된 릴리프부(52)를, 직경 방향 외측을 향해 볼록하게 하여 축선(O)을 중심으로 한 원호 형상으로 형성해도 좋다. 이와 같이 릴리프부(52)를 형성함으로써, 날끝부(23)를 절결하는 부분을 더욱 작게 할 수 있어, 이 리이머(21)의 강성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 도7에 도시하는 바와 같이, 절삭 날(30)에 이어지는 외주면(29)에 형성된 릴리프부(52)를 평면 형상으로 형성하여, 날끝부(23)의 단면이 개략 정삼각형 형상을 이루도록 형성해도 좋다. 이 구성의 리이머(21)에 있어서는, 날끝부(23)의 외형이 이루는 원의 일부를, 상기 단면에 있어서 직선 형상으로 깎아 내어 릴리프부(52)를 형성할 수 있으므로, 이 리이머(21)를 저비용으로 제작할 수 있다.

또한, 도8에 도시하는 바와 같이, 절삭 날(30)에 이어지는 외주면(29)에 형성된 릴리프부(52)를, 평면 형상으로 형성된 평면부(37)와, 이 평면부(37)의 중앙 부분을 직경 방향 내측으로 볼록하게 되는 R홈 형상으로 절결한 R홈부(38)로 구성해도 좋다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 릴리프부(52)를 용이하게 형성할 수 있 는 동시에, R홈부(38)를 통해 절삭유제를 확실하게 선단측을 향해 공급할 수 있다.

또한, 절삭 칩 배출 홈(27)을 리이머(21)의 후단측을 향함에 따라서 공구 회전 방향(T) 전방측을 향해 비틀어지도록 형성한 것으로 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 공구 회전 방향(T) 후방측을 향해 비틀어지도록 형성하거나, 비틀림이 없는 직선 형상으로 형성해도 좋다. 이들과 같은 경우에는, 절삭 날(30)에 의해 생성된 절삭 칩이 리이머(21) 선단측으로 안내되는 일은 없지만, 절삭유제가 절삭 칩 배출 홈(27)을 큰 유속으로 리이머(21) 선단측을 향해 흐름으로써, 절삭 칩을 리이머(21) 선단측으로 배출할 수 있다.

또한, 리이머(21)를 도3에 도시하는 절삭 공구(41)에 장착하여 사용하는 것으로서 설명했지만, 다른 절삭 공구나 어댑터 등에 장착하여 사용하는 것이라도 좋다.

이하에, 본 발명의 실시 형태인 구멍 가공 공구에 대해 첨부한 도면을 참조로 하여 설명한다. 도9 및 도10에 본 발명의 실시 형태인 구멍 가공 공구로서의 리이머를 도시한다. 또한, 도11에 이 리이머가 장착되는 절삭 공구를 도시한다.

리이머(21)는, 긴 원기둥 형상을 이루는 생크부(22)와, 이 생크부(22)의 선단측(도9에 있어서 하측)에 배치된 날끝부(23)로 구성되어 있다.

생크부(22)는, 축선(O)을 중심으로 하는 개략 다단 원기둥 형상을 이루고 있고, 후단측(도9에 있어서 상측)에는, 이 리이머(21)를 절삭 공구(41)에 장착하기 위한 장착부(24)가 설치되어 있다. 이 장착부(24)에는, 축선(O)에 평행하게 연장되는 평탄면(24A)이 형성되어 있다.

생크부(22)의 선단측은, 후단측에 비해 한 단 작은 직경으로 되어 있고, 선단면에 중앙 부분이 생크부(22) 후단측을 향해 오목한 V자 홈(26)이, 그 홈 바닥부를 축선(O)에 직교시켜 V자의 2등분선이 축선(O) 상에 위치하도록 형성되어 있다. 여기서, V자 홈(26)이 갖는 2개의 측벽면이 이루는 각도(α)는, 60°내지 120°의 범위 내로 되고, 본 실시 형태에서는 90°로 설정되어 있다.

또한, 이 생크부(22)에는 도시하지 않은 쿨런트 공급 구멍이, 축선(O)을 따라 생크부(22)의 선단측으로부터 후단측에 걸쳐 관통하도록 형성되어 있다.

그리고, 이 생크부(22)는, 탄화텅스텐 분말을 기재(基材)로 한 초경 합금으로 구성되어 있다. 이 초경 합금은, 평균 입경 1.0 ㎛ 정도의 조직을 갖는 것이며, 소결 후의 경도는, 로크웰 A 경도(JIS Z 2245)로 91.0 HRA이다. 또한, 열팽창 계수는 5.1 × 10⁶/℃이다.

날끝부(23)는, 역시 축선(O)을 중심으로 하는 개략 원기둥 형상을 이루고 있고, 그 후단면에는, 생크부(22) 선단면에 형성된 V자 홈(26)에 끼워 맞춤 가능한 단면 볼록 V자의 볼록 형상부(25)가, 그 V자의 능선을 역시 축선(O)에 직교시켜 V자의 2등분선이 축선(O) 상에 위치하도록 형성되어 있다. 또한, 날끝부(23)의 축선(O) 방향의 길이는, 생크부(22)의 축선(O) 방향의 길이에 비해 작게 되어 있다.

날끝부(23)의 선단 외주부에는, 축선(O) 방향 후단측을 향해 연장하여 공구 회전 방향(T) 전방측으로 소정의 각도로 비틀어지는 복수의 절삭 칩 배출 홈(27)이, 주위 방향으로 동일 간격으로 축선(O)에 대해 소정 각도씩 회전 대칭으로 배치 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 도10에 도시하는 바와 같이, 6개의 절삭 칩 배출 홈(27)이, 축선(O)에 대해 60°씩 회전 대칭으로 배치되어 있다.

이들의 절삭 칩 배출 홈(27)의 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면과, 공구 회전 방향(T) 후방측으로 이어지는 외주면과의 교차 능선부, 즉 상기 벽면의 외주측변 능선부에는, 그 선단측에 절삭 날(30)이, 또한, 상기 벽면과 날끝부(23)의 선단면과의 교차 능선부의 외주측에, 절삭 날(30)의 선단에 이어지는 절삭부(30a)가 형성되어 있다.

