TR2022013836A1

TR2022013836A1 - Carbide drill bit with aluminum shank.

Info

Publication number: TR2022013836A1
Application number: TR2022/013836
Authority: TR
Inventors: N Gokce Husey; M C Ftc Brah
Original assignee: Çankiri Karateki̇n Ünversstrateji̇ Geli̇şti̇rme Dai̇baş
Filing date: 2022-09-05
Publication date: 2024-03-21

Abstract

Buluş özellikle, düşük ısı iletimine sahip malzemelere delik delme sırasında ortaya çıkan ısıdan kaynaklı problemleri azaltmak için tasarlanan, maliyeti düşürülmüş bir matkap ile ilgilidir.The invention particularly relates to a cost-effective drill designed to reduce the heat-related problems that occur when drilling holes in materials with low thermal conductivity.

Description

TARIFNAME ALÜMINYUM SAPLI KARBÜR MATKAP UCU Bulusun ilgili oldugu teknik alan: Bulus, delme islemi sirasinda ortaya çikan isidan dolayi kesici takimdaki asinmayi geciktirecek matkap ucu ile ilgilidir. Bulus özellikle, düsük isi iletimine sahip malzemelere delik açma sirasinda ortaya çikan isidan kaynakli problemleri en aza indirgemek için tasarlanan, maliyeti düsürülmüs bir matkap ucu ile ilgilidir. Teknigin bilinen durumu: Genellikle matkap ucu olarak bilinen matkap, istenilen yüzeyde delik delme, havsa açma islemleri için kullanilan, genellikle iki kesme kenarina sahip bir kesici takim türüdür. Endüstrinin her türlü alaninda kullanilan matkaplar, delik açilmak istenilen yüzeyin özelliklerine bagli olarak farkli türlere sahiptirler. Matkaplar takildiklari cihazin motoru sayesinde saat yönünde ya da saat yönünün tersine dairesel olarak ileri yönde hareket ederler. Bu hareket sirasinda uçta yer alan iki kesme kenari sayesinde yüzeyden baslayarak ilerlerken kesme yaparak delik olusmaktadir. Olusan deligin çap büyüklügü matkabin sahip oldugu çap kadardir. Delik açilmak istenilen parça malzemesinin özelliklerine bagli olarak matkaplar farkli malzemelerden üretilmektedirler. Matkabin dönme hareketi ile kesme yapmasi esnasinda parça yüzeyi ile matkap arasinda sürtünmeden dolayi ortaya isi çikmaktadir. Bu isi matkabin uç bölümünde yer alan kesici uçlari etkileyerek performanslarinda düsüse neden olmaktadir. Açiga çikan isi ile matkabin özellikle kesici kenar kisminda termal çatlaklar, kirilmalar ve deformasyonlar meydana gelmektedir. Özellikle delik açilmak istenilen yüzeyin isi iletim katsayisi düsük ise, matkap ucunda sürtünmeden dolayi daha yüksek sicakliklar meydana gelmektedir. Tornalama, frezeleme, planyalama ve vargelleme, delik delme, taslama ve broslama gibi talasli imalat yöntemlerinde, isleme göre farkli uç ve yapilara sahip kesici takimlar kullanilarak istenilen özellik ve geometride parçalar üretilebilmektedir. Delik delme islemi, talasli imalat yöntemlerinin %35'ini olusturmaktadir. Delik delme islemi, metal ya da metal disi is parçalarinin üzerine silindirik delik açma islemidir. Delme islemi, matkap tezgâhi veya breyiz olarak adlandirilan makinelere baglanan matkap uçlari yardimiyla gerçeklestirilir. Üretim tezgahlarinda kullanilan matkap ucu ile delik delme islemi sirasinda ortaya çikan isidan hem delinmek istenilen malzemenin hem de matkabin kesici uçlarinin etkilenmemesi için sogutucu kimyasallar kullanilmaktadir. Bu kimyasallarin yüksek isi iletimine ile sogutucu özellige sahip ve sürtünmeyi en aza indirerek kayganlastirmayi saglamalari gerekmektedir. Günümüzde yaygin olarak bor yagi gibi yaglar kesme ve sogutma islemi için kullanilir. Kimyasal içerikli bu yaglar çevre için zararli olmalarinin yani sira, kesici uçlarda termal soktan dolayi çatlaklara neden olmaktadir. Ayrica üretim tezgahlarinda islem yapilan alanlarin darligindan dolayi sogutucular tam olarak istenilen yerlere kadar ulasilmamaktadir. lsil iletim katsayisi düsük olan metal malzemelerin