TWI494182B - Discarded structure of discarded blades - Google Patents

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Description

捨棄式刀片之鎖固結構
本發明係有關於一種捨棄式刀片之改良，由指一種捨棄式刀片與銑刀鎖固之結構創新設計，可增加銑刀之刀片刃數，提高切銷效率並能降低成本。
請請參閱第9、10圖所示，一般習用之T型銑刀(T-slot cutter)及側銑刀(side milling cutter)皆是屬於多鋒刀具(multi-point cutting tool)之銑削刀具，其主要是應用於T型槽及切槽之加工，傳統式之T型銑刀及側銑刀係使用銅為焊接材料將刀片與銑刀刀具焊接一體之焊刃式銑刀；該T型銑刀及側銑刀因刃口多，故其切屑移除率高，然而目前業界最常用之刀片材質有高速工具鋼(HSS)及碳化鎢(Wu)，就高速工具鋼之材料而言其硬度為HRc 66~68，耐熱溫度為600℃，其加工速度及進給速率低，對於需求高速加工者都捨棄使用高速工具鋼之銑刀，而使用碳化鎢(Wu)刀具，雖然碳化鎢刀具之硬度及耐熱溫度皆高於高速工具鋼，但由於焊刃式之碳化鎢銑刀係藉由銅為焊接材料，將碳化鎢刀片與銑刀焊接一體，而且銅約在300~400℃會有軟化之情形，故無法在塗層環境(300~800℃)下施作塗層作業，因而一般焊刃式碳化鎢銑刀之表面無法施作鈦金屬塗層之主要原因，因此焊刃式之碳化鎢銑刀之硬度、耐磨性及耐熱溫度無法提升，其銑削之切削速度及進給速率無法增加之條件下，加工效率相對無法相對地有效提升。
由於焊刃式銑刀無法施作特殊金屬(諸如鈦金屬)之塗層，因此必須使用捨棄式結構之T型銑刀及側銑刀，其使用上之情形如后：T型銑刀：請參閱第11圖所示，習用捨棄式T型銑刀50之銑刀外徑D之尺寸約Φ21~Φ50mm之間，其中外徑尺寸Φ50mm其捨棄式刀片51之數量為4個，但由於其相鄰捨棄式刀片511、512之設置係呈一下一上之排列，組成一完整之T型刀之刀刃寬幅W，故其實際之刀刃數量僅有一半，暨為2個有效刀刃，外徑21mm之T型銑刀50其捨棄式刀片51之數量為2個，實際之有效刃數僅有1個，因此計算其工作台切削進給Vf 〔fZ (每齒進給量mm)*n(主軸轉數)*ZC (有效齒數)〕與有效齒數ZC 有絕對之關係，但捨棄式T型銑刀50其有效齒數ZC 僅為焊刃式T型銑刀之一半，因此其切削效率與傳統焊刃式T型銑刀相比較並無明顯提升；此外T型銑刀之切削效率沒有提升之情況下，在相同之切削條件(高速及重切削)下刀桿會有明顯之撓曲(Deflection)現象，其將會影響切削之精度及刀具之壽命。
側銑刀：請參閱第12圖所示，具有3面刀刃口之側銑刀60，其外徑尺寸範圍為Φ100~Φ160mm之間，其中Φ160mm側銑刀之刀刃數僅有10個，其相鄰捨棄式刀片611、612之設置係呈一下一上之排列，組成一完整側銑刀之刀刃寬幅W，故其實際之刀刃數量僅有一半，暨為5個有效刀刃，與相同外徑尺寸之焊刃式側銑刀卻有22刃之刀片，相形比較之下捨棄式側銑刀之有效刀刃數量僅為焊刃式側銑刀之1/4，因此其切削效率與傳統焊刃式側銑刀相比較並無明顯提升。
究其捨棄式T型銑刀與捨棄式側銑刀之有效刀刃數量無法提升最主要是因為捨棄式刀片51、61之鎖固結構所致；請參閱第13圖所示， 捨棄式刀片61與刀座601之鎖固係藉由一螺絲70以垂直於刀座601之方向鎖固，因此使用起子80旋緊螺絲70時必須考慮起子80之活動空間，因此必須犧牲掉許多刀具本體之空間，進而減少刀具之刀刃數量，使得捨棄式結構之T型銑刀與捨棄式側銑刀之切削效率無法提升。