이와 같이 절삭 날(30)을 형성함으로써, 절삭 칩 배출 홈(27)의 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면이 퍼올림면으로 되고, 공구 회전 방향(T) 후방측으로 이어지는 외주면이 릴리프면으로 된다. 그리고, 이 절삭 날(30)은, 절삭 칩 배출 홈(27)과 동일하게 후단측을 향함에 따라서 축선(O) 주위로 공구 회전 방향(T) 전방측으로 소정의 비틀림각으로 비틀어지는 나선형으로 형성되어 있다. 또한, 이 절삭 날(30)이 축선(O) 주위에 이루는 회전 궤적은, 본 실시 형태에 있어서는 축선(O)을 중심으로 한 대략 원통면 형상으로 되어 있다. 또한, 날끝부(23)의 후단측에서는, 그 외경은 상기 원통면보다 한 단 작은 직경으로 되어, 생크부(22) 선단측과 동일한 직경으로 되어 있다.

또한, 날끝부(23)에는, 그 선단으로부터 약간 후단측에 이격된 위치로부터 축선(O)을 따라 연장되어 후단측에 개구된 연통 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 이 연통 구멍으로부터 선단 외주측으로 연장되어 각각의 절삭 칩 배출 홈(27)의 홈 바닥부를 향해 개구된 토출 구멍이 형성되어 있다.

그리고, 이 날끝부(23)는, 초경 합금의 일종인 초미립 합금으로 구성되어 있다. 이 초미립 합금은, 상기 생크부(22)를 구성하는 초경 합금보다 작은 평균 입경 0.6 ㎛ 정도의 조직을 갖는 것이며, 소결 후의 경도는 상기 생크부(22)를 구성하는 초경 합금보다도 단단하고, 로크웰 A 경도(JIS Z 2245)로 94.0 HRA이다. 또한, 열팽창 계수는 5.0 × 10⁶/℃이다.

이들 생크부(2) 및 날끝부(23)는, 각각 개별로 탄화텅스텐 분말을 기재로 한 초경 합금 원료를 소정 형상으로 한 후에 소결하여 성형된다. 따라서, 생크부(22)의 쿨런트 공급 구멍 및 날끝부(23)의 연통 구멍을, 각각에 가장 적합한 직경의 것으로 할 수 있다.

이와 같이 하여, 성형된 생크부(22) 및 날끝부(23)는, 생크부(22)의 V자 홈(26)과 날끝부(23)의 볼록 형상부(25)가 끼워 맞추어져 동축으로 된 상태에서 납땜되어 리이머(21)로 된다.

이 리이머(21)는, 도11에 도시하는 절삭 공구(41)에 장착되어 사용된다. 절삭 공구(41)는, 축선(M) 주위로 회전되는 다단 원기둥 형상의 공구 본체(42)를 갖고, 공구 본체(42)의 선단부 외주에는 절삭 인서트(50)가 배비되어 있다.

이 공구 본체(42)의 선단면(42A)에는, 축선(M)을 따르도록 연장되는 장착 구멍(43)이 뚫려 있다. 이 장착 구멍(43)의 후단측에 연통하도록 위치 조정 볼트(44)가 삽입된 쿨런트 구멍(45)이 형성되어 있고, 이 쿨런트 구멍(45)은 공구 본체(42) 후단측에 설치된 장착부(46)에 개구되어 있다.

또한, 공구 본체(42)의 측면으로 개구하여 장착 구멍(43)에 연통된 나사 구멍(47)이 형성되고, 클램프 나사(48)가 나사 장착되어 있다.

리이머(21)는, 공구 본체(42)의 선단면(42A)에 뚫어진 장착 구멍(43)에 삽입되고, 생크부(22)의 후단면이 위치 조정 볼트(44)의 선단면에 접촉되는 동시에 생크부(22)의 평탄면(24A)이 공구 본체(42)의 나사 구멍(47)이 형성된 방향을 향하도록, 또한, 리이머(21)의 축선(O)과 공구 본체(42)의 축선(M)이 일치하도록 배치된다. 그리고, 공구 본체(42)의 나사 구멍(47)에 나사 장착된 클램프 나사(48)를 돌려 넣어 평탄면(24A)을 압박함으로써, 리이머(21)가 공구 본체(42)에 고정된다.

이와 같이 리이머(21)가 장착된 절삭 공구(41)는, 공작 기계의 주축단에 장착부(46)를 통해 장착되고, 리이머(21)의 축선(M) 방향의 위치 조정을 행한 후, 축선(M)[축선(O)] 주위로 회전되는 동시에 축선(M)[축선(O)] 선단 방향을 향해 보내지고, 리이머(21)가 예를 들어 엔진의 실린더 헤드에 있어서의 밸브 구멍(피절삭재에 형성된 예비 구멍)에 삽입되고, 이 밸브 구멍의 내벽면을 절삭하여 소정의 내경의 가공 구멍을 형성하는 동시에, 공구 본체(42)의 선단부 외주에 배비된 절삭 인서트(50)에 의해, 이 밸브 구멍의 개구부에 밸브 헤드가 접촉되는 밸브 시트면을 절삭 가공하는 것이다.

리이머(21)에 의한 절삭 가공을 행할 때에는, 절삭유제가 공작 기계로부터 파이프를 통해 공구 본체(42)의 쿨런트 구멍(45)에 공급된다. 쿨런트 구멍(45)에 공급된 절삭유제는, 리이머(21)의 생크부(22)에 형성된 쿨런트 공급 구멍을 통해 날끝부(23)로 공급되어, 날끝부(23)에 형성된 연통 구멍 및 토출 구멍을 통해, 절 삭 칩 배출 홈(27)의 홈 바닥부로부터 예비 구멍의 내벽면을 향해 토출되는 것이다.

