TW201039949A - Multi-piece drill head and drill including the same - Google Patents

Description

201039949 六、發明說明： 【技術領域】 本揭示有關各種用於銑製作業之切刀 文月確S之，本揭示有關各種 可拆卸鑽頭座，以及包括可拆卸鑽頭座之鑽頭。 【技術背景說明】 鑽孔係-常用之金屬切削作業，其中材料予移離工件以提供一在工件 内或通過工件之孔。鐵孔之施作係將旋轉中之鑽刀或、頭，在該鑽頭縱 ο轴方向上推進該工件内。因此，鑽頭可定義成一用以於工件内或通過工件 機製出一孔之旋轉切刀。常用之鑽頭構形包括麻花鑽及鐘錢。麻花錢係以 沿至少-部分鑽頭長度置放且止於該鐵頭之一包括二個切削緣之工作末端 (、鑽尖，）之職溝為特徵。鏟鑽包括一在鑽尖處之寬闕切削刀片，而無 沿其長度之螺旋溝。 至於設計，鑽頭有四種主要之類型。第一種鑽頭類型為具有麻花鑽或 鏟鑽構形之單件式實心鑽頭。此種鑽頭典型包括燒結（膠結）碳化物材料 Q 或硬鋼’且可能包括一經硬焊或軟焊於鋼柄上之由極硬材料所構成切削尖 梢或，鑽頭座"。歐洲專利公開第〇353214號提供此種錯頭之一實例，其中 揭示一種特別有用於衝擊性鑽孔之實心鑽頭，且包含一硬焊於一在刀具主 體上所形成之槽内之堅硬鑽頭座。美國專利第6 6〇1，659號揭示一具有螺 旋形空心主體及一硬烊於該主體上之較堅硬切削尖梢之實心麻花鑽。此種 鑽頭提供一適合各種承受大量扭力及衝擊（譬如出現於混凝土及彻碑之鑽 孔期間）之應用之輕質設計。美國專利第6,655,882號揭示一包括長形主 體適合某些金屬加工應用之單件式實心麻花鑽。美國專利第7,267,513號 3 201039949 揭示-包括螺紋且適合在某些鐵孔應用中增加生產力之單件式實心鐘鑽。 第-種鑽頭類型為包含多個以螺栓或其他扣結件固定於鋼質鐵頭主體 上之可分度燒結碳化物插件之整合式鑽刀。如業界所知，可分度插件可在 -或更多切肖彳方位上以可拆卸方式gj定於刀座上，而每—切肖彳方位均呈現 不同之切騰。纽’可分度插件可予、分度〃以於巾之_緣磨耗 或損麵成不可接受時，對：^件呈現-不肖之_緣。在此^種鑽頭類 型之某些具鱧形式中，可將若干可分度插件排列於單一鋼質主體上，以提 Ο供部伤重疊之切削作用，並形成完整之鑽頭切削幾何形狀。歐洲專利第 1280625號提供各種代表性實例’其揭示一具有二個以可拆卸方式安裝於鋼 質主體上之相同方形碳化物切削插件之整合式鑽刀。美國專利第5, 了88,431 號揭示一包含至少一以可拆卸方式安裝於鋼質主體上之三角形碳化物切削 插件之整合式鑽刀。美國專利第6,527,486號揭示一具有多個以可拆卸方 式安裝於鋼質主體上之大體長方形碳化物切削插件之整合式錢刀。 第三種鑽頭類型為包含單一可置換鑽頭之整合式鑽刀，具有一由燒結 〇 碳化物或硬鋼所製麻花鑽或鏟鑽構形，且其中該鑽頭座係安裝於麵質鑽頭 主體上。美國專利第4, 355, 932號中揭示一實例’其中說明一安裝於鋼質 鑽頭主體上之可分度單件式鏟鑽頭座。美國專利第6,044,919號亦揭示一 安裝於鋼質鑽頭主體上之單件式鐘鑽頭座。美國專利第6,224,302號係針 對一具有意圖更確保牢固裝接於鑽頭之鋼刀主體上之V形末端之單件式鏟 鑽頭座。美國專利第7,241，089號揭示一具有一改良幾何形狀之單件式鏟 鑽頭座，包括彎曲切削緣’且其中鑽頭座安係裝於鋼質鑽頭主體上。美國 專利第7,306,410號教示一鉗失於鋼質鑽頭主體上之單件式麻花鑽頭座。 4 201039949 又，歐洲專利第128〇625號揭示-安係裝於鋼質鑽頭主體上且以二螺检牢 固於定位上之單件式麻花鑽頭座。 第四種鑽難縣包含二種織合之不_結概物腿之合構型鑽 刀。實例包括-種在鑽頭核心區域内包含較堅硬燒結碳化物材料及在鑽頭 周邊區域内包含較耐磨燒結破化物材料之實心_。美國專利第6, 5ιι，舰 號揭示-包括不_化麟偃_在鑽頓处表面賊提供相異 娜之合_實心麻彳淡’美國專利㈣案第贿/隱217賴示一具有 〇在^純軸之較鳴雜純化轉在周奴_之㈣磨燒結碳 化物等級之科式n舰座，且其巾不H轉録材射以冶合。 一侷限非合構型缝鐵之性能之問題乃切削速率（切削緣相對於工件之 速率）自鑽頭中心之零切削速率改變至鑽頭周邊之最大切削速率。因此， 鑽頭切削讀上促使磨耗之航在娜雜周邊會顯著較巾处積極。為 解決此問題’某些已知之合__在_巾心及周賴_包括具有不 同性之不同碳化物等級。此一安排可適用於將鑽孔性能最大化。然而，合 © 構型鑽頭之製造成本較高，因為製造該鑽頭涉及至少二不同燒結碳化物材 料之軋製及燒結。 準此，提供一種具有增進鑽孔性能之構造之鑽頭，但無需涉入製造包 括多個（亦即二或更多）燒結碳化物材料區域之合構型鑽頭之昂貴步驟， 將屬有利。 【本發明綜述】 本揭示之一面向針對一種鏟鑽用多件式鏟鑽頭座，其中該鏟鑽包括一 長形主趙部份及一以可拆卸方式固定於該主體部份之一末端之切削部份。 201039949 該多件式鏟鑽頭座包括至少三插件，每—插件包括一切削緣。該至少三插 件之構形為以可拆卸方式彼此相鄰固定於該鐘鑽主體部份 ，而該等插件之 切削緣予對準而-起在該鐘鑽之—末端上形成—切削緣。 本揭不之另-©向亦針對-種鏟細多件雜綱座，其巾該鏟鑽包 括主體部份及-以可拆卸方式固定於該主體部份之一鑽頭座。該多件式 鐘鑽頭座包括：-中心插件’形成該鐘鑽頭座之中心區域，該中心插件包 括第-及第二側面以及一切削緣；一第一側邊插件，形成該鏟鑽頭座之一 Ο第-側面區域之至少-部份，該第一側邊插件包含一切削緣及一構形為與 該中心插件第-側面之至少—區域相配合之配合表面 ;以及一第二側邊插 件’形成該鐘鑽頭座之-第二侧面區域之至少一雜，該第二側邊插件包 含-切削緣及-構形為與該十心插件第二側面之至少一區域相配合之配合 表面。該中心插件、該第一側邊插件、及該第二侧邊插件各個之構形為各 自以可拆卸方式SJ定於該域部份，而鮮_側邊之配合表面配合於 該中心插件第-側面’且該第二側邊插件之配合表面配合於該中心插件第 D二側面。當以此方式©定於該主體部份時，該中心插件之姻緣與各該第 -侧邊插件及第二贿齡之糊緣對準t^起在雜鑽之__末端上形成 一切削緣。 本揭不又-面向針對另-種多件式麟，其巾該鋪包括-長形主艘 部份及-以可拆卸方式固定於該主體部份之一末端之切削部份。該多件式 錢鑽頭座&括-包括V形切肖彳緣之巾^插件及-包括以—凹陷關之二側 面區域之側邊插件，每-側面區域均包括一切削緣。該中心插件及該侧邊 插件之構形為以可拆卸方式IU定於該链鑽主體部份，職巾u插件置於該 6 201039949 側邊插件凹陷内並與之相配合。當以此方式固定於該主體部份時，該中心 插件之切削緣與該侧邊插件各個側面區域之切削緣對準而一起在該鐘鐵之 一終端上形成一切削緣。 依據本揭示所涵蓋多件式鏟鑽頭座之某些非限定性具體形式該多件 式鏟鑽頭座之至少-插件包括二切削緣，且構形為各自在二切削方位上為 可分度並固定於-鏟鑽之主體部份。在各個此種方位上，當各插件以可拆 卸方式固疋於該鐘鑽主體部份時，該可分度插件之一不同切削緣與其餘插 ©件或夠插件之切職對準’以於該雜之—末端上職切削緣。 又依據本揭示所涵蓋彡件式歸賴之紐雜定祕娜式每一 插件均以各自由燒，结（膝結）碳化物材料及硬鋼選出之材料製成。在某些 非限定性具體形式中，該多件式鑽頭座之至少二插件係以不同材料製成。 依據此等具體形式之-，中心插件係以—第—材料製成，而至少一側邊插 件係以-第二材料製成’其巾該第二材料較該第-材料耐磨。 本揭示之φ向亦針對各種包括具有本揭示所涵蓋任一獅之可拆卸 Ο 鏟鑽頭座之鏟鑽。 【簡要圖說】 本文中所述各項發明之某些具體形式之特色及優點可參考後列各圖式 而更清楚了解，其中： 圖1 (a)及1 (b)以示意方式描繪一依據本揭示所構作多件式鏟鑽頭座之 非限定性具體形式各面向； 圖2(a)及2(b)以示意方式描緣圖i(a)及i(b)中所示多件式鐘鑽頭座 之中心插件各面向； 7 201039949 圖3(a)-(c)以示意方式描繪圖2(幻及2〇3)中所示中心插件之各面向， 亦且顯示一用於界定該中心插件各幾何面向之χγζ座標系統； 圖4(a)及4(b)以示意方式描繪一依據本揭示之多件式鑽頭座之非限定 性側邊插件具體形式各面向； 圖5(aHc)以示意方式描繪一依據本揭示之額外非限定性多件式鐘鑽 頭座具體形式之各面向； 圖6(a)-(c)以示意方式描鳍·一依據本揭示之額外非限定性多件式錄鑽 〇 頭座具體形式之各面向； 圖7(a)及7(b)以示意方式描繪一依據本揭示之額外非限定性多件式鏟 鑽頭座具體形式之各面向； 圖8(a)-(c)以示意方式描繪一依據本揭示之額外非限定性多件式鏟鑽 頭座具體形式之各面向； 圖9(a)-(c)以示意方式描繪一依據本揭示之非限定性錢鑽總成具體形 式之各面向； 〇 圖10(a)~(c)以示意方式描繪一依據本揭示之額外非限定性多件式鏟 鑽頭座具體形式之各面向； 圖11(a)及11(b)以示意方式描繪一依據本揭示之額外非限定性多件 式鏟鑽頭座具體形式之各面向’其中該鑽頭座由二個插件構成；而 圖12(a)-(d)為一依據本揭示之額外非限定性多件式鏟鑽頭座具體形 式之示意圖。 閱者在斜酌下列依據本揭示之某些多件式（即二或更多件）鑽頭座及 鑽頭總成具體形式之詳述時，均將體認前述以及其他各項細節。閱者在實 201039949 亦皆可理解本發明之某些額 施或使林文巾_各鑽職及鑽頭總成時 外細節及優點。 【某些非限定性具體形式詳述】 7作實财W合外，蝴各雜繼體形式之說 日專利範圍中，所有表示成分與生成物、處理條件-類之量或特徵 之數字應予了解為於所有情況下—律以»予崎飾。準此，除予相 Ο 反指不’以下說财列示之贿數字參數射隨尋求於本個中獲得之 :希欲特性扣改變。最起碼，且猶驗懈量學理之應躲中請專利 範圍之鱗之企®，任诚林數h少應按騎報告之纽數位及藉由 運用普通捨入法加以解讀。 任何所稱全部或部分以指述方式納人本文之專利、刊物、或其他揭露 資料均僅以所納入資料不牴觸本揭示中所列現有定義陳述或其他揭露 資料之程度納人本文，此，且賤要之程度，本文中所_示事項更替 任何以指述方式納人本文之相牴料。贿所稱崎述方式納入本文但 〇與本文中所舰有定義、陳述、或其他揭露倾牴觸之資料或其部分均 僅以不在賴人資料與現有㈣資料間出現關之程度納入。 本說明及申請專利範圍中所用某些名詞之意義如下： 本文中所用、多件式々鑽頭座或其他物品意指此物品包括二或更多件 相聯以形成該物品。由以下說明將明白，例如依據本揭示之某些多件式鑽 頭座具體形式可包括2、3、或更多個別插件相聯以形成該鑽頭座。 本文中所用，配合#或、相配合*意指每一所述插件之至少一區域係 緊密抵合，但非實體上黏合。因此，本文中所用、相配合，之各插件可各 9 201039949 自從其所由安裝之鑽頭總成上卸除。 本文中所用、燒結（膠結）碳化物〃材料係指金屬碳化物硬質相分散 在一連續黏合劑相通體内之複合物。該分散相可包含例如而不限於一或更 多由鈦、釩、鉻、锆、铪、鉬、鈮、鈕及鎢中所選出過渡金屬之晶粒。該 將金屬碳化物晶粒黏合或*燒結（膠結）〃之黏合劑相可為例如而不限於至 少一由鈷、鎳、鐵、及此等金屬之合金中選出之材料。此外，合金元素例 如而不限於鉻、鉬、釕、硼、鎢、钽、鈦及鈮可包括在該黏合劑相内，以 Ο提升所希欲之特性。藉由改變該等分散及連續相之至少一組成、該分散相 之晶粒大小、各相之體積分量、及該複合材料所用製法，可生成各種燒結 碳化物材n舰齡散硬質相及—料齡金齡劑㈣基礎之燒 結碳化物乃商業上最重要之可用燒結碳化物材料。 各附圖財打式描雜據本揭示之某麵蚊性彡料綱座具體 形式。圖1(a)中顯示三件式賴頭座3之__端視圖，㈣丨⑹中為一面視