習用之捨棄式T型銑刀與捨棄式側銑刀之刀片鎖固結構設計，其鎖緊方向主要為垂直於刀座方向進行，故必須考量起子之活動空間，因而去除部分刀具之本體，使得刀具之刀刃數量減少，切削效率因此無法提升。
本發明捨棄式刀片之鎖緊結構包含一刀具本體，該刀具本體之刀徑上環設有數個刀座，該刀座設有螺孔，該螺孔係呈一傾斜適當之角度θ之設置，一捨棄式刀片，係設置於刀具本體之刀座上，該捨棄式刀片設有一貫穿之螺絲孔，該螺絲孔具有與該螺孔呈相同傾斜之角度θ，並由一螺絲得將該捨棄式刀片鎖固於刀具本體。
本發明改變捨棄式刀片之鎖固結構設計，使得捨棄式刀片之數量(暨銑刀之切刃數量)相對增加，同時搭配高硬度、高耐磨性及耐熱性之捨棄式刀片，進而得以提升銑刀之切削效率，有效降低切削阻力；此外本發明因鎖固結構設為傾斜之設計，能避開相鄰刀片之干涉，以及相鄰刀刃採不同方向之傾斜，使得捨棄式刀片之4個切削刃都能完全應用，經濟效益達到最大之效能者。
10‧‧‧刀具本體
11‧‧‧刀座
111‧‧‧螺孔
112‧‧‧緣壁
20‧‧‧捨棄式刀片
21‧‧‧螺絲孔
221‧‧‧第一刃口
222‧‧‧第二刃口
231‧‧‧第三刃口
232‧‧‧第四刃口
30‧‧‧螺絲
e‧‧‧偏移距離
θ‧‧‧角度
50‧‧‧捨棄式T型銑刀
51‧‧‧捨棄式刀片
511、512‧‧‧捨棄式刀片
60‧‧‧側銑刀
601‧‧‧刀座
611、612‧‧‧捨棄式刀片
70‧‧‧螺絲
80‧‧‧起子
第1圖係本發明之立體系統圖
第2圖係本發明之組合平面示意圖
第3圖係本發明之側視平面示意圖
第4圖係本發明捨棄式刀片之前視圖
第5圖係本發明捨棄式刀片之側視圖
第6圖係本發明捨棄式刀片之後視圖
第7圖係本發明刀具本體之刀座俯視圖
第8圖係本發明側銑刀之側視圖
第9圖係習用銲刃式T型銑刀之示意圖
第10圖係習用銲刃式側銑刀之示意圖
第11圖係習用捨棄式T型銑刀之示意圖
第12圖係習用捨棄式側銑刀之示意圖
第13圖係習用捨棄式側銑刀之捨棄式刀片裝卸之示意圖
請參閱第1、2圖所示，本發明捨棄式刀片之鎖緊結構包含一刀具本體10，該刀具本體10之刀徑上環設有數個刀座11，該刀座11設有螺孔111，該螺孔111係呈一傾斜適當角度θ(如第3圖所示)之設置。
一捨棄式刀片20，係設置於刀具本體10之刀座11上，該捨棄式刀片20設有一貫穿之螺絲孔21，該螺絲孔21具有與該螺孔111呈相同傾斜之角度θ，該螺絲孔21之兩端都設有沉頭孔之設計，並由一螺絲30得將該捨棄式刀片20鎖固於刀具本體10。
請參閱第3圖所示，該刀徑上環設之刀座11上所設之螺孔111 之角度θ方向係間隔反向傾斜之設置，暨兩相鄰刀座11之螺孔111所傾斜之角度θ方向為相反(或是鏡射)對應，所述之傾斜角度θ約為15度至25度之間，其主要之功能是能使捨棄式刀片20之4個刃口221、222、231、232(如第5圖所示)都能被使用；請參閱第4~6圖所示，係為捨棄式刀片之前視圖(第4圖)、側視圖(第5圖)及後視圖(第6圖)，該捨棄式刀片20之前端面之上、下刃口為第一刃口221及第二刃口222，後端面之上、下刃口為第三刃口231及第四刃口232，當捨棄式刀片20之第一刃口221切削鈍化後，得以將捨棄式刀片20鬆開後反面置放，使得第二刃口222呈朝上位置，因為第一刃口221與第二刃口222呈朝上位置時，螺絲孔21所傾斜之角度θ方向為相同，因此同端面之二個刃口可以在同一個刀座11上使用，當二個刃口都使用鈍化後，第三刃口231及第四刃口232則必須更換至相鄰之刀座11上使用，因為從第6圖後視圖(暨從第三刃口231及第四刃口232端面)可以觀察出該螺絲孔21為相反方向之傾斜角度θ；因此該捨棄式刀片20之四個刃口都能被使用。
