TWI438045B - Multi-function discarding tool - Google Patents

Description

多功能捨棄式刀具

本發明係關於攻牙刀具、鉸刀刀具、銑削及車削刀具之創新結構改良，尤指一種捨棄式刀具具有極佳之定位效果，得以傳遞高扭力，及提升刀具之剛性與切削能力者。

一般習用之攻牙刀具(第十七圖A、B)或是鉸刀刀具(第十八圖A、B)都是以全高速鋼(HSS)本體製造，體積大、製造成本高，售價相對亦高，一旦刃口磨損後則必須丟棄，刀具壽命有限，成本效益低，如欲提昇刀具壽命則必須改變刀具之材質，但常用於製作刀具之鎢鋼其成本高，不易加工，因此在刀具市場上無競爭力，無法從刀具材料方面改變刀具壽命及增進切削能力。

一般常用之捨棄式刀具，具有通常性之缺點，剛性差、切削能力不佳等缺點，尤其是尺寸越小者越是明顯；請參閱第十九圖A、B所示，係為習用之捨棄式槽刀，包含一捨棄式槽刀片51，藉由一螺絲52鎖固於一銑刀之刀桿53之端面，供銑削槽溝用，該捨棄式槽刀片51主要係藉由鎖固之摩擦力達到固定之功效，但由於摩擦力之鎖固效果有限，故僅能適用於輕負荷之精加工或是微量之切削加工，無法應用於進給快及高速率之加工；請參閱第二十A、B及第二十一A、B圖所示，係習用車削用之內槽車刀60及內牙車刀70，其所使用之捨棄式內槽刀片61及捨棄式內牙刀片71都是藉由刀桿本體前端之彈性挾持體62、72彈性挾固，因此其挾固之鎖緊力有限，無法適用於快進給之高速車削，加工速度相對較慢，生產成本相對較高。

習用之攻牙刀具、鉸刀刀具都是以全高速鋼(HSS)本體製造，具有體積大、不易加工、成本高、刃口磨損後則必須丟棄，刀具壽命有限，成本效益低等多項缺點，且攻牙刀具市面上並無捨棄式結構之設計；然而一般常用之捨棄式刀具，如捨棄式槽刀，僅藉由螺絲鎖固之摩擦力固定，鎖固效果有限，故僅能適用於輕負荷之精加工或是微量之切削加工，無法應用於進給快及高速率之加工；以及一般車削用之內槽車刀及內牙車刀藉由刀桿本體前端之彈性挾持體彈性挾固，因此其挾固之鎖緊力有限，無法適用於快進給之高速車削，加工速度相對較慢，生產成本相對較高。

本發明多功能捨棄式刀具，包含一刀桿及一捨棄式刀片，該刀桿，其前端設有至少二個以上朝上延伸之定位桿，該捨棄式刀片，其設有一定位錐孔，搭配一螺絲鎖固於刀桿之端面，該環繞於定位錐孔環設有至少2個以上之定位孔，定位孔係呈對稱分布之狀態，且與刀桿之定位桿對應位置設置，該定位孔之對應邊處設為圓弧孔邊，並與定位桿之圓弧邊對應。

本發明之捨棄式刀片係非常精確地套設於刀桿前端，捨棄式刀片所設定位孔之圓弧孔邊與位桿之圓弧邊係為精密地套合，因此該捨棄式刀片受到兩對應之定位桿間之支撐及限制，而能具有非常穩固地定位，不但具有限制軸向之旋轉自由度，亦能抵抗兩定位桿間之彎曲力矩，因此該捨棄式刀片便具有非常良好之定位剛性，可傳達高扭力、承受高應力，能夠有效提升切削能力，使得該捨棄式刀片於切削時不會有翻轉之虞慮，不會產生震動現象，該鎖固捨棄式刀片之螺絲所承受之應力極微，因為大部分之應力皆由定位桿所吸收，因此可以適用於切削量大，進給速率快之加工條件，同時可以調整捨棄式刀片之材質，提昇切削能力、降低成本及增加使用壽命力，更能使應用於攻牙刀具及鉸刀刀具使之捨棄式結構化，以及一般銑削用之槽刀或是車削用之內槽刀、車刀、內牙刀等工具之應用，應用範圍極為廣泛。

請參閱第一圖及第二圖A、B所示，本發明包含一刀桿10及一捨棄式刀片20；該刀桿10，其前端設有至少二個以上朝上延伸之定位桿11，以本實施例之定位桿11係4個呈對稱分布之狀態，該定位桿11之相對應邊緣係設為圓弧邊12，該刀桿10之端面設有一螺孔13；該捨棄式刀片20，其設有一定位錐孔21，搭配一螺絲30鎖固於刀桿10之端面，該環繞於定位錐孔21環設有至少2個以上之定位弧孔22，以本實施例之定位弧孔22係4個呈對稱分布之狀態，且與刀桿10之定位桿11對應位置設置，該定位弧孔22與定位桿11之圓弧邊12對應，該捨棄式刀片20之外緣部位得設為各種形狀之刀刃，諸如攻牙刀刃、鉸刀刀刃、槽刀刀刃、鋸切刀刃或者作為車刀用之各種刀刃者。