圖。圖1(a)中之透視圖係取自圖i⑻中箭頭入奴方向。錢頭座^之某些 被隱藏在圖1⑷及1(b)各棚中之幾何徵貌細虛線指示於該等圖式中。 鑽頭座3包括形式為中心插件4、側邊插件5 (圖吩)中垂直基準線7之右 方）、及側邊插件6 (線7之左方）之三個個別插件。中心插件4可分度， 且可以圖1(b)巾所构财___3内，或者可祕平基準線9旋 轉而以-第二切削方位使用’其中中心插件4之一不同切削緣遞向工 件。中心插件4之可分度本質係由第―面8上二個指明中心插件4可在其 間分度之可能切削方位之戳記及、予以抨示 中心插件4繞一縱向通過扣結孔1〇 10 中心且垂直於面8之中心軸成180 201039949 。旋轉對稱，邊插件5及側邊插件6為相同之設計，且如圖i(a)所建議， 側邊插件5、6各包括-周邊較一相對立第二侧面大之第一側面。中心插件 4與側邊插件5、6之厚度相等。當該三4、5、6配合成圓⑽及_中所 示安排以形成綱座3時，中心插件4之面8大致與側邊插件5之面^及 側邊插件6之面12共面。此外，中心插件4之面8上之切削緣13與側邊 插件5之面U上之前切削緣14a共線，而中心插件4之對立面16上之切 削緣15 (見圖1(a))與側邊插件6之面18 (見圖i(b))上之前切削緣17 〇共線。 如圖1(b)帽示’織齡5為大體菱形，財平行之肚切削緣： 前切削緣14a平行於前切削緣14b，而側切削緣⑷平行於側切削緣⑽。 側邊插件5可分度，且_丨⑹中所示位置外，可置於—第二刪方位， 其中=不同切削緣與中心插件4之一切削緣共線且方位定成與工件接觸。 明確言之’側邊插件5可藉由繞—垂直於面u且縱向通過扣結孔19中心 之直線180。旋轉而將其置於-第二切削方位。在該第二切削方位上側邊 〇插件5保持在鑽頭座3之-側面上，即在圖⑽中所見基準線7之右方。 另法’㈣齡5可料餘树7做18G。㈣麵其权在綱座3内 -在圖1⑸中基準線7左側之位置上而將其置於—替用之切削方位。側邊 插件5側切削緣He係相對於圖1(b)中垂直仙將方位定成對犯點務傾 斜，以提供一相對於垂直線Li之小離隙角 側邊插件6具有相同於側邊插件5之設計，且可以一相應方式在複切 削方位間分度。破· 5上之N1點與嫩齡6上之n2關之距離為 圖1(b)中所*之錢頭直徑，Dr ’支配鑽頭座3所鑽出之孔徑。 11 201039949 鑽頭座3之中心插件4有一相對於側邊插件5及6之獨特幾何形狀， 並以示意方式例示於圖2(a)之端視圖及圖2(b)之面視圖。圖2(3)之透視圖 係取自圖2(b)中箭頭A-A之方向。為實證如何設計中心插件4，圖2(3)及 圖2(b)中包括一 XYZ座標系統’有一原點在位於扣結孔24中心之γ點 (如圖2(b)中所示）及中心插件4厚度T之一半（如圖2(a)中所示） 處。中心插件4包括第一面22及對立之第二面23，且繞XYZ座標系统之γ 軸成180°旋轉對稱。參考圖2(b);中心插件4之長度 係定義成平行 〇 於X轴之理論線25與27間之距離。中心插件4之寬度ΊΓ (亦示於圖2(b)) 係定義成平行於Ζ轴之理論線26與28間之距離。圖2(b)中進一步顯示， 中心插件4之中心角Τ〃（示於圖2(b))係定義成沿切削緣32及36延伸 (或沿切削緣38及42延伸）之直線之夾角。中心插件4之偏位角、γ係 定義成理論線26與緣53 (或理論線26與緣62、理論線28與緣56、及理 論線28與緣59之中任一者）之夾角。 參考圖2(a)及2(b);中心插件4以一系列切削餘隙面予進一步定義， 〇 包括·切削餘隙面31，延伸於第一面22之切削緣32與第二面23之切削緣 33間；切削餘隙面34 ’延伸於第二面23之切削緣36與第一面22之緣35 間；切削餘隙面37，延伸於第一面22之切削緣38與第二面23之切削緣 39間；以及切削餘隙面4〇，延伸於第二面23之切削緣42與第一面22之 緣41間。 再參考圖2(a)及2(b);鑽頭座3之中心插件4以一系列配合面予進一 步定義，後者之構形為於適當安排以形成鑽頭座3時使中心插件4與側邊 插件5及6 SC*合。配合面51延伸於第二面23上之緣53與第一面22上之 •201039949 緣52間。緣53以逆時鐘方向（由圖2(b)之透視圖）繞理論線26之、ΑΓ 點稍加旋轉以界定一相對於理論線26之偏位角'nr。同樣，配合面54延 伸於第一面22上之緣56與第二面23上之緣55間，且緣56以逆時鐘方向 C由圖2(b)之透視圖）繞理論線28之12'點稍加旋轉以界定一相對於理 論線28之偏位角。配合面57延伸於第二面23上之緣59與第一面22上之 緣58間’且緣59以逆時鐘方向（由圖2(b)之透視圖）繞理論線28之'"A3A 點稍加旋轉以界定一相對於理論線28之偏位角。同樣，配合面60延伸於 〇 第一面22上之緣62與第二面23上之緣61間，且緣62以逆時鐘方向（由 圖2(b)之透視圖）繞理論線26之、、Α4〃點稍加旋轉以界定一相對於理論線 26之偏位角。 中心插件4以圖2(b)中所示之二凹陷區域予進一步定義。一第一凹陷 區域R1由平直緣71及圓角緣π予以包圍。一第二凹陷區域貶由平直緣 73及圓角緣74予以包圍。第一及第二凹陷區域耵及尥中之一將中心插件 4 一側面上之對立配合面51及6〇隔開，而R1及貶中之另一則將中心插件 〇 4另一側面上之對立配合面54及57隔開。如圖1(b)中所示，當各插件予 安排以形成二件式鑽頭座3時，第-及第二凹陷區域ri及R2亦在中心插 件4與側邊插件5及6間提供一離隙空間β 鑽頭座3之中心插件4作為鑽頭座3之中心部份提供切削作用，且亦 包括與二舰齡5及6互補之配钱何雜’俾形成—整合之三件式鐘 錢頭座。巾讀件4之幾娜狀可峰學方式界定錢計三件式錢頭座總 成3之-定量基準。圖3(a)-(c)顯示中心插件4之各面向，及_用於界定 各該面向之xyz座標系統。為以數學方式界定一如囷3(c)之示意面視圖中 201039949 所示切削餘隙面31之平面，須在三維T3-D")空間内有三個不共線點。 此一平面可如式（1)中所提供者以數學方式說明： (X y z 1 fccF{XfYfZ)= X] yi z} 1