delinmesi için hem sertlik derecesi yüksek hem de isiya dayanikli matkaplar tercih edilmektedir. Özellikle havacilik sektöründen kullanilan titanyum sinif 5, Ti6AI4V, titanyum alasimi yüksek mekanik özelliklerin yaninda termal iletkenligi oldukça düsük bir malzemedir. Bahsi geçen titanyum alasiminin yüzeyinde gerçeklestirilmek istenen delme islemi sirasinda, matkap kesici ucunda 1000°C'nin üzerinde sicaklik yükselmeleri olabilmektedir. Bu nedenle Ti6AI4V titanyum alasimlari için karbür matkap uçlari kullanilmaktadir. Karbür matkap uçlari, yüksek sertlige sahip, isiya dayanikli matkap uçlaridir. Bu uçlar sahip olduklari özellikler bakimindan yüksek maliyete sahiptirler. VE CNC ROUTER MAKINELERINDE KULLANlLABILEN IKI PARÇALl KESICI UÇ YAPlLANMASl' baslikli patent dosyasi incelenmistir. Basvuruya konu edilen bulusun özet kisminda "Bulus, genellikle pantograf, mermer yazi makineleri ve CNC router makinelerinde ahsap, metal, plastik ve mermer esasli is parçalari üzerinde oyma yazi yazmak, kabartma yazi yazmak, motif islemek, tarama yapmak, kanal açmak, delik delmek, rölyef islemede ve 3 boyutlu islemeler yapmak maksadiyla kullanilan bir kesici uç yapilanmasi ile ilgilidir." bilgileri yer almaktadir. Teknigin bilinen durumunda bulunan "TR201902726" numarali ve 'Toklugu yüksek bir seramik/karbür soket kesici uç ve üretim yöntemi' baslikli patent dosyasi incelenmistir. Basvuruya konu edilen bulusun özet kisminda "Bulus, torna ve freze tezgahlarinda kullanilan, kesme yapan kisminin seramik veya karbür, gövdesinin çelik malzemeden ve/veya arada iki malzemeyi birlestirmek için kullanilan metalik ara katmandan olustugu, toklugu yüksek seramik/karbür soket kesici uç ve üretim yöntemi ile ilgilidir. Bulus özellikle, torna veya freze tezgâhlarinda kater veya takim tutucuya baglanarak her türlü metalik, ahsap, polimerik malzemeden talas kaldirmasini saglayan soket kesici uç ile ilgilidir." bilgileri yer almaktadir. Teknigin bilinen durumunda bulunan "TR201803841" numarali ve 'Kesici uç' baslikli patent dosyasi incelenmistir. Basvuruya konu edilen bulusun özet kisminda "Mevcut bulus, kesici ucun bir uç tutucu içinde sökülebilir sekilde tutulmasini saglayan bir sapi, sapin bir ucunda saglanan ve kullanim sirasinda bir uç tutucunun bir oturma yüzeyine bitismek üzere ve kesici ucun uç tutucusunun bir alma deligi içine nüfuzunu sinirlandirmak için kullanilan bir genisletilmis omzu veya topugu ve genisletismis omzun veya topugun ötesinde saglanan ve bir karbür veya baska uç ile sonlanan bir tümlesik biçagi içeren bir kesici uç ile ilgilidir. Kesici uç, eger kirilma kuvvetlerine maruz kalirsa, bir kirilmanin özellikle istenen bir sekilde zayiflik bölgesinden yayilmasinin tesvik edilecegi sekilde bir zayiflik bölgesi ile donatilir." bilgileri yer almaktadir. Teknigin bilinen durumunda bulunan "EP2900404A1" numarali patent dosyasi incelenmistir. Basvuruya konu edilen bulusta, sert kaplamali sert toz kompozit parçaciklarindan olusan birinci toz grubu ve karbür gibi destek tozu içeren genellikle WC-Co olan ikinci toz grubunun sinterlenmesi ile kesme veya biçimlendirme için üretilen aletin üretim yönteminden bahsedilmektedir. Teknigin bilinen durumunda bulunan "EP1739277B1" numarali patent dosyasi incelenmistir. Basvuruya konu edilen bulusta, sert dolgu malzemesiyle kaplanan sökülebilir sekilde sabitlemek için uyarlanmis bir matkaptan bahsedilmektedir. Teknigin bilinen durumunda yer alan buluslar, titanyum alasimlari gibi isi iletimi düsük malzemelerde kesme isleminin yapilabilmesi, kesme islemi sirasinda kesici kenarlarda olusan yüksek isinin daha hizli bir sekilde uzaklastirilmasi için kimyasal içerikli sivilarin kullanilmasina gerek kalmadan, malzemede ve matkap ucunda olusabilecek termal