본 실시 형태인 리이머(21)에 따르면, 생크부(22) 및 날끝부(23)가 모두 초경 합금으로 구성되어 있고, 이들의 열팽창 계수는 5.0 내지 5.1 × 10⁶/℃와 대략 동일하기 때문에, 납땜시에 큰 왜곡이 발생하는 일이 없어, 리이머(21)가 만곡되는 일이 없다. 또한, 납땜한 부분에서의 열영향에 의한 강도 저하가 없으므로, 이 리이머(21)의 강성을 확보할 수 있어, 고속 회전시의 흔들림을 방지할 수 있다.

또한, 생크부(22)와 날끝부(23)가 각각 개별로 소결되어 성형되어 있으므로, 생크부(22)의 쿨런트 공급 구멍과, 날끝부(23)의 연통 구멍을 각각 소정의 직경의 것으로 할 수 있어, 절삭유제를 쿨런트 공급 구멍, 연통 구멍 및 토출 구멍을 통해 예비 구멍의 내벽면으로 확실하게 공급할 수 있다. 예를 들어, 생크부(22)의 쿨런트 공급 구멍의 단면적을, 날끝부(23)의 연통 구멍의 단면적이나 토출 구멍의 총단면적 보다 크게 하여, 상기 토출구로부터 고압으로 절삭유제를 토출시키거나 할 수 있다.

따라서, 이와 같이 하여 토출된 절삭유제에 의해, 절삭 칩을 확실하게 배출할 수 있고, 또한, 날끝부(23)에 형성된 절삭 날(30)이 예비 구멍의 내벽면을 절삭해 들어갈 때의 절삭 저항을 작게 하여, 리이머(21)의 떨림을 억제하여 가공 구멍을 정밀도 좋게 형성할 수 있는 동시에, 절삭 날(30)의 마모를 억제하여 이 리이머(21)의 수명 연장을 도모할 수 있다.

또한, 날끝부(23)는, 평균 입경 0.6 ㎛ 정도의 조직을 갖는 초미립 합금으로 구성되어 있고, 그 로크웰 경도가 94.0 HRA로 되어 있으므로, 날끝부(23)에 형성된 절삭 날(30)의 조기 마모가 방지되어, 리이머(21)의 수명 연장을 도모할 수 있는 동시에, 비교적 경질인 피절삭재라도 절삭할 수 있다.

또한, 생크부(22)는, 평균 입경 1.0 ㎛ 정도의 조직을 갖는 초경 합금으로 구성되어 있고, 그 로크웰 경도가 91.0 HRA로 되어 있으므로, 생크부(22)의 변형 등이 방지되어, 이 리이머(21)의 수명 연장을 도모할 수 있다.

또한, 이와 같은 생크부(22)를 구성하는 평균 입경이 비교적 큰 초경 합금은, 날끝부(23)를 구성하는 평균 입경이 비교적 작은 초미립 합금보다 저렴하게 제조할 수 있고, 이와 같은 생크부(22)가 리이머(21)의 대부분을 차지하고 있기 때문에, 저렴한 구멍 가공 공구를 제공할 수 있다. 즉, 이와 같이 날끝부(23)와 생크부(22)에서 각각 다른 초경 합금으로 구성되어 있으므로, 일체 소결로 성형하는 경우와 같이 생크부(22)를 날끝부(23)와 동일한 초경 합금으로 구성할 필요가 없어, 이 리이머(21)를 저비용으로 제작할 수 있는 것이다.

또한, 본 실시 형태에서는, 생크부(22)의 V자 홈(26)이 갖는 2개의 측벽면이 이루는 각도(α)가 90°로 되고, 날끝부(23)에 이 V자 홈(26)에 끼워 맞추어지는 볼록 형상부(25)가 형성되어 있으므로, 생크부(22)의 회전 토크를 날끝부(23)에 전달할 수 있다. 또한, 생크부(22)와 날끝부(23)와의 납땜 면적을 확보할 수 있어, 이들을 견고하게 접합할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태인 리이머에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경 가능하다.

예를 들어, 리이머를 도11에 도시하는 절삭 공구에 장착하여 사용하는 것으로서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 다른 절삭 공구나 어댑터 등에 장착하여 사용하는 것이라도 좋다.

또한, 날끝부를 초미립 합금으로 구성한 것으로 설명했지만, 초경 합금의 바인더로서 사용되는 코발트 등의 함유량을 저감한 것이나, 그 밖의 초경 합금이라도 좋다.

또한, 절삭 칩 배출 홈을 6개 구비한 것으로서 설명했지만, 절삭 칩 배출 홈의 수나 배치에 제한은 없고, 피절삭재의 재질 등을 고려하여 적절하게 결정하는 것이 바람직하다.

이하에, 본 발명의 실시 형태인 예비 구멍의 가공 방법 및 이 가공 방법에 이용되는 본 발명의 제1 실시 형태인 구멍 가공 공구에 대해 첨부한 도면을 참조로 하여 설명한다. 도12에 본 발명의 실시 형태인 예비 구멍의 가공 방법을, 도13 및 도14에 이 예비 구멍의 가공 방법에 사용하는 구멍 가공 공구로서의 리이머를 도시한다. 또한, 도15에 이 리이머가 장착되는 절삭 공구를 도시한다.

리이머(21)는, 긴 원기둥 형상을 이루는 생크부(22)와, 이 생크부(22)의 선단측(도14에 있어서 하측)에 배치된 날끝부(23)로 구성되어 있다.

생크부(22)는, 강재 등에 의해 구성되며 개략 다단 원기둥 형상을 이루고 있고, 후단측(도14에 있어서 상측)에는, 이 리이머(21)를 절삭 공구(41)에 장착하기 위한 장착부(24)가 설치되어 있다. 이 장착부(24)에는, 축선(O)에 평행하게 연장되는 평탄면(24A)이 형성되어 있다.

생크부(22) 선단측의 외경(Ds)은, 장착부(24)가 설치된 후단측에 비해 한 단 작은 직경으로 되어 있다. 생크부(22)의 선단면에는, 중앙 부분이 생크부(22) 후단측을 향해 오목한 V자 홈(25)이 형성되어 있고, 이 V자 홈(25)이 이루는 각도는 60°내지 120°의 범위 내로 되어 있고, 본 실시 형태에서는 90°로 설정되어 있다.