式（1) X2 y2 z2 1

κχ3 y 3 z3 V 式中^’力^^私九及:^及^^“代表灯之座標系統中該平面所 〇

通過之二個不共線點。以相對於圖2(a)及2(b)所定義之χγζ座標系統為 準，該XYZ座標系統之原點、(T設於χΟΖ平面上之扣結孔以中心及χ〇γ 平面上穿過插件4厚度一半之點處。參考圖3(c);可確定三個不共線點h、 P2及P3以界定切削餘隙面31。h (Xwyi Zi)為中心插件4之理論尖梢點， 且亦為第一面22上切削緣32之線性延伸點。朽可定義如下： ^(χ^γι,ζι) = (〇, T/2, L/2) 式（2) Ρ2 (Χ2,九為平行於ζ轴之理論線26與中心插件4頂面22上前切削緣 32延伸線之交點。參考圖2(b) ; p2 (X2, y2, Ζ2)同A1點，緣53即繞其稍加 旋轉以提供相對於理論線26之偏位角V。p2可定義如下： P2 (X2,y2,z2) = (W/2, T/2, L/2-(W/2)xtan(Q))式（3) 式中Q為第一面22上切削緣32與理論線25 (平行於X轴）之夾角，且 直接與中心肖V有關。參考® 3(b)巾K-K规圖及® 3(e)之側視圖； 點朽（X3’批係在中心插件4第二面23上緣33處（在圖3(c)中以虛線 顯示）’且可定義如下： (x3,y3, z3) = ([(L/2)xcos(Q)-Txtan( )]xsin(Q), 201039949 -Τ/2, [(L/2)xcos(Q)-Txtan(φ )]xC〇s(Q))式（4) 式中识射心插件4切麵隙面31之餘隙角。因ρ<χ3,九為)與朽(力 及P2 (x2，y2，Z2)不共線，故可唯一求出一平面譬如切削餘隙面幻。:，Zl) 切削餘隙面31可由上式⑴中所呈現格式為細矩陣之式子以數學於是， 以界定。 式予 因中心插件4係繞圖3(aHcH χγζ鋪系統之γ袖成咖旋轉黎 稱，故可引進-種稱為幾何轉換之數學方法，以界定圖 f 所示中 〇心插件4之其餘_餘_ 34、37、40。幾何轉換涉及形成點 由其原始位置至其轉換後位置之新鋪之數學計算幾何轉換依據指定之 規則譬如縮放尺度、移位、反射、或旋轉將每—點妓位於―經定義之座 如上定義之三個共線點^㈤心抑广及^叫可用以 確立圓2(a)⑹及3(a)-(c)中所示中心插件4之切削餘隙面3卜在圖 2(aHb)及3(aHc)中所示χγζ座標系統内該（xi，yi zi)、^，_)、 Ο及(X3’y3’23)二點可群集成—點矩陣格式以代表切削餘隙面31，如下'CCF1A" 所表示者： ^χι yi zj 〇- CCF1A = χ2 y2 ζ2 ^ =〇 式（5) χ3 y3 ζ3 〇 Ο Ο 1. 在三維空間内經由繞γ軸之0 =18(Γ旋轉之三點幾何轉換可以下列點矩 陣表示： 15 201039949 ，cos(0) 0 -sin(0) 〇' "-1 0 0 O'] Ry(6>=180°)= 0100 = 0 1 0 0 sin(0) 〇 cos(0) 〇 0 0 -1 0 -0001, U 0 0 1〆 切削餘隙面31及37係繞γ軸成18G。旋轉對稱，献實乃鑽頭切削尖 梢1 (即中心插件4在X軸下方之部分，如圖2⑹及3(c)中所示）與 鑽頭切削尖梢2 (即中心插件4在X轴上方之部分，如圖2⑹及3(c) 〇 巾所示）間之可分制係。於是，糊餘隙面37 (，謂^所表示者）可 以下列矩陣運算界定之： [CCF2A]= [CCFlA]x [Ry( 0=180°)]= r-Xi yj -Zi 〇v 72 -z2 Q = 〇 -X3 y3 -z3

式⑺

〇 此外，在三維空間内經由繞Z輛之0=180。旋轉之三點幾何轉換可以下 列點矩陣表示： /cos⑼ sin⑼ 〇 〇' '-1000、 Rz( (9=180°)= -sin(9) cos(0) 0 〇 = 0-100 0 0 10 0 0 10 .0 0 0 1/ 、〇 0 0 式（8) 切削餘隙面31及34係繞圖2(a)-(b)及3(aMc)中χγζ座標系統之z 軸成180°旋轉對稱。此乃因（i)第二面23上之切削緣36須與第一面22上 之切削緣32相同，且（ii)切削餘隙面34須自第二面23上之切削緣36延 201039949 伸至第一面22上之緣35作為切削餘隙面31之相對物，後者自第一面沒 上之切削緣32延伸至第一面23上之緣33 »於是，此二相同切削緣36及 32與二相同切削餘隙面34及31形成鑽頭座3中心部份之基本切削幾何形 狀。因此，切削餘隙面34 (*CCF1B〃所表示者）可以下列矩陣運算界定之： [CCF1B]= [CCFlA]x [Rz( (9=180°)]= y-xi ~yj zi 〇" -^2 ~y2 0 = 0 -X3 ~y3 z3 式（9) / 最後’切削餘隙面40及34係繞XYZ座標系統之γ轴成180。旋轉對稱， 提供如圖2(b)及3(c)中所禾鑽頭切削尖梢與鑽頭切削尖梢、間之 可分度關係。@此，切肖，丨餘隙面4G ('OT2B〃所表*者）可以下列矩陣運 算界定之：

[CCF2B]= [CCFIBJx [Ry( 0=180°)]= -yi -ζι 0、 X2 -yi ~Z2 0 X3 -ys -Z3 0 .0 0 0 1, 式（10) 現已界定中心插件4之四個切削餘隙面31、34、37、及4〇。圖2(b) 及3(c)中所示作用如配合面以將三件式鑽頭座3之三可分度侧邊插件5及 6正確對準之配合面51、％、57、及60亦可加以界定。在三維空間内以數 學方式界定—平面譬如配合面51必需有三個不共線點。此一平面可以數學 方式說明如下： 17 201039949 < x y z \ fmUY,Z)= X4 y4 Z4 1

式（11) ^ ys z5 1 κχό ye z6 l) 之XYZ座標系統中該平面所通過之三個不共線點。以圖3(c)為準可確定 二個不共線點P4、ps及ρβ以界定包含第一面22上之緣52與第二面23上之 〇緣53之配合面51 β ρ4(Χ4,九及朽（x5,y5, Ζ5)位於緣52之相對立末端 上，而緣52係以圖3(c)中所示長度IT為特徵且繞點h逆時鐘料傾斜， 俾以相對於理論線26之-偏位角T定方位。P6 (取y6, Z6)在緣53上（如 圖3(c)中及圖3(b)之J-J剖視圖中所示）且沿剖線j_j，後者如圖3(c)中 所示係通過緣52之中點並垂直緣52。h、h及pe可以數學方式表示以界定 配合面51如下： ^ (X4, y4, Z4) = (W/2 - Txtan( φ ), T/2, ❹ L/2-(W/2 - Txtan(φ))xtan(Q)) 式（12) (xs, ys, zs) = (W/2 -Txtan( φ)-Mxsin(V), T/2, L/2~(W/2 - Txtan(φ ))xtan(Q)-Mxcos(V))式（13)