çatlaklar, kirilmalar ve deformasyonlari önlemek ve doga dostu zararsiz bir kesme islem süreci olusturmak için yetersiz kalmaktadir. Bu sebeple kimyasal baglanti yöntemi ile birlestirilmis isi iletimi yüksek bir matkap ucuna duyulan ihtiyaçtan dolayi ilgili teknik alanda bir gelistirme yapilmasi gerekli kilinmistir. Bulusun amaci: Bulusun en önemli amaci, matkap sap kisimlarinin isil iletkenligi daha yüksek olan alüminyumdan olusmasiyla, matkap ucundaki yüksek sicakligi daha hizli uzaklastirmasidir. Bu sayede matkap ucunda sicakliga bagli olarak deformasyonlar en aza indirgenmektedir. Bulusun bir diger amaci, matkap sapinin alüminyum gibi düsük maliyetli metalden üretilmesi ile daha tasarruflu bir ürün olmasidir. Bulusun amaçlarindan bir digeri ise, düsük isi iletim katsayisina sahip metal bilesenlerin kesme islemi için daha uzun ömürlü bir matkap ucu olmasidir. Bu sayede karbür matkap uçlarinin zaman içerisinde asinarak kesme islemini yerine getiremeyip degismesi ihtiyacini ortadan kaldirarak ürün kalitesi artmis bir matkap ucu olmasidir. Bulusun bir diger amaci ise, karbür matkap ucunun sap kismina kimyasal baglanti yöntemi ile alüminyum kullanilmasi ile matkap ucunun imalat maliyetini ve üretim zamaninin azaltmasidir. Bu sayede daha kisa zamanda daha ekonomik bir kesici matkap ucu ile düsük isil iletkenlige sahip metallerde kesme islemi yapilmasina olanak saglamasidir. Sekillerin açiklamasi: SEKIL -1; Bulus konusu ürünün görüntüsünü veren çizimdir. SEKIL -2; Bulus konusu ürünün hareketi sirasinda isi dagiliminin sekli görüntüsünü veren çizimdir. SEKIL -3; Teknigin bilinene durumunda tamami karbürden imal edilmis matkap ucunun sicaklik grafigini veren çizimdir. SEKIL -4; Bulus konusu alüminyum sapli karbür matkap ucunun sicaklik grafigini veren çizimdir. Referans numaralari: 100. Alüminyum Sapli Karbür Matkap Ucu 110. Alüminyum Sap 120. Karbür Matkap Ucu 130. Birlesim Bölgesi N. Matkabin Dönme Yönü f. Matkabin Ilerleme Yönü K. lsi Bölgesi H. lsinin Hareket Yönü Bulusun açiklamasi: Bulus, Al1060 sinifindan mamul edilmis alüminyum sap (110) ile karbür matkap ucunun (120) sürtünme kaynagi birlesme yöntemi ile birlestirilerek bir birlesim bölgesini (130) içeren alüminyum sapli karbür matkap ucudur (100). Bir kati hal kaynak yöntemi olan sürtünme kaynagi birlestirme yönteminde, birlestirilmek istenilen parçalarin birlestirilme yüzeyleri birbirine örtüsecek sekilde konumlandirilarak mekanik dönme hareketi uygulanmaktadir. Sürtünme kuvveti ile ortaya çikan isidan faydalanilarak basinç uygulamasi ile parçalar birbirine birlestirilmektedir. Bu yöntemde olusan birlesim bölgesinin (130) yapisi, kullanilan malzemelerin plastik deformasyona ugrayarak birlesmesinden ötürü degismemektedir. Bu nedenle malzemelerin mekanik özellikleri degismemektedir. Ayrica birlesim bölgesi (130), sürtünme kaynagi birlestirme yöntemi ile olustugundan ve birbirinden farkli olan iki malzemenin nüfuziyetinin artmasindan dolayi, alüminyum sap (110) ile karbür matkap ucu (120) arasindaki isi iletim hizini arttirmaktadir. Ti6AI4V titanyum alasimi yüksek mekanik özelliklere sahip olmasina ragmen düsük termal iletkenlige sahiptir. Bu nedenle bu alasim üzerinde delme islemi uygulanmak istenildiginde, kullanilan matkap kesici ucu, sürtünmeden kaynakli olarak isinir. Ancak titanyum alasimi bu isiyi kendinden uzaklastiramadigi için matkap kesici ucunda yüksek sicakliklar meydana gelmektedir. Yüksek sicakliga maruz kalan karbür matkap ucu (120) asinma egilimine girmektedir. Karbür matkap ucu (120) yüksek maliyetli bir uç oldugu için kullanim süresinin uzun olmasi beklenmektedir. Bu nedenle karbür matkap ucunda (120) meydana gelen yüksek isinin uzaklastirilmasi gerekmektedir. lsi, iletim, tasinim ve isinim yollari ile