또한, 이 생크부(22)에는, 쿨런트 공급 구멍이 생크부(22)의 선단측으로부터 후단측에 걸쳐 관통하도록 형성되어 있고, 이 V자 홈(25)의 중앙부에 개구되어 있다.

날끝부(23)는, 생크부(22)보다도 높은 경도의 예를 들어 초경 합금으로 구성된 개략 원기둥 형상을 이루고 있고, 그 후단면에는, 생크부(22) 선단면에 형성된 V자 홈(25)에 끼워 맞춤 가능한 볼록 형상부(26)가 형성되어 있다.

날끝부(23)의 선단 외주부에는, 축선(O) 방향 후단측을 향해 연장되어 공구 회전 방향(T) 전방측으로 소정의 비틀림각(본 실시 형태에서는 10°)으로 비틀어지는 복수의 절삭 칩 배출 홈(27)이, 주위 방향으로 동일 간격으로 축선(O)에 대해 소정 각도씩 회전 대칭으로 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 도13에 도시하는 바와 같이 6개의 절삭 칩 배출 홈(27)이 축선(O)에 대해 60°씩 회전 대칭으로 배치되어 있다.

이들 절삭 칩 배출 홈(27)의 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(28)과 공구 회전 방향(T) 후방측으로 이어지는 외주면(29)과의 교차 능선부에 절삭 날(30)이 형성되어 있다.

이와 같이 절삭 날(30)을 형성함으로써, 절삭 칩 배출 홈(27)의 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(28)이 퍼올림면으로 되고, 공구 회전 방향(T) 후방측으로 이어지는 외주면(29)이 릴리프면으로 된다. 그리고, 이 절삭 날(30)은, 절삭 칩 배출 홈(27)과 동일하게 후단측을 향함에 따라서 축선(O) 주위로 공구 회전 방향(T) 전방측으로 소정의 비틀림각(본 실시 형태에서는 10°)으로 비틀어지는 나선형으로 형성되어 있다.

여기서, 절삭 칩 배출 홈(27)의 축선(O) 방향의 길이(S)는, 초경 합금으로 구성된 날끝부(23)의 축선(O) 방향의 길이(L)에 비해 짧게 설정되어 있다.

또한, 절삭 칩 배출 홈(27)은, 도13에 도시하는 바와 같이 단면 V자 형상을 이루고 있고, 이 V자가 이루는 각도는 개략 80°로 되고, 퍼올림면으로 되는 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(28)은, 개략 날끝부(23)의 외형의 단면이 이루는 원의 직경 방향을 따라 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 날끝부(23)에는, 축선(O)을 따라 연장되어 볼록 형상부(26)에 개구된 연통 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 이 연통 구멍으로부터 각각의 절삭 칩 배출 홈(27)으로 연장되어 그 홈 바닥부에 개구된 토출 구멍(31)이 형성되어 있다.

또한, 이 날끝부(23)에는, 선단측으로부터 후단측을 향함에 따라서 점차 직경 축소하는 백 테이퍼부(32)가 형성되어 있고, 이 백 테이퍼부(32)의 축선(O) 방향의 길이(B)는, 절삭 칩 배출 홈(27)의 축선(O) 방향의 길이(S)에 비해 짧게 설정 되어 있다. 바꾸어 말하면, 백 테이퍼부(32)의 길이(B)와 절삭 칩 배출 홈(27)의 길이(S)와 날끝부(23)의 길이(L)는 L ＞ B ＞ S의 관계를 갖고 있는 것이다. 또한, 이 절삭 칩 배출 홈(27)의 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(28)과 상기 외주면(29)과의 교차 능선부에 형성된 상기 절삭 날(30)은, 절삭 칩 배출 홈(27)의 후단측의 잘려진 면을 고려하면, 그 축선(O) 방향의 길이(C)가 절삭 칩 배출 홈(27)의 상기 길이(S)보다 짧게 되어 있다.

또한, 백 테이퍼부(32)의 후단의 외경(Db)은, 생크부(22) 선단측의 외경(Ds)에 대해 0.02 ㎜ 이상 크게 되도록 설정되어 있고, 본 실시 형태에서는 0.02 ㎜ 크게 되어 있다. 여기서, 백 테이퍼부(32)의 길이(B)가 날끝부(23)의 길이(L)보다 짧게 된 본 실시 형태에서는, 이 백 테이퍼부(32)보다 후단측에도 초경 합금으로 이루어지는 날끝부(23) 부분이 연장되고, 이 부분은 백 테이퍼부(32)의 후단으로부터 단차를 두고 한 단 직경이 축소되어 생크부(22)의 상기 외경(Ds)과 동일한 직경으로 되도록 되어 있고, 따라서, 이 단차의 크기는 0.01 ㎜ 이상(본 실시 형태에서는 0.01 ㎜)으로 된다.

이 리이머(21)는, 도15에 도시하는 절삭 공구(41)에 장착되어 사용된다. 절삭 공구(41)는, 축선(M) 주위로 회전되는 다단 원기둥 형상의 공구 본체(42)를 갖고 있다.

이 공구 본체(42)의 선단면에는, 축선(M)을 따르도록 연장되는 장착 구멍(43)이 뚫려 있다. 이 장착 구멍(43)의 후단측에 연통하도록 위치 조정 볼트(44)가 삽입된 쿨런트 구멍(45)이 형성되어 있고, 이 쿨런트 구멍(45)은 공구 본 체(42) 후단측에 설치된 장착부(46)에 개구되어 있다.

또한, 공구 본체(42)의 측면으로 개구하여 장착 구멍(43)에 연통된 나사 구멍(47)이 형성되고, 이 나사 구멍(47)에 클램프 나사(48)가 나사 장착되어 있다.

리이머(21)는, 공구 본체(42)의 선단면에 뚫어진 장착 구멍(43)에 삽입되고, 생크부(22)의 후단면이 위치 조정 볼트(44)의 선단면에 접촉되는 동시에 생크부(22)의 평탄면(24A)이 공구 본체(42)의 나사 구멍(47)이 형성된 방향을 향하도록, 또한, 리이머(21)의 축선(O)과 공구 본체(42)의 축선(M)이 일치하도록 배치된다. 그리고, 공구 본체(42)의 나사 구멍(47)에 나사 장착된 클램프 나사(48)를 돌려 넣어 평탄면(24A)을 압박함으로써, 리이머(21)가 공구 본체(42)에 고정된다.