Pe (xe, ye, Z6) = (W/2 - Txtan( φ )-M/2 xsin(V)+ Txtan( φ ) xcos(V), -T/2, L/2-(W/2 - Txtan(φ ))xtan(Q) - M/2 xcos(V)-

Txtan(>)xsin(V)) 式（14) 因此’互補配合面51可以數學方式由以上格式為4x4矩陣之式（11)予 以界定°由（乂4,74,24)、（沿，75,25)、及（沿，76,26)定義之該三不共線點可 18 201039949 如下、CMF1A 〃所表示者： 群集成一點矩陣格式以代表配合面51 CMF1A = 'X4 y4 z4 x5 y$ z$ x6 ye z6 U 0 0 O')

式（15) 配合面51及57係繞圖2(aHb)及3(a)_(c)中孤座標系統之γ轴成 。旋轉對稱，故中心插件4為完全可分度。中心插件4可在—鑽頭切削 〇尖娜域丫（即圖⑽中在x轴下方之部分中心插件4)之切削緣32 及36遞向工件之第-切削方位與一鑽頭切削失梢區域γ (即χ轴上方 之部分）之二切舰遞向卫件之第二_方位齡度。於是配合面57 (CMF2A所表不者）可遵循有關幾何轉換之矩陣運算在下列式子中予以 界定· ❹ [CMF2A]= [CMFlAJx Π?ΚΘ=180。）]= y4 ~^4 (T - χ5 ys -Z5 0 =0 ye -z6 0 sO 0 0 L· 式（16) 配合面51及54係繞圖3(a)及(c)中XYZ座標系統之z軸成180。旋轉 對稱。此乃因於圖1(a)及(b)所示安排中，配合面51須與側邊插件5配合 (示於圖1)而配合面54須與侧邊插件6配合（亦示於圖1)。因此，配合 面54 (^GiFlB#所表示者）可以下列矩陣運算界定之： 201039949 [CMF1B]= [CMFlAJx r-^ -y4 z4 O'] [Rz( 0=180°)]= -艾5 -ys Z5 0 -X6 -y〇 Z6 0 、0 0 0 1. 式（Π) 此外’配合面54及60依據圖3(a)及(c)中所示XYZ座標系統係繞Y轴 成180°旋轉對稱，故中心插件4可在一鑽頭切削尖梢區域、γ (即圖3(c) 中在X轴下方之部份中心插件4)之切削緣32及36遞向工件之第一切削方 〇 位與-鑽頭切削尖梢區域(即X轴上方之部份）之各切削緣遞向工件 之第二切削方位間完全分度。因此，配合面6〇 CCMF2B，所表示者）可以 下列矩陣運算界定之： [CMF2B]= [CMFIBJx [Ry(0=18O°)]= ^X4 ~y4 ~Z4 0 s x5 ~y5 〇 = 〇 x6 ~ye 式（18)

〇 一旦確立式（1)及有關幾何轉換矩陣CCF1B、CCF2A及CCF2B，彼等即 可用作可分度巾心齡4之所有鳩絲面之幾何設計用定量基準。又， 旦確立式（11)及有關幾何轉換矩陣CMF1B、CMF2A及CMF2B，彼等即可 用作可刀度中心插件4及二可分度側邊插件5及6之所有配合面之幾何設 計用定量基準。 -基於以上各式設計出巾讀件4，射據之設計側邊插件5及6。 圖4⑷及⑻例示—根據圖1(a)及⑹中側邊插件5之簡化側邊插㈣。圖 為’邊插件80之側面立視圖，以虛線顯示某些隱藏徵貌之位置。圖4⑹ 20 201039949 為視圖以虛線顯示某些隱藏徵貌之位置。側邊插件別包括第一面幻、 第二面82 (周長小於第一面81)、中心孔泊、前切馳隙面&及奶、以 及徑向切肖丨雜面86及87。财· 8G射純83及巾现助之縱抽 88成180。旋轉對稱。因此，侧邊插件8〇可在二切削方位間分度。換言之， 側邊插件80包括二對可用之切削緣。第一對切削緣包括切削緣⑽及沿， ㈣二對_軌括鳩緣92及93，4(a)_(b)帽测邊插件8〇之徑 向餘隙面86及阶具有容許餘隙面86、87與圖⑽⑹中所示中心插件4 〇之任-配合面51、54、57及60配合之互補幾何關係。 圖5(aHc)以示意方式描繪一依據本揭#之額外非限定性多件式錢頭 座具體形式。圖5(b)及(c)為多件式鏟鑽頭座99之第一面視圖及第二面視 圖。圖5(a)細5(b)中箭頭A-A方向所取鑽頭座99之端視圖。錢頭座99 之某些被隱藏在圖5(a)-(c)各透視圖中之位置係以虛線指示。鑽頭座99之 中心插件100包括中心孔102，且在如由第一面上以數字'1，及、2夕 識別之區域所指示之二個切削方位間為可分度。參考圖5(b);中心插件1〇〇 © 包括在第一面丨01上位置為繞中心孔102成180。旋轉對稱之第一斷屬槽103 及第二斷屑槽104。參考圖5(c);第二面107包括位置為繞中心孔1〇2成 180旋轉對稱之斷屑槽105及106。參考圖5(a);中心插件1〇〇亦包括腹 板111及馨緣112。腹板111為該鑽孔用幾何形狀之中心區域，前切削餘隙 面113及114在該處交會。較厚之腹板對重鑽孔作業提供較大之鐄尖強度， 而較薄之腹板則促成更有效率之切削及更佳之排屑作用。錾緣H2為前切 削餘隙面113與114之橫越腹板1Π之交線。 側邊插件121包括：第一面122 (見圖5(b))，大致與中心插件1〇〇之 201039949 第一面101共面；第二面123( Γ目圖㈤w 圖（）），中心孔124 ;斷屬槽125及126 (見圖5(b))，繞中心孔124錢〇。旋轉對稱； 邊插件131包括：第一面13 隅127及128。側 .613V+ 面132 ’大致與中心插件⑽之第二面m共面；第 二3 :134则_及伽，繞中佩⑶成⑽。旋轉對稱； ΓΙΓ ，獅121及1—娜⑷所建 侔H 第一面132之周長大於第二面成之周長，且側邊插 Ο ❹ 面122之周長大於第二面123之周長。 圖6(a)(咖讀对·_依據本揭紅_叫紅件式鑽頭 具體形式之各_。0 6(a)係—以谢式嫩件式輸⑽上切 削端之端視圖。鑽頭座15Q包括中心插件151及側邊插件152謂。圖 6〇))係中心插件151之一示意第一面視圖，以及取自該第-面視圖中M-M 及1^線箭财肖之巾心齡151各瓶目° ® 6(e) W方式描緣鑽頭 座150代表性侧邊插件之前面視圖，以及取自圖6(c)之第一面視圖中l-L —箭頭方向之該御!邊插件剖視圖。鑽頭座15〇之各側邊插件152及153均 、圖6(C)中所不設計相同’是故圖6(c)乃代表各側邊插件152及153之構 造。 圖6(a) (c)中所示鑽頭座150包括中心插件151上之成雙切削餘隙面 (面161與162;及〗63與164)以及側邊插件152及153之前切削餘隙（如 圖4(C)中所界定用於前切削餘隙面84及δ5者）上之成雙餘隙面（171與 172 * ’及173與Π4)。如圖6(a)中及圖6(c)之M-M及N-N剖視圖中所示， 中u插件151包括在其四個切削餘隙面上之成雙餘隙面。明確言之，該等 切削餘隙面包括以下各對餘隙面：第一餘隙面161與第二餘隙面162 (示於 22 201039949 剖面M-M)，·第-餘隙面163與第二餘隙面164 (示於剖面m) •第一餘隙 面脱與第二餘隙面飢示於剖面M_M);及第一餘隙面16?與第二餘隙 面168 (示於剖面n-N)。又，如圖6(a)及6(c)中所示 ’各側邊插件152及 153 包括在每一前切削餘隙面上之成雙餘隙面。 明確言之’該等插件包括以 下各對切削餘隙面··第-餘隙面171與第二餘隙面172 (如圖_中側邊 插件152上所示）；及第-餘隙面173與第二餘隙面m (如圖㈣中側邊 插件153上所示）。就圖6 (c)中所示鑽難15G代表性示意側邊插件之Η