tasinir. Talasli imalat yöntemlerinde isinin büyük kismi iletim yolu ile yayilir. Tasinim ve isinim yolu ile isinin yayilmasi çok azdir. Bu islem sirasinda olusan isi, is parçasina, talasa ve matkap ucuna iletim yolu yayilmaktadir. Is parçasinin isil iletkenligi düsük oldugunda, delme isleminde ortaya çikan isi en çok matkap ucuna iletilir. Matkabin dönme yönü (N) ve matkabin ilerleme yönünün (f) yer aldigi Sekil-2'de matkap ucunda olusan isi bölgesi (K) ve isinin hareket yönü (H) gösterilmektedir. Sekil-Z'den de anlasilacagi üzere matkap ucunda meydana gelen isi, matkap sapina dogru ilerlemektedir. Matkap ucunun küçük hacimde olmasi isiyi üzerinden atamadigi için çabuk deforme olmasina yol açmaktadir. lsinin matkap ucundan daha hizli bir sekilde iletilmesi için matkap uçlarinin boyu uzatilarak daha büyük hacme sahip olmasi saglanmaktadir. Ancak karbür yüksek maliyete sahiptir. Bu nedenle karbür matkap ucunun (120) hacminin büyütülmesi, maliyeti arttirmaktadir. Bulus ile, karbür matkap ucunun (120) boyu alüminyum kullanilarak arttirilmaktadir. Böylelikle, alüminyum sap (110) hem maliyeti düsürmekte hem de isiyi karbür matkap ucundan (120) hizli bir sekilde uzaklastirabilmektedir. Teknigin bilinen durumunda tamami karbürden imal edilmis matkap ucunun, Ti6AI4V titanyum alasiminda 1 saniyelik kesme islemi sonunda isi iletimi için yapilan sonlu elemanlar analizi Sekil 3'te gösterilmistir. Sekil 3'te gösterilen sonlu elemanlar analiz sonucunda kesici uç tarafindaki sicakligin 1000°C ve sap kisminin ucundaki sicakligin 64.1°C oldugu görülmektedir. Bulus konusu alüminyum sapli karbür matkap ucunun (100), Ti6AI4V titanyum alasiminda 1 saniyelik kesme islemi sonunda isi iletimi için yapilan sonlu elemanlar analizi sonucunun yer aldigi Sekil 4'te kisminda sicakligin ise 67.3°C oldugu görülmektedir. Yapilan bu analizler sonucunda, alüminyum sapta (110) meydana gelen sicakligin karbür sapta meydana gelen sicakliktan daha yüksek oldugu görülmektedir. Böylelikle alüminyum sap (110), karbür matkap ucunda (120) meydana gelen isiyi üzerine çekerek uzaklastirdigi anlasilmaktdir. Ayrica, alüminyum sapli karbür matkap ucu (100) ve teknigin bilinen durumunda yer alan karbür sapli karbür matkap uçlu (120) matkap ucu için yapilan analizleri kiyaslanarak, alüminyum sap (110) kullanilmasinin karbür kütlesini ve dolayisiyla maliyeti düsürdügü tespit edilmistir. Bu analiz örnekleri karsilastirmali olarak asagida yer almaktadir. TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR TRDESCRIPTION CARBIDE DRILL BIT WITH ALUMINUM SHANK Technical field to which the invention relates: The invention relates to a drill bit that delays wear on the cutting tool due to heat generated during drilling. The invention specifically relates to a cost-effective drill bit designed to minimize heat-related problems that arise when drilling into materials with low thermal conductivity. State of the art: A drill, commonly known as a drill bit, is a type of cutting tool generally with two cutting edges used for drilling and countersinking holes on any desired surface. Drills, used in all areas of industry, come in different types depending on the characteristics of the desired surface. Drills move forward in a circular motion, either clockwise or counterclockwise, thanks to the motor of the device to which they are attached. During this movement, the two cutting edges at the tip create a hole, starting from the surface and cutting as they progress. The diameter of the resulting hole is equal to the diameter of the drill bit. Drills are manufactured from different materials depending on the characteristics of the material being drilled. As the drill bit rotates and cuts, heat is generated due to friction between the drill