이와 같이 리이머(21)가 장착된 절삭 공구(41)는, 공작 기계의 주축단에 장착부(46)를 통해 장착되고, 리이머(21)의 축선(M) 방향의 위치 조정을 행한 후, 축선(M)[축선(O)] 주위로 회전되는 동시에 축선(M)[축선(O)] 선단 방향을 향해 보내지고, 리이머(21)가 피절삭재(W)에 형성된 예비 구멍(예를 들어, 스템 가이드 구멍 등)에 삽입되고, 이 예비 구멍의 내벽면을 절삭하여 소정의 내경의 가공 구멍을 형성하는 것이다.

리이머(21)에 의한 절삭 가공을 행할 때에는, 절삭유제가 공작 기계로부터 파이프를 통해 공구 본체(42)의 쿨런트 구멍(45)에 공급된다. 쿨런트 구멍(45)에 공급된 절삭유제는, 리이머(21)의 생크부(22)에 형성된 쿨런트 공급 구멍을 통해 날끝부(23)로 공급되어, 날끝부(23)에 형성된 연통 구멍 및 토출 구멍(31)을 통해, 절삭 칩 배출 홈(27)의 홈 바닥부로부터 예비 구멍의 내벽면을 향해 토출된다.

예비 구멍의 내벽면을 절삭 가공했을 때에 생성되는 절삭 칩은, 절삭 칩 배출 홈(27)이 공구 회전 방향(T) 전방측으로 비틀어지도록 형성되어 있으므로, 리이머(21)의 선단측을 향해 안내되게 된다. 또한, 절삭유제가 쿨런트 공급 구멍 및 연통 구멍을 통해 토출 구멍(31)으로부터 토출함으로써, 이 절삭유제에 흐르도록 하여, 절삭 칩은 리이머(21)의 선단측을 향해 배출된다.

여기서, 본 실시 형태인 예비 구멍의 가공 방법에서는, 예비 구멍의 길이(H)에 대해 날끝부(23)의 길이(L)가 짧은 리이머(21)가 사용되고, 따라서, 이 날끝부(23)의 외주에 형성되는 절삭 날(30)도 그 축선(O) 방향의 길이(C)가 예비 구멍의 길이(H)보다도 짧은 리이머(21)가 사용된다. 리이머(21)에서의 가공 종료 시점에서는, 도12에 도시하는 바와 같이, 가공 구멍의 하측 부분에 날끝부(23)가 위치하고, 상측 부분에는 생크부(22)의 일부가 배치되게 된다.

이와 같은 리이머(21)를 사용함으로써, 가공 구멍의 내벽면과 날끝부(23)의 미끄럼 접촉 부분이 작아져 절삭 저항을 억제할 수 있다. 또한, 절삭 칩 배출 홈(27)이나 토출 구멍(31) 등이 형성된 날끝부(23)의 길이(L)가 짧으므로, 이 리이머(21)의 강성이 확보되어, 절삭 저항에 의한 파손을 방지할 수 있다. 또한, 강성 향상에 의해 고속 회전시의 진동 및 소음을 억제하여 가공 구멍을 정밀도 좋게 성형할 수 있다.

또한, 이 리이머(21)에서는 날끝부(23)에 백 테이퍼부(32)가 형성되어 있으므로, 리이머(21)의 선단이 가장 외경이 크고 후단측은 외경이 작아져, 가공 구멍의 내측에 리이머(21)를 확실하게 삽입할 수 있어, 절삭 가공을 확실하게 행할 수 있다.

또한, 이 백 테이퍼부(32)의 길이(B)가 날끝부(23)의 길이(L)보다도 작게 되어 있으므로, 날끝부(23)의 후단측의 외경이 과도하게 작아지지 않아 리이머(21)의 강성을 확보할 수 있다.

또한, 절삭 칩 배출 홈(27)의 축선(O) 방향의 길이(S)가, 백 테이퍼부(32)의 축선(O) 방향의 길이(B)보다도 짧게 되어 있으므로, 이 날끝부(23)를 절결하는 부분이 적어져, 이 리이머(21)의 강성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 생크부(22)의 외경(Ds)이, 상기 백 테이퍼부(32)의 후단측 외경(Db)보다도 0.02 ㎜ 작게 되어 있으므로, 생크부(22)가 가공 구멍의 내벽면으로부터 이격되어, 가공 구멍의 내벽면이 손상될 우려가 없는 동시에, 이 리이머(21)의 회전 토크의 상승을 방지할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태인 구멍 가공 공구에 대해 첨부한 도면을 참조로 하여 설명한다. 도16 및 도17에, 본 발명의 제2 실시 형태인 구멍 가공 공구로서의 리이머를 도시한다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.

이 제2 실시 형태에서는, 절삭 칩 배출 홈(27)은, 도16에 도시하는 바와 같이 단면 U자 형상을 이루고 있고, 퍼올림면을 이루는 공구 회전 방향(T) 전방측을 향하는 벽면(28)은, 개략 날끝부(23)의 외형의 단면이 이루는 원의 직경 방향을 따라 연장되도록 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 도16에 도시하는 바와 같이, 3개의 절삭 칩 배출 홈(27)이 축선(O)에 대해 120°씩 회전 대칭으로 배치되어 있 다.