剖視圖而言’第-切臟隙面175與第二前切削餘隙面176形成一對而 第一前切肖獅面m與第二_餘隙面178 (如圓⑽之“剖視圖中 所不）形成第二對。 圖7(a)及7〇>)財意方式鱗-依據本揭示之額外雜定性三件式鑽 頭座具體形式。鑽頭座200描綠於圖7(a)中之端視圖及圖7⑹之第一面視 圖。鑽頭座200之中心齡201及側邊插件211及221各自可在二個切削 方位間分度’其中該個別插件之一不同切削緣即為遞向該鑽頭座所將予使 〇用之工件之V形切削緣上之-區域。插件2(U、211及221各包括在切削餘 隙面上之除㈣徵貌及在各斷賴内部之凸部+ 0 7(a)巾麻(於圖⑽ 中以戳記、r識別之區域内），除屑器結構202設於切削餘脑2〇3上， 而除屑器結構204設於切難隙面205上。如圖7(a)中所示，除屑器結構 206及207設置於藉分度戳記γ f以識別之區域内。中心插件2〇1上之 各除屑器結構202、204、206、及207均由第一面208延伸通過至第二面 2〇9。側邊插件211包括前切削餘隙面213上之三個除屬器結構212及前切 削餘蜍面215上之三個除屑器結構214，故使側邊插件211繞中心孔216成 23 201039949 謂轉繼，伽f _陶2i2趟均由第__ 面m延魏職猶懈至第^ 218。鱗除㈣結構之置放及設計對 側邊插件211及221均咖，故二者側邊插件繞其各自之中心孔成咖 旋轉對稱。 三件式鑽頭座200包括在鑽頭庙？fm欠叙^μ 傾麵200各斷屑槽内之多個凸部，以於鐵

孔期間提升捲屑及_作用。如圖7(b)中所示，於中心插件測之以數字 Y指示之區域内’二凸糊設於第一面咖上之斷屬槽231内且（如 虛線所指示）二凸部232設於第二面2〇9上之斷職撕内。如圖⑽中 所示，於中心插件2〇1之以數字Y指示之區域内，二凸箱設於第-面208上之斷屑細内’且（如虛線所指示）二凸㈣設於第二謂 上之斷屑槽237内。進-步如圖7(b)中所示，側邊插件2ιι包括斷屑麵 内之四個凸部241及斷屑槽244内之四個凸部⑽，故凸部241及⑽之位 置為繞中心孔216成180。旋轉對稱。如圖7⑹中所示以虛線指示隱藏結構 之位置’側邊插件221包括以相同於侧邊插件211之方式置放之凸部。鑽 頭座200各切削緣之方位固為須在該鑽頭座旋轉時將材料移⑽件然而 倒邊插件221之方位則為相對於中心插件2〇1做“ο。旋轉。 圖8(a)-(c〇及9(aHc)為示意式之_，例示依據本揭权多件式鐘 鑽頭座及鑽賴成之-額外非限定性具趙形式之各面向。圖8⑷為三件式 鑽頭座240之示意端視圖，包括中心插件241及在中心插件241二翼之側 邊插件242及243。中心插件241包括第一面244及第二面245。圖8(b) 包括鑽頭座240上中心插件241之示意第一面視圖及側視圏。圖8(c)包括 鑽頭座240上側邊插件242之第一面視圓及側視圖。側邊插件242包括一 24 201039949 包括在第-面胸近之第_餘_ 251及在第：謂附近之第二餘隙 面253之徑向切削餘隙面（類似圖4(c)中所示徑向切削餘隙面明及⑺。 侧邊插件243亦包括-包括二個切削餘隙面之後向切削餘隙面，即第一面 248附近之第-餘隙面252及第二面2仙附近之第二餘隙面况。參考圖 8⑹第-徑向切削餘隙面251及252树曲表面，界定鑽頭座24〇之鑽 孔直徑255 (以距離_指示）。側邊插件⑽亦包括指示於圖8⑹中之隅 半徑266及267。侧邊插件243及侧邊插件242屬相同之設計。 〇 中心插件241之配合面26卜脱、263、及264 (示於圖8⑹）互補於 相鄰側邊插件242或243。舉例言之，侧邊插件242之第一握向餘隙面251 及第二徑向餘隙面253之構形為與中心插件241之任一配合面观、脱、 263、及264配合’以容許中心插件241及側邊插件撕分度。側邊插件⑽ 之第一及第二徑向餘隙面252及254為相同情況。在中心插件241之圖8(a) (端視圖）中可見’互補配合面261具有一第一餘隙面270及一第二餘隙 面27卜而互補配合面262具有一第一餘隙面272及一第二餘隙面273。在 〇 圖8(b)(中心插件241之第一面視圖及側視圖）中可見，互補配合面262 包括一第一餘隙面272及一第二餘隙面273，而互補配合面264包括一第一 餘隙面274及一第二餘隙面275。 圖9(a)-(c)為示意式之圖示’顯示依據本揭示之鑽刀總成或更簡明稱 為，鑽頭，之一非限定性具體形式之各面向。鑽頭279包含安裝在刀柄28() 上之三件式鑽頭座240 (包括插件241、242及243，且如囷8(a)-(c)中所 示）。圖9(a)為鑽頭279之示意平面視圓。圓9(b)為圖9(a)中鐵頭279上 圈出區域之放大示意視圖。圖9(c)為鑽頭279工作端之端點示意視圓，係 201039949 取自圖9(a)中箭頭C—c方向並用圖9⑹之比例予以顯示。在各圖_七） 中’鑽頭279之某些隱藏徵貌之位置係以錐示。參考圖9⑷；刀議 包括主趙部份281及柄輛部份282。如圖9(a)及(c)中所示中心播件如 及侧邊插件242及243係分別以螺栓283、284、及咖固定於主體部份沏 之一終端上。主體部份281包括二個斷屑溝286及二個冷卻孔m。刀柄 哪上主體部細之柄轴部體2經改適以使鑽頭柳可裝接於鑽孔或銑 製機上。 Ο ❹ 插件241'242及243可藉由拆除驗283、⑽、及娜予分別卸離刀 柄280，且可如上述在替用切削方位間分度。又，一般均將了解插趨、 242及243係相配合而非連接，但卻以其個別之螺检單獨固定於刀柄测上 而可各自拆卸4上述’側邊插件242、243與中心插件241間之配合關係 使一大致無縫隙之大體V形切削緣被遞向轉，儘管事實上鑽頭座⑽為 具有多件式構造。該多件式構造容許有多種獨特之優點。例如中心插件 241可在替用切削方位間單獨分度。又，側邊插件撕及⑽可在替用切削 方位間拆卸、旋轉、並交換彼等之位置以將其個別之蝴緣分度而無需 亦將中心齡歸度。雜缺/咖，㈣請、⑽謂 均可各自分度或雜，^無訪將其餘插件分度或置換。 又，製作中心插件241及側邊齡242 * 243之材料可相異。既然側 邊插件242及243之切削速率超過中心插件241，側邊插件⑽謂所經 驗之磨耗促成力贿超樹_ 241 。 錄頭座為多件（即二或更多件）式構造，鑽頭座24〇可包括例如由較中心 插件241耐磨之材料製成之側邊插件%242及2招，從而在遞向工件之大體v 201039949 形切臟之長度上促成鑽頭座240之更平均磨耗。縱使鑽頭座24〇之各個 插件為由類同材料製成且侧邊插件242及243以大於中心插件241之速率 磨耗’側邊插件242及243可與中心插件241分別單獨分度或置換。此特 色避免鑽賴24G御U該鑽财之部份區雖驗转宜磨耗及/或損壞 時之整體置換必要性。 圖10(a)-(e)麻意式之岐，顯祕據本_之錄錢鑽頭座之 -額外非限定性具體形式之各面向。三件式鏟鑽頭座在圖⑺⑷中所示 Ο為總成及示意端視圖’且包括中心插件3G1及在中心插件3()1二翼之側邊 插件302及303。圖10(b)以示意方式描繪中心插件3〇1之第一面視圖（圖 左側）及取自該第-面視圖鄰近之箭頭B_B方向之側視圖（圖右側）。在圖 10(b)之第-面視财’ _座3⑽上某些隱藏徵貌之位置係以虛線指示。 側邊插件303之設計與側邊插件3〇2相同。 中心插件301不包括上述各具體形式中所包括之中心扣結孔。反之， 如圖職）中所示’中心插件301包括在第一面3〇5上之槽3〇4，而一裝接 〇於刀柄上之配置螺栓或鉗失（未示出）可用以將中心插件3G1固定於該刀 柄之插件穴内。利用無扣結孔之中心插件3〇1祕外有用於依據本揭示之 小尺寸鏟鑽之設計。插件3(U、302、及3〇3各包括二對切削緣，以提供各 插件在二個切削方位間之分度能力。如圖1〇⑹中所示，中心插件3〇1包括 -第-組切削緣306及-第二組切削緣3〇7。