bit and the workpiece surface. This heat affects the cutting edges of the drill bit, leading to a decrease in performance. This heat can cause thermal cracks, fractures, and deformations, particularly at the cutting edge of the drill bit. Especially if the heat transfer coefficient of the surface being drilled is low, higher temperatures at the drill bit due to friction can occur. In machining methods such as turning, milling, planing, shaping, drilling, grinding, and broaching, parts with desired properties and geometries can be produced using cutting tools with different inserts and structures depending on the process. Hole drilling accounts for 35% of machining methods. Hole drilling is the process of creating cylindrical holes in metal or non-metallic workpieces. Drilling is performed using drill bits attached to machines called drill presses or braziers. Cooling chemicals are used to protect both the material being drilled and the drill bits from the heat generated during the drilling process. These chemicals must possess high heat conduction, cooling properties, and provide lubrication by minimizing friction. Today, oils such as boron oil are widely used for cutting and cooling. These chemical oils are not only harmful to the environment but also cause cracks in cutting tools due to thermal shock. Furthermore, due to the limited processing areas on production benches, coolants cannot be delivered to the desired locations. Drills with high hardness and heat resistance are preferred for drilling metal materials with low thermal conductivity. Titanium class 5, Ti6AI4V, used particularly in the aerospace industry, is a material with high mechanical properties but very low thermal conductivity. During drilling on the surface of this titanium alloy, temperatures can exceed 1000°C at the drill tip. Therefore, carbide drill bits are used for Ti6AI4V titanium alloys. Carbide drill bits are high-hardness, heat-resistant drill bits. These bits are expensive due to their features. A patent file titled "TWO-PIECE CUTTING INSERT CONSTRUCTION USABLE ON CNC ROUTERS" was reviewed. The abstract of the invention in question states, "The invention relates to a cutting bit configuration generally used on pantographs, marble writing machines, and CNC routers for engraving, embossing, motifing, hatching, channel opening, hole drilling, relief carving, and three-dimensional processing on wood, metal, plastic, and marble-based workpieces." The patent file numbered "TR201902726" and titled 'A high toughness ceramic/carbide socket cutting insert and its manufacturing method', which is in the state of the art, has been examined. The summary section of the invention subject to the application includes the information "The invention relates to a high toughness ceramic/carbide socket cutting insert used in lathes and milling machines, where the cutting part is made of ceramic or carbide, the body is made of steel material and/or a metallic interlayer used to join the two materials in between, and its manufacturing method. The invention particularly relates to the socket cutting insert that enables chip removal from all kinds of metallic, wooden and polymeric materials by being attached to the toolholder or tool holder in lathes or milling machines." The patent file numbered "TR201803841" and titled 'Cutting insert', which is in the state of the art, has been examined. The summary of the invention which is the subject of the application includes the information "The present invention relates to a cutting insert comprising a handle which enables the cutting insert to be detachably held in a bit holder, an enlarged shoulder or heel provided at one end of the handle and used to abut a seating surface