請參閱第三圖所示，係本發明之刀桿10端面具有2個定位桿11及捨棄式刀片20具有4個定位弧孔22之實施例；請參閱第四圖所示，係本發明之刀桿10端面具有3個定位桿11及捨棄式刀片20具有3個定位弧孔22之實施例；前述定位桿11及定位弧孔22之數量實施例僅為數字上之變化，其所運用之技術與原理皆與上述4個定位桿11及定位弧孔22相同，仍屬本發明之技術範疇運用。

力學分析：

請參閱第五圖所示，本發明之捨棄式刀片20係非常精確地套設於刀桿10前端，捨棄式刀片20所設定位弧孔22之圓弧孔邊與位桿11之圓弧邊12係為精密地套合，因此當捨式棄刀片20一旦套合後，該捨棄式刀片20受到兩對應之定位桿11間之支撐及限制，而能具有非常穩固地定位，不但具有限制軸向之旋轉自由度，亦能抵抗兩定位桿11間之彎曲力矩M，該彎曲力矩M係由捨棄式刀片20在切削時所引起的；因此該捨棄式刀片20便具有非常良好之定位剛性，可傳達高扭力、承受高應力，能夠有效提升切削能力，使得該捨棄式刀片20於切削時不會有翻轉之虞慮，不會產生震動現象，該鎖固捨棄式刀片20之螺絲30所承受之應力極微，因為大部分之應力皆由定位桿11所吸收。

捨棄式刀片材質得以提升：

由於該捨棄式刀片20定位剛性極佳，可以承受高應力及高扭力，切削能力之提昇可再藉由刀具材料之提昇而提昇，諸如該捨棄式刀片使用碳化鎢材質製成，其切削能力將可以再提昇，並能達到10倍於高速鋼(HSS)之能力，但是價格僅有高速鋼(HSS)之1/2，這是因為本發明之捨棄式刀片20體積縮小之緣故，故能帶動另一刀具改革之風潮。

首創之捨棄式結構：

請參閱第六圖所示，係本發明應用於攻牙刀具之實施例，該捨棄式攻牙刀23得以使用全鎢鋼之材質，刀桿10使用工具鋼材質，該攻牙刀23體積較一般高速鋼材質之攻牙刀小，雖然材質提升但其價格僅有高速鋼攻牙刀之一半，價格降低1/2，但切削壽命卻提昇10倍左右，深具進步性之設計。

此外，該捨棄式之結構亦得應用於鉸刀之實施例，請參閱第七圖A、B所示，係本發明應用於捨棄式鉸刀刀具之實施例，該捨棄式鉸刀24得以使用全鎢鋼之材質，刀桿10使用工具鋼材質，該捨棄式鉸刀24體積較一般高速鋼材質之鉸刀較小，雖然材質提升但其價格僅有高速鋼鉸刀之一半，價格降低1/2，但切削壽命卻提昇10倍左右，深具進步性之設計。

槽刀之實施例：

請參閱第八圖A、B所示，係本發明應用於捨棄式槽刀之實施例，該捨棄式槽刀25得以使用全鎢鋼之材質，藉以提升槽刀之剛性及切削能力，該刀桿10使用工具鋼材質，該捨棄式槽刀25呈薄片狀，得以銑切各式之槽溝，如第九圖A、B所示，銑削圓柱工件外緣之溝槽41或是一般工件邊緣之溝槽42；請參閱第八圖A、B所示薄狀捨棄式刀片之實施例，該捨棄式槽刀25設有一定位錐孔21，搭配一螺絲30鎖固於刀桿10之端面，該環繞於定位錐孔21環設有至少2個以上之定位弧孔22，以本實施例之定位弧孔22係4個呈對稱分布之狀態，且與刀桿10之定位桿11對應位置設置，該定位弧孔22與定位桿11之圓弧邊12對應，該定位弧孔22其餘之形狀得設為直線與圓弧等幾何形狀連接。

車削之應用實施例：

請參閱第十圖所示，於該刀桿10之兩側銑削平面14，藉由該平面14據得挾持固定於車床上使用。

請參閱第十一圖A、B所示，該具平面14之刀桿10端面鎖固一捨棄式內溝槽刀26，該捨棄式內溝槽刀26具有多個內溝槽刀刃261，得以更換鈍化之刀刃，請參閱第十二圖所示，藉以車銷工件之內溝槽43。