如圖1〇(c)中所示側邊插件 302 (與側邊插件相同）包括一第一組切削緣咖及一第二組切削緣 309 ,頭座300之祕直㈣〇 (以圏1〇⑷中之_指示）係由側邊插 件302之-包括曲面3U之徑向切削餘隙面及側邊齡3〇3之一包括曲面 27 201039949 312之徑向切削餘隙面所形成。中心插件则之配合面姐、322、及姒 (示於圖剛）各包含-曲面及—平面。舉例言之，如圖iQ(b)中以中心 插件301之側視圖所示，配合面322包括一曲面325及一平面咖，在形狀 上互補於亦各包含一曲面及一平面之側邊插件3〇2及3〇3之各徑向切削餘 隙面。例如，曲面325及平面326在形狀上互補且可與側邊插件3〇2之彎 曲餘隙面311及平面327配合（見圖i〇(c))。 圖ll(a)-(b)為依據本揭示之多件式鐘鐵頭座之一額外非限定性具體 〇 形式之示意視圖’其中該鑽頭座包括二個插件，後者相配合而一起形成一 具有所希欲直徑之大體V形切削緣。二件式鑽頭座251包括中心插件252 及一與中心插件252之二對立侧同時配合之大體u形單一側邊插件253。為 澄清中心插件252與側邊插件253間之配合關係，圖ll(a)中顯示鑽頭座 251總成端視圖之頂視圖予分成二個單獨之端視圖，其一顯示隔離之中心插 件252而另一顯示隔離之侧邊插件253。圖11(a)包括：鑽頭座251總成之 端視圖（頂視圖）’顯示將予遞向工件之末端；該鐵頭座侧邊插件253之隔 〇 離端視圖（底視圖）’係取自圖11(a)頂視圖中之同一方向。圖11(b)包括 鑽頭座251總成之第一面視圖以及p-p及R-R箭頭方向上所取之二個剖視 圖。將中心插件252之第一面254對準以便與側邊插件253之頂面256大 致共面，並將中心插件252之第二面255對準以便與侧邊插件253之底面 257大致共面。中心插件252包括二個配合面261及262，在中心插件252 上以戳記’Γ識別之區域内。該中心插件亦包括二個配合面263及264， 在中心插件252上以戳記、2〃識別之區域内（見圖11(a)及圖11(b)之中 間視圖）。圖11(a)頂視圖中及圖11(b)中所示中心插件252之配合面261 201039949 及262分別與側邊插件253之互補配合面265及266相配合。 在圖11(a)及(b)中所料定具體形式中，僅鑽頭座251之中心插件脱 可在二個切削方位間分度。中心插件252可由圖u⑹中所示切削方位至一 第二切削方位予以分度’係藉中心插件252繞扣結孔26了做膨旋轉以 使戳記Y所識別區域對工件定方位，並使中心插件252之配合面⑽及 264分別與側邊插件253之互補配合面265及266相配合。 為形成所希欲切削直徑之v形切削，中心插件252上第一面254之切 〇 削緣271乃與側邊插件253之面256之切削緣273對準，而中心插件252 上第二面255之切削緣272與侧邊插件253之面257之切削緣274對準。 中心插件252亦包括在面254上之斷屑槽281及282以及面255上之斷屑 槽283及284 (圖11(b)中虛線所示位置八侧邊插件253包括在面2邡上 之斷屑槽285以及面257上之斷屑槽286 (圖11(b)中虛線所示位置）。如 圖11(a)之底視圖所示，侧邊插件253包括在面257附近之垂直面291及面 256附近之垂直面292〇如圖11⑹中Ρ-Ρ及R-R剖視圖所示，中心插件脱 〇 靠抵垂直面291及292’在該二插件安裝於鑽頭之鑽趙上時協助將各插件牢 固互連。中心插件252係藉通過扣結孔267之螺栓（未示出）固定於鑽體 上，而側邊插件253係藉通過扣結孔293及294之二個螺栓（未示出）固 定於鑽體上。侧邊插件253亦包含用於將侧邊插件253定位於鑽體上之槽 295 ’以及對中心插件252之鑽尖部（戮記'^或γ)提供一些離隙空 間之槽296。 雖然多件式鑽頭座具體形式251僅包括二個插件而因此不提供本文中 所述包括多於二個插件之其他具體形式之某些優點，但鑽頭座251之構造 201039949 可為使中心插件252及侧邊插件253由不同之燒結碳化物、硬鋼、或其他 材料製成。以該方式為例’該鑽頭座中心及各緣處之不同磨耗狀況便可予 解決。 使依據本揭示之多件式鐘鑽頭座各崎對準之替絲置乃所意圖者。 圖12(a)-(d)為示意圖，顯示-依據本揭示之多件式鐘綱座之—額外非限 定性具體形式之各面向。三件式鏟鑽頭座棚示於圖12(叙示意端視圖中 及圖12(b)之第-面視圖中。鑽頭座4〇〇包括中心插件4〇1及在中心插件 〇 401二翼之侧邊插件402及403。圖12(c)以示意方式插繪中心插件4〇1之 第-面視圖（圖右側）及取自該第一面視圖鄰近之箭頭B_B方向之側視圖 (圖左側）。圖12(d)以示意方式描續·側邊插件402之第一面視圖（圖左側） 及取自該第一面視圖鄰近之箭頭c-c方向之側視圖（圖右側）。側邊插件4〇3 之設計與側邊插件402相同。 中心插件401包括四個垂直之平坦配合表面411、412、413、及414， 咸皆大致垂直於第一面410。側邊插件402包括相應之互補表面415及416 Ο 而侧邊插件403包括相應之互補表面417及418。參考圖12(d)中所示侧邊 插件402;將虛線所圍區域自側邊插件4〇2移除而產生之凹部421在側邊插 件402之一隅處提供互補表面415。同樣，將虛線所圍區域自側邊插件4〇2 移除而產生之凹部421在側邊插件402之一第二隅處提供互補表面416。互 補表面415及416大致垂直於面422且繞中心孔425成180。旋轉對稱。於 是如圖12(d)中所示，一較簡單幾何形狀之配合表面（譬如配合表面416) 與一較複雜幾何形狀之切削面（譬如切削面426)在徑向上隔開。在圖 12(a)-(d)所示配置中’中心插件401之配合表面411與側邊插件402之互 201039949 補表面415相配合’而中心插件4〇1之配合表面412與側邊插件之互 補表面417相配合。 以上論述某些由本文中所述各鑽頭座及鑽頭之多件式構造提供之顯著 優點該多件式構心之一顯著優點為該鑽頭座之各不同區域可以可單獨插 卸之插件予以體現。因此，該鑽頭座上之經驗更積極促成磨耗及/或損壞 之力量之各區域可予選擇性置換或分度，而將一新切削緣遞向工件。既然 該切削緣外侧區域（遠離該鑽職轉軸之區域）之切削速率大於較接近該 〇鑽職轉軸之切削速率，故若鑽頭為由勻料製成，則該鑽頭之各外侧 區域典型上承受顯著較大之磨耗。舉例言之，習用鏟鑽頭座之切削緣外侧 區域-旦磨耗或變損壞達不可接受之程度，則整個錢頭座（倘屬可拆卸者) 或整個鑽頭（若鑽頭座係固定者）須予置換。在一具有依據本揭示之獨特 多件式構S之鐵頭座巾’切肖彳緣係由多個（即二或更彡）可單獨拆卸之插 件所形成。於是，僅僅所具切削緣在使用期間遭受不合宜磨耗及/或損壞 之插件需加以分度或置換。 〇 又，本文中所述多件式構造容許一依據本揭示之多件式鑽頭座之各不 同插件有由不同材料製成之可能。舉例言之，對於® 9(a)-(c)中所例示三 件式鑽頭座240,侧邊插件242及243可由相對於中心插件241所由製成之 燒結碳化物或其他合宜材料具有增進耐磨性之燒結碳化物或其他合宜材料 製成。再舉例言之’對於圖ll(aMb)中所例示二件式鑽頭座⑸，側邊插 件253係由相對於中心插件252所由製成之材料具有增進耐磨性之燒結碳 化物或其他合宜材㈣成。此財，在_料舰域驗驗之較大切削 逮率可藉由提升該等區域内之耐磨性質予以解決。又，由多件式鑽頭座設 31 201039949 4所提供以提升該等承受更極端磨耗條件之鑽頭座區域之耐磨性之能力， 可用以將沿順整個切削緣所經驗之磨耗速率均一化。一旦沿切削緣之磨耗 程度變為不可接受時’可將整個鑽頭座置換（藉由設置新插件於鑽頭上） 或者可將插件各自向替用之切削方位分度。 Ο