of an bit holder during use and to limit the penetration of the cutting insert into a receiving hole of the bit holder, and an integral blade provided beyond the enlarged shoulder or heel and terminated by a carbide or other tip. The cutting insert is provided with a zone of weakness such that, if subjected to fracture forces, a fracture is particularly desirable to be encouraged to propagate from the zone of weakness." The patent file numbered "EP2900404A1" which is in the state of the art has been examined. The invention in question describes a method for producing a cutting or shaping tool by sintering a first powder group consisting of hard-coated hard powder composite particles and a second powder group, usually WC-Co, containing a support powder such as carbide. The patent file numbered "EP1739277B1," which is a state-of-the-art technique, was examined. The invention in question describes a drill adapted for detachable fastening coated with hardfacing material. Current state-of-the-art inventions are insufficient for cutting materials with low thermal conductivity, such as titanium alloys, and for faster removal of high heat generated at cutting edges without the use of chemical-containing liquids. These advancements prevent thermal cracks, fractures, and deformations that may occur in the material and the drill bit, and provide an environmentally friendly, harmless cutting process. Therefore, the need for a high thermal conductivity drill bit combined with a chemical bonding method necessitated a development in the relevant technical field. Purpose of the invention: The most important purpose of the invention is to more rapidly remove high heat from the drill bit by making the drill shank sections made of aluminum, which has a higher thermal conductivity. This minimizes temperature-related deformations in the drill bit. Another aim of the invention is to produce a more economical product by manufacturing the drill shank from a low-cost metal like aluminum. Another aim of the invention is to create a longer-lasting drill bit for cutting metal components with low thermal conductivity. This eliminates the need for replacement of carbide drill bits, which wear out over time and become ineffective, resulting in a drill bit with increased product quality. Another aim of the invention is to reduce the manufacturing cost and production time of the drill bit by using aluminum in the shank of the carbide drill bit via chemical bonding. This allows for cutting metals with low thermal conductivity to be cut in a shorter time with a more economical cutting drill bit. Explanation of the Figures: FIGURE -1; Drawing showing the product in question. FIGURE -2; It is the drawing showing the shape of the heat distribution during the movement of the product which is the subject of the invention. FIGURE -3; It is the drawing showing the temperature graph of the drill bit made entirely of carbide in the state of the art. FIGURE -4; It is the drawing showing the temperature graph of the carbide drill bit with aluminum shank which is the subject of the invention. Reference numbers: 100. Carbide Drill Bit with Aluminum Shank 110. Aluminum Shank 120. Carbide Drill Bit 130. Joint Area N. Direction of Rotation of the Drill f. Drill Travel Direction K. Weld Region H. Direction of Movement of the Weld Description of the Invention: The invention is a carbide drill bit (100) with an aluminum shank which includes a joint area (130) by joining an aluminum shank (110) made of Al1060 class and a carbide drill bit (120) by means of friction welding. In the friction welding joining method, which is a solid state welding method, the joining surfaces of the parts to be joined are positioned so that