請參閱第十三圖A、B所示，係本發明捨棄式內牙刀之實施例，該具平面14之刀桿10端面鎖固一捨棄式內牙刀27，該捨棄式內牙刀27具有多個內溝槽刀刃271，得以更換鈍化之刀刃。

請參閱第十四、五圖所示，係本發明應用於方桿狀車刀桿之實施例，該方桿狀車刀桿50一端側設一刀座51，該刀座51上延伸設有至少二個以上之定位桿52環設，該定位桿52中心處設一螺孔53，該定位桿52得套置一捨棄式刀片20，並藉由螺絲54鎖固，該捨棄式刀片20得設為切斷刀、一般之車刀或是其他各式之捨棄式刀片，得挾置於車床上使用，該捨棄式刀片20具有多個刀刃口，可供鈍化後更換新的刀刃口。

請參閱第十六圖所示，係方桿狀車刀桿50兩側皆設有刀座51之應用例，使該方桿狀車刀桿50兩側得以因應不同之車削條件，進行左側或是右側之刀座51裝設捨棄式刀片20，實施左手車刀切削加工或是右手車刀切削加工。

綜上所述，本發明捨棄式刀具藉由刀桿上之定位桿與捨棄式刀片上所設之定位弧孔達到精確之定位，使捨棄式刀得以傳遞高扭力，提升刀具之剛性與切削能力，且該捨棄式刀片之外緣部位得設為各種形狀之刀刃，諸如攻牙刀刃、鉸刀刀刃、槽刀刀刃、鋸切刀刃或者作為車刀用之各種刀刃者，此一設計為刀具界之首創，縮小刀具之體積，具體減少攻牙刀具及鉸刀刀具之體積，並能改變刀片材料，大幅提昇刀具之切削能力，深具創新性及實用性，緣依法提出申請。

具有提升。

10．．．刀桿

11．．．定位桿

12．．．圓弧邊

13．．．螺孔

14．．．平面

20．．．捨棄式刀片

201．．．刀刃

202．．．切削刃口

21．．．定位錐孔

22．．．定位弧孔

23．．．捨棄式攻牙刀

24．．．捨棄式鉸刀

25．．．捨棄式槽刀

26．．．捨棄式內溝槽刀

261．．．內溝槽刀刃

27．．．捨棄式內牙刀

30．．．螺絲

41、42．．．溝槽

43．．．內溝槽

51．．．捨棄式槽刀片

52．．．定位桿

52．．．定位桿

53．．．螺孔

54．．．螺絲

60．．．內槽車刀

61．．．捨棄式內槽刀片

62、72．．．彈性挾持體

70．．．內牙車刀

71．．．捨棄式內牙刀片

第一圖係本發明之立體圖

第二圖A、B係本發明之平面組合圖

第三圖係本發明刀桿2個定位桿之實施例圖

第四圖係本發明3個定位桿與定位弧孔之實施例圖

第五圖A、B係本發明捨棄式刀片與刀桿套合之示意圖

第六圖係本發明捨棄式攻牙刀之實施例圖

第七圖A、B係本發明捨棄式鉸刀之實施例圖

第八圖A、B係本發明捨棄式槽刀之實施例圖

第九圖A係本發明銑削圓柱工件溝槽之應用例

第九圖B係本發明銑削一般工件溝槽之應用例

第十圖係本發明之刀桿銑削平面形成車刀桿之實施例

第十一圖A、B係本發明捨棄式內溝槽刀之實施例圖

第十二圖係本發明車削內溝槽工件之應用例

第十三圖A、B係本發明捨棄式內牙刀之實施例圖

第十四圖係本發明應用於方桿狀車刀桿實施例圖

第十五圖係本發明應用於方桿狀車刀桿實施例圖

第十六圖係本發明方桿狀車刀桿兩側皆設有刀座之應用例

第十七圖A、B係習用攻牙刀具之平面組合圖

第十八圖A、B係習用鉸刀刀具之平面組合圖

第十九圖A、B圖係習用捨棄式槽刀之平面組合圖

第二十A、B圖係習用內槽車刀之平面組合圖

第二十一A、B圖係習用內牙車刀之平面組合圖

10‧‧‧刀桿

11‧‧‧定位桿

12‧‧‧圓弧邊

13‧‧‧螺孔

20‧‧‧捨棄式刀片

21‧‧‧定位錐孔

22‧‧‧定位弧孔

30‧‧‧螺絲

Claims (1)

1. 一種多功能捨棄式刀具，包含一刀桿及一捨棄式刀片；該刀桿，其前端設有至少二個以上朝上延伸之定位桿，該定位桿之相對應邊緣係設為圓弧邊，該刀桿之端面設有一螺孔；該捨棄式刀片，其設有一定位錐孔，搭配一螺絲鎖固於刀桿之端面，該環繞於定位錐孔環設有至少2個以上之定位弧孔，且與刀桿之定位桿對應位置設置。