如上背景一節中載示，某些單件式鑽頭具體形式乃屬已知者，其中鑽 頭之各不同冶合區域為由不同複合材料構成。此法中，以較快切削速率運 作之各外舰域魄快速率絲之傾向，可藉由在該等外纖勒提供具 有較高耐雜之複合觀予贿決。跡進_步辟，生產合構鑽頭需要 額外之處理步驟及花費。本❹件式構造可改適以提供各種於有需要之區 域内具有提升之耐雜質之鑽頭座，而域生產單件式單石組件之錢頭 座。組成依據本揭示之_座之該二或更多可各自拆卸齡可各由單一種 材料製成，科具有該_鋪定輯所希欲機雖f (例如耐磨性、_ 性、及強度）之單-種燒結碳化物、刀具用鋼材、或其他合宜材料。 雖然以上具體形式各包括二或個單獨之插件，但由本說明將明白，依 據本揭示構作之錢頭座可包括多於三個之可各自拆卸插件。舉例言之為 於離開鑽頭旋轉抽之距離增加時提供進一步提升之切削緣耐磨性依據本 揭示之多件式鑽頭座可包括例如-個中心插件及3至7個或更多之側邊插 件’如在-可能之依據本揭示之五件式鑽頭座具體形式中鑽頭座可包 括：-固定於刀柄之中麟；i㈣邊插件，此第_侧邊插件各配 :中，二側面中之-並單_定於該刀柄（或另為—具有類似於圖 之大體u雜造之單—槪插件）；以及—料二崎插件此 第二側邊懈各缝第-_插件^之外露勤鱗獨峡於該 201039949 如此，該二第二側邊插件之外露側面間之距離界定該鑽頭座之切削直徑。 該等第二插件可由所具耐磨性大於該等第一側邊插件之燒結碳化物或其他 材料製成。該等第一側邊插件（或該插件）依次可由所具耐磨性大於該中 心插件之燒結碳化物或其他材料製成。此法中，增加之切削速率及因此在 遠離該鑽頭座旋轉轴之位置所增加之磨耗傾向被該等第一及第二插件逐漸 提升之耐磨性質抵銷。該中心插件、該等第一側邊插件（或該插件）、及該 等第二插件可單獨置換及/或可設計成可在二或更多切削方位間分度，以 〇 於切削緣磨耗及/或損壞變為不可接受時將一新切削緣遞向工件。 準此，依據本揭示之多件式鑽頭座及鑽頭具體形式可設計成具有習用 單件式實心鑽頭或可分度插件可能擁有之寬廣範圍幾何徵貌。依據本揭示 之多件式鑽頭座具體形式可為例如各種習用尺寸而可改適供各種鑽孔應用 上之習知用法。 一般均將了解，本說明例示本發明之該等與清楚了解本發明有關之各 個面向。某些將對業界普通技術人士為屬明顯而因此將無利於更加了解本 〇 發明之各個面向則未予呈現，俾簡化本說明。舉例言之，一般均將了解， 組成依據本揭不之多件式鐵頭座及錄頭之各插件及其他組件，均可使用業 界普通技術人士已知之習用製造技術由各種習用材料製成。如此，業界普 通技術人士在斟酌本說明時將迅即知曉各種可能之製造技術，故本文中不 予說明》 又，本文中雖僅就依據本說明之有限數量之多件式鑽頭座具體形式為 必要說明’然業界普通技術人士在斜酌前列說明時均將認知，本發明之取 多修改及變化形式均可加以採用。本發明之所有此等變化及修改形式均意 .201039949 圖由前列制及伽申請專概訂⑽蓋。依據本揭权多件式鐵頭座 及鑽孔總权_各料能謂實綱_域例料提卜㈣囊括本 揭示範疇内之全部設計。凡業界普通技術人士在斜酌本揭示時，均可_ 確認屬本揭示範脅内具體形式之各種額外設計。因此，一般均將了解本 發明不受限於本文巾揭示之特定具體形式，但意圖涵蓋本發明原理及範嘴 内之各種修改形式，如由申請專利範圍所界定者。 【主要元件符號說明】 3、99、150、200、240、300、251、400 :鑽頭座 ® 4、1〇〇、151、201、241、301、252、401 :中心插件 5、6、80、m、13卜 152、153、211、221、242、243、302、303、253、 402、403 :側邊插件 7 :垂直基準線 8、22、8卜 101、122、132、208、217、244、246、248、305、254、410 : 第一面 9:水平基準線 10、19、24、267、293、294 :扣結孔 U、12、16、18、422 :面 〇 U、15、32、33、36、38、39、42、90-93、306-309、271-274 :切削緣 14a、14b、17 :前切削緣 14c、14d :側切削緣 23、82、107、123、133、209、218、245、247、249、255 :第二面 34、 93、103 :大致平直次切削緣區域 25、26、27、28 :理論線 31、34、37、40、161-168、Π1-175、178、203、205、253、270-275 :切 削餘隙面 35、 41、52、53、55、56、58、59、61、62 :緣 51、54、57、60、261-264、321-323、261-266 :配合面 34 201039949 71、 73 :平直緣 72、 74 :圓角緣 83、 102、124、134、216、425 :中心孔 84、 85、113、114、176、177、213、215 :前切削餘隙面 86、87、25卜252、254 :徑向切削餘隙面 88 :縱軸 103、104、105、106、125、126、135、136、23卜 233、235、237、244、 281-286 :斷屑槽 111 :腹板 112 :鑿緣 〇 127、128、137、138:圓角隅 202、204、206、207、212、214 :除屑器結構 230、232、234、236、24卜 243 ·•凸部 255、310 :鑽孔直徑 266、267 :隅半徑 279 :鑽頭 280 :刀柄 281 :主體部份 282 :柄軸部份 ^ 283、284、285 :螺栓 Θ 286 :斷屑溝 287 :冷卻孔 304 :槽 31 卜 312、325 :曲面 326、327:平面 256 :頂面 257 :底面 291、292 :垂直面 411-414 :垂直平坦配合表面 415-418 :互補表面 35 201039949 421 :凹部 426 :切削面 〇