they overlap each other and a mechanical rotational motion is applied. The parts are joined together by applying pressure, utilizing the heat generated by the friction force. The structure of the joint area (130) formed in this method does not change due to the joining of the materials used by plastic deformation. Therefore, the mechanical properties of the materials do not change. Additionally, because the joint area (130) is formed by friction welding and increases the penetration of two dissimilar materials, it increases the heat transfer rate between the aluminum shank (110) and the carbide drill bit (120). Despite its high mechanical properties, the Ti6Al4V titanium alloy has low thermal conductivity. Therefore, when drilling is performed on this alloy, the drill bit used heats up due to friction. However, because the titanium alloy cannot dissipate this heat, high temperatures are generated at the drill bit. The carbide drill bit (120) is prone to wear due to its high temperature. Because the carbide drill bit (120) is a costly bit, its service life is expected to be long. Therefore, the high heat generated by the carbide drill bit (120) must be removed. Heat is transferred by conduction, convection, and radiation. In machining methods, the majority of the heat is dissipated by conduction. Convection and radiation are very limited. The heat generated during this process is conducted to the workpiece, chip, and drill bit. When the thermal conductivity of the workpiece is low, the heat generated during drilling is mostly transferred to the drill bit. Figure 2, which shows the drill bit's rotation direction (N) and drill bit's feed direction (f), shows the heat zone (K) generated at the drill bit and the direction of heat travel (H). As can be seen from Figure Z, the heat generated at the drill bit travels toward the drill shank. The small size of the drill bit prevents it from dissipating heat, leading to rapid deformation. To transfer heat more quickly from the drill bit, drill bits are lengthened to create a larger volume. However, carbide is expensive. Therefore, increasing the volume of the carbide drill bit (120) increases its cost. With this invention, the length of the carbide drill bit (120) is increased by using aluminum. Thus, the aluminum shank (110) both reduces cost and conducts heat away from the carbide drill bit (120) more quickly. The finite element analysis performed for heat transfer of a drill bit manufactured entirely from carbide after a 1-second cutting process in Ti6Al4V titanium alloy, according to the state of the art, is shown in Figure 3. As a result of the finite element analysis shown in Figure 3, it is seen that the temperature at the cutting tip side is 1000°C and the temperature at the tip of the shank part is 64.1°C. In Figure 4, which shows the result of the finite element analysis performed for heat conduction at the end of a 1-second cutting process in Ti6Al4V titanium alloy of the carbide drill bit with aluminum shank which is the subject of the invention, it is seen that the temperature at the part is 67.3°C. As a result of these analyses, it is seen that the temperature occurring in the aluminum shank (110) is higher than the temperature occurring in the carbide shank. Thus, it is understood that the aluminum shank (110) absorbs the heat generated in the carbide drill bit (120) and carries it away. Additionally, by comparing the analyses performed for the aluminum shank carbide drill bit (100) and the state-of-the-art carbide shank carbide drill bit (120), it was determined that using the aluminum shank (110) reduced the carbide mass and therefore the cost. Examples of these analyses are presented below for comparison.

Claims

1.