이 절삭 날(30)에 이어져 릴리프면을 이루는 외주면(29)에는, 절삭 날(30)에 이어지도록 형성된 제1 랜드부(51)와, 이 제1 랜드부(51)의 공구 회전 방향(T) 후방측에 이어져 직경 방향 내측으로 후퇴한 릴리프부(52)와, 이 릴리프부(52)의 공구 회전 방향(T) 후방측에 이어지도록 형성된 제2 랜드부(53)가 형성되어 있다. 제1 랜드부(51) 및 제2 랜드부(53)는, 축선(O)을 중심으로 한 동일한 반경의 원호 형상으로 형성되어 있다. 또한, 릴리프부(52)는, 축선(O)에 수직인 단면에 있어서 상기 절삭 칩 배출 홈(27)이 이루는 단면 V자의 홈 바닥의 반경보다도 큰 반경으로 직경 방향 내측을 향해 볼록하게 되고, 상기 절삭 칩 배출 홈(27)보다도 폭이 넓은, 단, 홈 깊이가 깊은 R홈 형상으로 형성되어 있고, 이 릴리프부(52)는 상기 백 테이퍼부(32)의 후단을 넘어 생크부(22) 선단의 앞쪽까지 연장되어 있다.

또한, 날끝부(23)에는, 축선(O)을 따라 연장되어 볼록 형상부(26)에 개구된 연통 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 이 연통 구멍으로부터 각각의 절삭 칩 배출 홈(27)을 향해 연장되어 그 홈 바닥부에 개구된 토출 구멍(31)과, 각각의 릴리프부(52)를 향해 연장되어 릴리프부(52)가 이루는 R홈의 홈 바닥부에 개구된 배출 구멍(54)이 형성되어 있다.

또한, 이 제2 실시 형태인 리이머(21)에 있어서는, 절삭 칩 배출 홈(27)이 단면 U자 형상으로 형성되어 있고, 직경 방향 외측을 향해 크게 개구되어 있지 않아 절결 부분이 적으므로, 이 리이머(21)의 강성이 더욱 향상되어 있다. 따라서, 이 리이머(21)를 고속 회전시켰을 때의 흔들림을 방지하여 가공 구멍을 정밀도 좋 게 성형할 수 있다. 또한, 절삭 저항에 의해 리이머(21)가 파손되어 버리는 것을 억제하여, 이 리이머(21)의 수명 연장을 도모할 수 있다.

또한, 릴리프면을 이루는 외주면(29)에 릴리프부(52)가 형성되어 있으므로, 가공 구멍의 내벽면과 미끄럼 접촉하는 부분을 조정할 수 있어, 이 리이머(21)의 절삭 저항을 작게 할 수 있다. 또한, 제1 랜드부(51) 및 제2 랜드부(53)가 형성되어 있으므로, 가공 구멍과 이들 제1, 제2 랜드부(51, 53)가 미끄럼 접촉하여 가공 구멍의 내벽면을 매끄럽게 마무리할 수 있다. 또한, 이들 제1, 제2 랜드부(51, 53)가 가이드의 역할을 감당하여, 이 리이머(21)의 회전이 안정되어 가공 구멍을 정밀도 좋게 성형할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태인 예비 구멍의 가공 방법 및 리이머(21)에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경 가능하다.

예를 들어, 리이머(21)를 도14에 도시하는 절삭 공구(41)에 장착하여 사용하는 것으로서 설명했지만, 다른 절삭 공구나 어댑터 등에 장착하여 사용하는 것이라도 좋다.

또한, 절삭 칩 배출 홈(27)을 리이머(21)의 후단측을 향함에 따라서 공구 회전 방향(T) 전방측을 향해 비틀어지도록 형성한 것으로 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 도18에 도시하는 바와 같이, 절삭 칩 배출 홈(27)을 공구 회전 방향(T) 후방측을 향해 비틀어지도록 형성한 것이나, 도19에 도시하는 바와 같이, 절삭 칩 배출 홈(27)을 비틀림이 없는 직선 형상으로 형성한 것이라도 좋다.

도18 및 도19에 도시하는 바와 같이 절삭 칩 배출 홈(27)을 형성한 경우에는, 절삭 날(30)에 의해 생성된 절삭 칩이 리이머(21) 선단측을 향해 안내되는 일은 없지만, 절삭유제가 절삭 칩 배출 홈(27)을 큰 유속으로 리이머(21) 선단측을 향해 흐름으로써, 절삭 칩을 리이머(21) 선단측으로 배출할 수 있다.

이 예비 구멍의 가공 방법에 따르면, 피절삭재에 형성된 예비 구멍의 길이보다도 짧은 절삭 날을 갖는 구멍 가공 공구로 절삭 가공하기 때문에, 절삭 날이나 절삭 칩 배출 홈이 필요 이상으로 길어지는 일이 없어 이 구멍 가공 공구의 강성을 확보할 수 있고, 구멍 가공 공구의 비틀림이 억제되어 가공 구멍을 정밀도 좋게 성형할 수 있다. 또한, 가공 구멍과 미끄럼 접촉하는 부분이 적으므로 절삭 저항이 저감되고, 절삭 저항에 의해 구멍 가공 공구가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 날끝부를, 상기 생크부보다도 높은 경도를 갖는 재료로 구성하고, 상기 날끝부의 상기 축선 방향의 길이를, 상기 예비 구멍의 길이보다도 짧게 한 구멍 가공 공구를 사용함으로써, 상기 절삭 날의 길이를 예비 구멍보다도 확실하게 짧게 할 수 있는 동시에, 이 날끝부에 형성되는 절삭 날의 내마모성을 향상시켜 수명의 연장을 도모할 수 있다.

상기한 예비 구멍의 가공 방법에 이용하는 구멍 가공 공구로서, 축선 주위로 회전되는 생크부와 상기 생크부의 선단에 배치된 날끝부를 갖고, 상기 날끝부에는 선단측으로부터 후단측을 향해 연장되는 절삭 칩 배출 홈이 형성되고, 상기 절삭 칩 배출 홈의 공구 회전 방향 전방측을 향하는 벽면과 상기 날끝부의 외주면과의 교차 능선부에 절삭 날이 형성되어 있고, 상기 날끝부의 선단면으로부터 후단측을 향해 점차 외경이 작아지도록 백 테이퍼부가 형성되어 있고, 상기 백 테이퍼부의 상기 축선 방향의 길이가, 상기 날끝부의 상기 축선 방향의 길이보다도 짧게 된 것을 사용함으로써, 날끝부의 후단측 부분의 외경이 과도하게 작아지지 않아 구멍 가공 공구의 강성을 확보할 수 있으므로 바람직하다.