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Claims (1)

1. 201039949 七、申請專利範圍： 1，一種鏟鑽用多件式鏟鑽頭座，該鏟鑽包含一長形主體部份及一以可 拆卸方式固定於該主體部份之一末端之切削部份，該多件式鏟鑽頭座包含： 至少三插件，每一插件包括一切削緣，其中該至少三插件之構形為 以可拆卸方式彼此相鄰固定於該鏟鑽主體部份，而該等切削緣予對準而一 起在該鏟鑽之一末端上形成一切削緣。 2. 如申請專利範圍第1項之多件式鐘鑽頭座，其中該三插件中至少有 〇 —包括二切削緣且構形為各自在二切削方位上為可分度並固定於該主體部 份，其中在各切削方位上，當該等插件以可拆卸方式固定於該鏟鑽主體部 份時，一不同切削緣與其餘插件之切削緣對準，以於該鏟鑽末端上形成該 切削緣。 3. 如申請專利範圍第1項之多件式鏟鑽頭座，包含一中心插件及二側 邊播件’其中該二側邊插件之構形為以可拆卸方式固定於該主體部份而與 該中心插件之二對立側面相配合。 Ο 1如申請專利範圍第3項之多件式鏟鑽頭座，其中每一側邊插件包括 —構形為於該中心插件及該等側邊插件以可拆卸方式固定於該鏟鑽主體部 份時與該中心插件之一側面上之一形狀互補區域相配合之配合表面。 5.如申請專利範圍第4項之多件式鏟錢頭座，其中該三插件中至少有 一包括二切削緣且構形為各自在二切削方位上為可分度並固定於該主體部 份’其中在各切削方位上，當該等插件以可拆卸方式固定於該鏟鑽主體部 份時’一不同切削緣與其餘插件之切削緣對準，以於該鏟鑽末端上形成該 切削緣。 37 201039949 6. 如申請專利範圍第1項之多件式鐘鑽頭座，其中各該插件均以一各 自由燒結（膠結）碳化物材料及硬鋼中選出之材料製成。 7. 如申請專利範圍第5項之多件式鐘鐵頭座’其中各該三插件均以一 各自由燒結破化物材料及硬鋼中選出之材料製成。 8. 如申請專利範圍第6項之多件式鏟鑽頭座，其中該等插件中至少有 二係以不同材料製成。 9. 如申請專利範圍第7項之多件式鏟綱座，其中該等插件中至少有 Q 二係以不同材料製成。 10. 如申請專利範圍第1項之多件式鏟鑽頭座，包含一以第一材料製成 之中心插件及二以第二材料製成之側邊插件，其中該二側邊插件之構形為 以可拆卸方式固定於該主體部份而與該中心插件之二對立側面相配合，且 其中該第二材料較該第一材料耐磨。 11. 如申請專穩圍第1G項之歸式顏頭座，其中射心插件及該等 側邊插件之至少有-包括〕切削緣且構形為各自在二切削方位上為可分度 G 並固定於該主體部份’其中在各切削方位上’當該等插件以可拆卸方式固 定於該鐘鑽主體部份時’ -不同切削緣與其餘插件之切削緣對準，以於該 鏟鑽末端上形成該切削緣。 12·如申請專利範圍第1項之多件式鐘鑽頭座，其+各該中心插件及側 邊插件均以一各自由燒結碳化物材料及硬鋼中選出之材料製成。 13.-種麵用多件式鏟鑽頭座’該紗包含—主趙部份及—以可拆卸 方式固定於該主體部份之鑽頭座，該多件式鏟鑽頭座包含： 中〜插件，形成該鐘鑽頭座之中心區域，該中心插件包括第一及 201039949 第二侧面以及一切削緣； 一第一侧邊插件，形成該鏟鑽頭座之一第一侧面區域之至少一部 份，該第一侧邊插件包含一切削緣及一構形為與該中心插件第一侧面之至 少一區域相配合之配合表面；以及 一第二侧邊插件，形成該鏟鑽頭座之一第二側面區域之至少一部 份’該第二側邊插件包含一切削緣及一構形為與該中心插件第二側面之至 少一區域相配合之配合表面； ¢) 其中該中心插件、該第一侧邊插件、及該第二侧邊插件之構形為各 自以可拆卸方式固定於該主體部份，而該第一側邊插件配合表面配合於該 中心插件第一側面，且該第二側邊插件配合表面配合於該中心插件第二側 面，以將該中心插件之切削緣與各該第一側邊插件及第二侧邊插件之切削 緣對準而一起在該鏟鑽之一末端上形成一切削緣。 14.如申請專利範圍第13項之多件式鏟鑽頭座，其中該中心插件、該第 -侧邊插件、及該第二側邊插件中至対—包含二_緣且構形為各自在 〇二_方位上為可分度顧定於該域，其巾在各鳩綠上，當該 等插件以可拆卸方式固定於該鏟鑽主體部份時，一不同切削緣與該中心插 件、該第-側邊插件、及該第二侧邊插件中該至少一個以外之其餘插件之 切削緣對準’以於該顏末端上形成該切削緣。 瓜如申請專利範圍第13項之多件式鐘鑽頭座，其中該第一側邊插件配 合表面及該第二侧邊插件配合表面各與該中心插件之一形狀互補區域相配 合。 ’其中各該中心插件、該 16.如申料概園第13奴彡件式鐘鑽頭座 39 201039949 第一側邊插件、及該第二侧邊插件均以一各自由燒結碳化物材料及硬鋼中 選出之材料製成。 17·如申請專利範圍第16項之多件式鏟鑽頭座，其中該巾心插件、該第 -侧邊插件、及該第二侧邊插件中至少有二係以不同材料製成。 18.如申請專利範圍第17項之多件式鏟鑽頭座其中該巾心插件係以第 一材料製成，_第-侧邊插件及該第二側邊插件似第二材料製成且 其中該第二材料較該第一材料耐磨。 〇 19.如申請專利範圍第13項之多件式鏟鑽頭座，其中該巾心插件係以第 材料製成❿該第-侧邊插件及該第二側邊插件係以第二材料製成，且 其中該第二材料較該第一材料耐磨。 20. —種鏟鑽，包含： 長形主體部份’包括-在一第一末端之柄轴部份及一構形為以可 拆卸方式接納一鑽頭座之第二末端；以及 -可拆卸之多件式鏟鑽頭座，包含至少三插件，每_插件包括一切 〇麟且各自以可拆卸方式彼此相鄰固定於該主趙部份第二末端而該等插 件之切削緣予對準而-起在該鏟錢主體部份第二末端上形成一切削緣。 21. 如申請專利範圍第2〇項之鐘鐵，其中該三播件中至少有一包括二切 削緣且構形為各自在二切削方位上為可分度並固定於該主體部份其中在 各切削方位上’當該等插件以可拆卸方式固定於該鐘鑽主趙部份時，一不 同切削緣與其餘插件之切削緣對準，以於該鏟錢第二末端上形成該切削緣。 22. 如申請專利範圍第24項之鐘鑽，其中該多件式鏟鑽頭座包含一中心 插件及二側邊插件，其中該二側邊插件之構形為以可拆卸方式固定於該主 201039949 體部份而與該中心插件之二對立側面相配合。 23. 如申請專利範圍第沈項之鏟鑽，其中每一側邊插件包括一配合表面 與該中心插件之-侧面上之一形狀互補區域相配合。 24. 如申請專_第23項之鏟鑽，其_之該中心插件及該二 侧邊插件之至少有-之構形為各自在二切削方位上為可分度並固定於該主 體部份’其巾她隨丨，㈣彻㈣術_於該主體部 份第二末端時’-不_削緣與其餘插件之切腾對準以形成該切削緣。 Ο 25. 如申請專利範圍第2〇項之鏟鑽，其中該鏟鑽頭座之該中心插件及該 -侧邊插件各以-各自由燒結碳化物材料及硬鋼巾選出之材料製成。 26. 如申請專利範圍第25項之鐘鐵，其中該鐘鐵頭座之該中心插件及該 二侧邊插件中至少有二係以不同材料製成。 27·如申請專利範圍第26項之鐘鑽，其中該中心插件係以第一材料製 成，而該等側邊插件係以第二材料製成，且其中該第二材料較該第一材料 财磨。 Ο 28. 一種鐘鑽，包含： 一長形主體部份，包括一在一第一末端之柄轴部份及一構形為以可 拆卸方式接納一鑽頭座之第二末端；以及 一可拆卸之多件式鏟錢頭座，包含·· 一中心插件，形成該鏟鑽頭座之中心區域，該中心插件包括第 一及第一側面以及一切削緣； 一第一侧邊插件，形成該鏟鑽頭座之一第一側面區域之至少— 部份’該第一侧邊插件包含一切削緣及一構形為與該中心插件第一侧面之 41 201039949 至少^一區域相配合之配合表面；以及 一第二側邊插件，形成該鏟鑽頭座之一第二側面區域之至少一 部份，該第二侧邊插件包含一切削緣及一構形為與該中心插件第二侧面之 至少一區域相配合之配合表面； 其中該中心插件、該第一侧邊插件、及該第二側邊插件各自以 可拆卸方式固定於該主體部份，而該第一側邊插件配合表面配合於該中心 插件第一侧面，且該第二側邊插件配合表面配合於該中心插件第二側面， 〇 以將該中心插件之切削緣與各該第一側邊插件及第二側邊插件之切削緣對 準而一起在該鏟鑽第二末端上形成一切削緣。 29. 如申請專利範圍第28項之鐘鑽，其中該中心插件、該第一側邊插件、 及該第二側邊插件巾至少有-包含二切騎並各自在二切财位上為可分 度且構形為以可拆卸方式固定於該主體部份第二末端，其中在各切削方位 上’ -不同切削緣與該中心插件、該第一側邊插件、及該第二侧邊插件中 該至少-個以外之其餘插件之切削緣對準，以形成在該鐘鑽主體部份第二 〇 末端上之該切削緣。 30. 如申請專利範圍第33項之鐘鑽，其中該第一側邊插件配合表面及該 第二侧邊插件配合表面各與該中心插件之一形狀互補區域相配合。 31. 如申請專利範圍第29項之雜，其中該鐘綱座之該中心插件該 第一側邊插件、及該第二側邊插件各自以一由燒結碳化物材料及硬鋼中選 出之材料製成。 32. 如申請專利範園第31項之鏟鑽，其中該鐘鑽頭座之該中心插件該 第側邊插#及該第二側邊插件中至少有二係以不同材料装成。 201039949 33.如申請專利範圍第38項之鐘鑽，其中該中心插件係以第一材料製 成，而該第-側邊插件及該第二側邊插件係以第二材料製成，且其中該第 二材料較該第一材料耐磨。 34· -種鐘鑽用多件式鏡鑽頭座，該鐘鑽包含一長形主體部份及一以可 拆卸方式固定於該主體部份之-末端之切削部份，該多件式鐘鑽頭座包含： 一包括V形切削緣之中心插件；以及 一包括以-凹陷隔開之二側面區域之側邊插件，每—側面區域均包 〇 括一切削緣； 其中該中心插件及該側邊插件之構形為以可拆抑方式固定於該鐘鑽 主體部份，而該中心插件置於該側邊插件凹陷内並與之相配合，以使該中 心插件之_緣及賴邊插件各侧面區域之_雜準而—起在該鐘鑽 之一終端上形成一切削緣。 35·如申請專利範圍第34項之多件式鏟鑽頭座，其中該中心插件包括多 個切削緣且構形為各自在二切削方位上為可分度並固定於該主體部份其 G 巾在各蝴綠上’當鱗齡以可拆卸方式固定於該雜域部份時， 該中心插件之-不同v形切削緣與該側邊插件上該等側面區域之切削緣對 準，以形成在該鏟鑽終端上之該切削緣。 36. 如申請專利範圍第34項之多件式鐘鑽頭座，其中該側邊插件之每一 侧面區域均包括一配合表面，而構形為當該中心插件及該側邊插件以可拆 卸方式固定於該鏟鑽主體部份而該中心插件置於該側邊插件凹陷内時與該 中心插件之一側面上之一形狀互補區域相配合。 37. 如申請專利範圍第34項之多件式鏟鑽頭座，其中該中心插件及該側 201039949 邊插件係以-各自域結碳錄材料及硬辦獅讀料製成。 訊如申請專利細第37項之多件式鐘鑽頭座，其中該中心插件及該侧 邊插件係以不同材料製成。 39. 如申請專利範圍第38項之多件式鏟鑽頭座，其中該中心插件係以第 一材料製成，該側邊插件係以第二材料製成，而該第二材料較該第一材料 耐磨。 40. —種鏟鐵’包含： Ο —長形主體部份’包括m端之柄轴部份及-構形為以可 拆卸方式接納一鑽頭座之第二末端；以及 一可拆卸之多件式鏟鑽頭座，包含： 一包括V形切削緣之中心插件；以及 一包括以一凹陷隔開之二侧面區域之侧邊插件，每一侧面區域 均包括一切削緣； 其中該中心插件及該側邊插件之構形為以可拆卸方式固定於該 〇 鏟鑽主體部份，而該中心插件置於該側邊插件凹陷内並與之相配合，以使 該中心插件之V形切削緣及該側邊插件各個側面區域之切削緣對準而一起 在該鏟鑽第二末端上形成一切削緣。 41. 如申請專利範圍第40項之鏟鑽，其中該中心插件包括多個切削緣且 構形為各自在二切削方位上為可分度並固定於該主體部份，其中在各切削 方位上，當該等插件以可拆卸方式固定於該鐘鑽主體部份時，該中心插件 之一不同V形切削緣與該側邊插件上該等側面區域之切削緣對準，以形成 在該鏟鑽第二末端上之該切削緣。 44 201039949 42.如申請專利範圍第40項之鐘鑽，其中該側邊插件之每一侧面區域均 包括一配合表面’而構形為當該中心插件及該侧邊插件以可拆卸方式固定 於該鏟鑽主體部份而該中心插件置於該側邊插件凹陷内時與該中心插件之 一侧面上之一形狀互補區域相配合。 43. 如申請專利範圍第4項之鐘鑽’其令該中心插件及該側邊插件係以 一各自由燒結碳化物材料及硬鋼中選出之材料製成。 44. 如申請專利範圍第43項之鏟鑽，其t該中心插件及該側邊插件係以 0 不同材料製成。 45. 如申請專利範圍第44項之鐘鑽，其中該中心插件係以第一材料製 成，該側邊插件係以第二材料製成，而該第二材料較該第—㈣耐磨。

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