請參閱第7圖所示，該呈傾斜適當角度θ之螺孔111位置得以設為偏離中心位置一微小偏移距離e，且該偏移距離e係朝刀座11之緣壁112方向，該微小偏移距離e之尺寸約為螺孔111(或是螺絲30)尺寸之1/20，如5mm之螺絲30，其偏移距離e之尺寸約為0.25mm，藉由該偏移距離e之設置，當螺絲30鎖固捨棄式刀片20時，螺絲30將會微微地推動捨棄式刀片20朝向刀座11之緣壁112方向移動，並能迫使捨棄式刀片20與緣壁112緊迫且定位，使得該捨棄式刀片20與刀座11達到緊密地鎖固，使得切削應力之傳遞順暢，提升刀具之穩定性。
藉由上述之說明，本發明藉由捨棄式刀片鎖固之結構改變設 計，銑刀之刀座11上所設之螺孔111設為傾斜一適當角度θ之設計，搭配捨棄式刀片20之螺絲孔21具有相同傾斜之角度θ搭配，請參閱第8圖所示，當使用工具鎖緊故或鬆脫該螺絲30時亦隨著傾斜一角度θ，起子80不會被相鄰之刀刃所干涉，故該銑刀之刀刃數量得以增加，並能與焊刃式T型銑刀或是焊刃式側銑刀之刀刃數量相同，因此捨棄式刀片20數量增加，再搭配可塗層之碳化鎢刀片，提升硬度、耐磨性及耐熱溫度，其銑削之切削速度及進給速率得以相對增加，切削效率相對得以有效提升。
綜上所述，本發明改變捨棄式刀片之鎖固結構設計，使得捨棄式刀片之數量(暨銑刀之切刃數量)相對增加，同時搭配高硬度、高耐磨性及耐熱性之捨棄式刀片，進而得以提升銑刀之切削效率，有效降低切削阻力；本發明因鎖固結構設為傾斜之設計，能避開相鄰刀片之干涉，且不會影響捨棄式刀片之切刃使用次數，相鄰之刀刃採不同方向之傾斜，使得捨棄式刀片之4個切削刃都能完全應用，經濟效益達到最大之效能，此一結構設計乃為刀具業界之首創，深具新穎性及創新性。
10‧‧‧刀具本體
11‧‧‧刀座
111‧‧‧螺孔
20‧‧‧捨棄式刀片
21‧‧‧螺絲孔
211‧‧‧沉頭孔
30‧‧‧螺絲

Claims (5)

  1. 一種捨棄式刀片之鎖緊結構，包含一刀具本體，該刀具本體之刀徑上環設有數個刀座，該刀座設有螺孔，該螺孔係呈一傾斜適當之角度θ之設置，一捨棄式刀片，係設置於刀具本體之刀座上，該捨棄式刀片設有一貫穿之螺絲孔，該螺絲孔具有與該螺孔呈相同傾斜之角度θ，並由一螺絲得將該捨棄式刀片鎖固於刀具本體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之捨棄式刀片之鎖緊結構，其中刀具本體上刀座所設螺孔之角度方向係呈間隔反向傾斜之設置，使得兩相鄰刀座之螺孔所傾斜之角度方向為相反對應者。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之捨棄式刀片之鎖緊結構，其中呈傾斜適當角度之螺孔位置得以設為偏離中心位置一微小偏移距離者。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之捨棄式刀片之鎖緊結構，其中該螺孔位置係向朝刀座之緣壁方向偏移者。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之捨棄式刀片之鎖緊結構，其中刀座所設螺孔所述傾斜之角度θ約為15度至25度之間。
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