또한, 백 테이퍼부가 형성되어 있으므로, 날끝부의 선단측 외주에 설치된 절삭 날에 의해 성형된 가공 구멍의 내벽면과 날끝부의 후단측이 미끄럼 접촉되는 일이 없어, 절삭 가공을 원활하게 행할 수 있다.

또한, 구멍 가공 공구에 형성된 상기 절삭 칩 배출 홈의 상기 축선 방향의 길이를, 상기 백 테이퍼부의 상기 축선 방향의 길이보다도 짧게 함으로써, 이 날끝부를 절결하는 부분을 적게 할 수 있어, 이 구멍 가공 공구의 강성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 생크부 선단측의 외경을, 상기 백 테이퍼부의 후단측 외경보다도 0.02 ㎜ 이상 작게 함으로써, 생크부가 가공 구멍의 내벽면으로부터 이격되어 접촉이 방지되므로, 가공 구멍의 내벽면이 손상될 우려가 없는 동시에, 이 리이머의 회전 토크의 상승을 방지할 수 있다. 또한, 날끝부가 예비 구멍보다도 짧아도 확실하게 예비 구멍 안에 날끝부를 삽입할 수 있으므로, 이 구멍 가공 공구에 의한 예비 구멍의 가공을 확실하게 행할 수 있다.

또한, 상기 절삭 칩 배출 홈의 상기 축선에 수직인 단면을 U자 형상, 즉 절삭 칩 배출 홈의 상기 공구 회전 방향 전방측을 향하는 벽면과, 공구 회전 방향 후방을 향하는 벽면이, 상기 단면에 있어서, 오목 원호 등의 홈 바닥을 개재시켜 대략 평행하게 대향하도록 형성함으로써, 예를 들어, 전술한 종래 리이머의 단면 V자 형상의 절삭 칩 배출 홈과 동일한 홈 깊이에서, 홈 바닥이 이루는 오목 원호의 반경을 동일하게 한 것을 형성한 경우에, 절결되는 부분이 적어져, 이 구멍 가공 공구의 강성을 확보할 수 있다. 따라서, 고속 회전시의 흔들림을 방지하여 가공 구멍을 정밀도 좋게 성형 가능한 동시에, 절삭 저항에 의해 파손되는 것을 억제하여 수명 연장을 도모할 수 있다.

또한, 절삭 칩 배출 홈의 단면적이 작아지므로, 절삭유제를 절삭 칩 배출 홈 의 홈 바닥부에 개구된 토출 구멍으로부터 토출하는 경우에는, 이 절삭 칩 배출 홈을 통과하는 절삭유제의 유속이 커져, 절삭 날에 의해 생성된 절삭 칩을, 예를 들어 구멍 가공 공구의 선단 방향을 향해 확실하게 배출할 수 있다. 따라서, 이와 같이 하여 절삭 칩을 선단 방향으로 배출함으로써, 절삭 칩 배출 홈의 단면적을 작게 해도, 이 절삭 칩 배출 홈 안에 절삭 칩이 막히는 일이 없어, 이 구멍 가공 공구에서의 가공을 원활하게 행할 수 있다.

또한, 상기 외주면에, 상기 절삭 날에 이어지도록 형성된 제1 랜드부와, 상기 제1 랜드부의 공구 회전 방향 후방측에 이어져 직경 방향 내측으로 후퇴한 릴리프부와, 상기 릴리프부의 공구 회전 방향 후방측에 이어지도록 형성된 제2 랜드부를 형성함으로써, 가공 구멍과 미끄럼 접촉되는 부분을 감소시킬 수 있고, 이 구멍 가공 공구에서의 절삭시의 절삭 저항을 작게 할 수 있다. 또한, 제1 랜드부 및 제2 랜드부가 형성되어 있으므로, 가공 구멍과 이들 제1, 제2 랜드부가 미끄럼 접촉하여 가공 구멍의 내벽면을 매끄럽게 마무리할 수 있다. 또한, 이들 제1, 제2 랜드부가 가이드의 역할을 감당하여, 이 구멍 가공 공구의 회전이 안정되어 가공 구멍을 정밀도 좋게 성형할 수 있다.

또한, 상기 릴리프부에 절삭유제를 배출하기 위한 배출 구멍을 형성하고, 이 배출 구멍의 개구부를 상기 날끝부의 선단으로부터 상기 날끝부의 축선 방향 길이의 2/3보다도 후단측에 배치함으로써, 이 릴리프부로부터 날끝부 선단측을 향해 절삭유제를 큰 유속으로 공급하여, 제1, 제2 랜드부에 의한 미끄럼 이동 마찰을 저감하여 더욱 절삭 저항을 작게 할 수 있는 동시에, 절삭 날에 의해 생성된 절삭 칩을 더욱 확실하게 날끝부 선단측을 향해 배출할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 구멍 가공 공구의 강성을 확보함으로써, 이 구멍 가공 공구를 고속 회전했을 때의 흔들림을 방지하여 가공 구멍을 정밀도 좋게 성형할 수 있는 동시에, 절삭 저항을 저감하여 구멍 가공 공구의 파손을 방지할 수 있는 예비 구멍의 가공 방법 및 이 가공 방법에 적합한 구멍 가공 공구를 제공할 수 있다.

또한, 이 구성의 구멍 가공 공구에서는, 생크부와 날끝부가 모두 초경 합금으로 구성되어 있으므로, 이들의 열팽창 계수가 대략 동일하여, 납땜시에 큰 왜곡이 발생하는 일이 없어, 구멍 가공 공구의 만곡을 방지할 수 있다. 또한, 납땜한 부분에 있어서, 납땜시의 열영향에 의한 강도 저하가 없기 때문에, 이 구멍 가공 공구의 강성을 확보할 수 있고, 따라서, 이 구멍 가공 공구를 고속 회전했을 때의 흔들림이 억제되어, 가공 구멍을 정밀도 좋게 형성할 수 있다.

또한, 생크부와 날끝부가 개별로 성형되어 있으므로, 생크부의 쿨런트 공급 구멍 및 날끝부의 연통 구멍을 각각 원하는 직경으로 할 수 있어, 이들 쿨런트 공급 구멍 및 연통 구멍을 통해, 절삭유제를 확실하게 피절삭재로 공급하거나 할 수 있다.

또한, 날끝부의 초경 합금과 생크부의 초경 합금을 각각의 용도에 맞춘 것을 적용할 수 있다.

예를 들어, 상기 날끝부를, 상기 생크부를 구성하는 초경 합금보다도 경질인 초경 합금으로 구성함으로써, 비교적 경질인 피절삭재를 절삭할 수 있는 동시에, 이 구멍 가공 공구의 수명 연장을 도모할 수 있다. 또한, 생크부를 통상의 초경 합금으로 함으로써, 이 구멍 가공 공구를 저비용으로 제작할 수 있다.

또한, 초경 합금의 기재인 탄화텅스텐 분말의 입경을 작게 한 초미립 합금이나 바인더(코발트 등)의 사용량을 저감한 초경 합금에서는, 그 경도가 향상되는 것이 알려져 있고, 날끝부를 구성하는 것으로 하여 사용할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 피절삭재의 경도 등에 따른 초경 합금으로 구성된 날끝부를 구비하여, 충분한 강성을 갖는 동시에 절삭유제를 피절삭재를 향해 확실하게 공급하여, 피절삭재를 정밀도 좋게 효율적으로 절삭할 수 있고, 또한, 저비용으로 제작할 수 있는 구멍 가공 공구를 제공할 수 있다.

Claims

피절삭재에 미리 형성된 예비 구멍에 삽입되어 예비 구멍의 내벽면을 절삭 가공하는 구멍 가공 공구이며,

축선 주위로 회전되는 생크부를 갖고, 상기 생크부의 선단측에는 절삭 날을 갖는 날끝부가 형성되고,

상기 날끝부의 외주부에는 선단측으로부터 후단측을 향해 연장되는 절삭 칩 배출 홈이 형성되고, 상기 절삭 칩 배출 홈의 공구 회전 방향 전방측을 향하는 벽면과 상기 날끝부의 외주면과의 교차 능선부에 상기 절삭 날이 형성되어 있고,

상기 절삭 칩 배출 홈의 상기 축선에 수직인 단면이 U자 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 구멍 가공 공구.
제1항에 있어서, 상기 외주면에는 상기 절삭 날에 이어지도록 형성된 제1 랜드부와, 상기 제1 랜드의 공구 회전 방향 후방측에 이어져 직경 방향 내측으로 후퇴한 릴리프부와, 상기 릴리프부의 공구 회전 방향 후방측에 이어지도록 형성된 제2 랜드부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 구멍 가공 공구.
제2항에 있어서, 상기 릴리프부에는, 절삭유제를 배출하기 위한 배출 구멍이 개구되어 있고, 상기 배출 구멍은, 상기 날끝부의 선단으로부터 상기 날끝부의 축선 방향 길이의 2/3보다도 후단측에 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 구멍 가공 공구.
생크부의 선단에, 절삭 날을 갖는 날끝부가 구비된 구멍 가공 공구이며,

초경 합금에 의해 구성된 상기 생크부 선단에, 초경 합금으로 구성된 상기 날끝부가 납땜으로 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 구멍 가공 공구.
제4항에 있어서, 상기 날끝부를, 상기 생크부를 구성하는 초경 합금보다도 경질인 초경 합금으로 구성한 것을 특징으로 하는 구멍 가공 공구.
피절삭재에 미리 형성된 예비 구멍에 구멍 가공 공구를 삽입하여, 상기 예비 구멍의 내벽면을 절삭 가공하여 가공 구멍을 성형하는 예비 구멍의 가공 방법이며,

상기 구멍 가공 공구는 축선 주위로 회전되는 생크부와 상기 생크부의 선단에 배치된 날끝부를 갖고, 상기 날끝부에는, 선단측으로부터 후단측을 향해 연장되는 절삭 칩 배출 홈이 형성되고, 상기 절삭 칩 배출 홈의 공구 회전 방향 전방측을 향하는 벽면과 상기 날끝부의 외주면과의 교차 능선부에 절삭 날이 형성되어 있고,

상기 절삭 날의 상기 축선 방향의 길이가, 상기 예비 구멍의 길이보다도 짧게 된 상기 구멍 가공 공구를 이용하는 것을 특징으로 하는 예비 구멍의 가공 방법.
제6항에 있어서, 상기 날끝부는 상기 생크부보다도 높은 경도를 갖는 재료로 구성되어 있고, 상기 날끝부의 상기 축선 방향의 길이가, 상기 예비 구멍의 길이보다도 짧게 된 상기 구멍 가공 공구를 이용하는 것을 특징으로 하는 예비 구멍의 가공 방법.
제7항에 기재된 예비 구멍의 가공 방법에 이용하는 구멍 가공 공구이며,

상기 날끝부에는, 선단면으로부터 후단측을 향해 점차 외경이 작아지도록 백 테이퍼부가 형성되어 있고, 상기 백 테이퍼부의 상기 축선 방향의 길이가, 상기 날끝부의 상기 축선 방향의 길이보다도 짧게 되어 있는 것을 특징으로 하는 구멍 가공 공구.
제8항에 있어서, 상기 절삭 칩 배출 홈의 상기 축선 방향의 길이가, 상기 백 테이퍼부의 상기 축선 방향의 길이보다도 짧게 되어 있는 것을 특징으로 하는 구멍 가공 공구.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 생크부 선단측의 외경이, 상기 백 테이퍼부의 후단측 외경보다도 0.02 ㎜ 이상 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 구멍 가공 공구.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭 칩 배출 홈은, 상기 축선에 수직인 단면이 U자 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 구멍 가공 공구.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외주면에는, 상기 절삭 날에 이어지도록 형성된 제1 랜드부와, 상기 제1 랜드의 공구 회전 방향 후방측에 이어져 직경 방향 내측으로 후퇴한 릴리프부와, 상기 릴리프부의 공구 회전 방향 후방측에 이어지도록 형성된 제2 랜드부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 구멍 가공 공구.