TW201615310A - 銑刀 - Google Patents

Abstract

一種用於將工件加工出預定輪廓線之銑刀，該預定輪廓線包括一第一部分，及與該第一部分相連之第二部分。該銑刀包括具有中心軸之刀柄、若干第一切削刃和若干第二切削刃。該第一切削刃用於繞該中心軸旋轉形成一第一旋轉軌跡以加工出工件之預定輪廓線之第一部分。該第二切削刃用於繞該中心軸旋轉形成不同於該第一旋轉軌跡之第二旋轉軌跡以加工出工件之預定輪廓線之第二部分，該第一旋轉軌跡與該第二旋轉軌跡相連。

Description

銑刀

本發明涉及一種銑刀，尤其涉及一種用於加工工件輪廓之成型銑刀。

工業上常採用成型銑刀銑削工件之側邊，以在工件上加工形成所需之弧面輪廓。傳統之成型銑刀採用與該弧面輪廓相適應之仿形刀片對上述工件進行加工，該刀片之切削刃之輪廓線與欲加工成之輪廓線形狀、長短相同（請參見圖1）。因此，當欲獲得之工件輪廓線較長時，在傳統成型銑刀銑削之瞬間，因刀刃要一次性切入工件並去除工件材料，以形成工件弧面輪廓，其切削阻力會比較大，易導致震動銑削而在工件上產生振刀紋，影響工件加工品質。另外，當欲獲得之工件輪廓線之輪廓形狀較為複雜時，對應之切削刃刀片輪廓線亦較複雜，其加工時承受之切削阻力相對更大，時刀片更容易磨損或崩裂，降低成型銑刀使用壽命。

鑒於上述內容，有必要提供一種切削阻力相對較小且使用壽命長之銑刀。

一種用於將工件加工出預定輪廓線之銑刀，該預定輪廓線包括一第一部分，及與該第一部分相連之第二部分。該銑刀包括具有中心軸之刀柄、若干第一切削刃和若干第二切削刃。該第一切削刃用於繞該中心軸旋轉形成一第一旋轉軌跡以加工出工件之預定輪廓線之第一部分，該第二切削刃用於繞該中心軸旋轉形成不同於該第一旋轉軌跡之第二旋轉軌跡以加工出工件之預定輪廓線之第二部分，該第一旋轉軌跡與該第二旋轉軌跡相連。

一種銑刀，其包括具有中心軸線之刀柄，該銑刀還包括連接於該刀柄上之第一刀片，以及在該中心軸線之軸向上與該第一刀片相錯設置、且連接於該刀柄上之第二刀片；該第一刀片包括第一切削刃以及位於該第一切削刃一端之第一刀尖，設該第一刀尖與該刀柄之中心軸線共同定義之平面為一第一平面，該第一切削刃在該第一平面上之投影為第一投影線；該第二刀片包括第二切削刃及位於該第二切削刃一端之第二刀尖，設該第二刀尖與該刀柄之中心軸線共同定義之平面為一第二平面，該第二切削刃在該第二平面上之投影為第二投影線；當該第二平面繞該中心軸線轉動至與該第一平面重合時，該第一投影線與該第二投影線相連接。

本發明之銑刀，將傳統之一體式刀片設計為分體式，其至少包括第一刀片及第二刀片，當該銑刀轉動以對工件進行銑削加工時，第一刀片及第二刀片依次切削工件之表面，並分別形成第一部分及與第一部分相接續之第二部分，以共同銑削出工件之外輪廓之輪廓線。由於採用了分體式設計，將工件複雜之外輪廓之輪廓線進行分段式加工，第一刀片及第二刀片一次性切削之工件材料相對減少，且第一刀片及第二刀片之刀刃相對較短，減少了切削阻力，從而使切削較為平穩，避免產生振刀紋，保證了工件能夠具有光滑之切削面。同時，由於切削阻力相對較小，銑刀之刀片不易磨損或斷裂，延長了銑刀之使用壽命。另外，上述分體式設計之銑刀，由於第一刀片及第二刀片間隔設置，更利於切屑之排出，同時利於冷卻液之流動，在加工過程中之散熱較好，使銑刀之刀片不易因過熱發生卷刃或崩刃，進一步延長了銑刀之使用壽命。

圖1為傳統之成型銑刀加工弧面輪廓時之工作狀態示意圖。

圖2為本發明第一實施方式之銑刀之立體示意圖。

圖3為圖2所示銑刀另一視角之立體圖。

圖4為圖3所示銑刀之立體分解圖。

圖5為圖2所示銑刀之前視圖，該銑刀處於加工弧面輪廓時之第一工作狀態。

圖6為圖2所示銑刀之左視圖，該銑刀處於加工弧面輪廓時之第二工作狀態。

圖7為圖2所示銑刀之切削刃輪廓投影示意圖。

圖8為本發明第二實施方式之銑刀之切削刃輪廓投影示意圖。

請參閱圖2至圖6，本發明第一實施方式之銑刀100，用於對工件200（請參見參圖5）進行銑削加工，將工件200加工出預定之外輪廓。具體而言，該工件200大致呈板狀（圖未示出），該外輪廓環繞形成於工件200之邊緣，且該外輪廓之橫截面大致為呈圓弧狀之輪廓線210。進一步地，輪廓線210包括第一部分212及與第一部分212接續之第二部分214。在本實施例中，第一部分212及與第一部分212均為部分圓弧狀。

請再次參閱圖2，銑刀100包括刀柄10、裝設於刀柄10上之刀片支撐部30，以及裝設於刀片支撐部30上之第一刀片50和第二刀片70。

刀柄10大致呈圓柱杆狀，其包括本體12及形成於本體12一端之安裝端14。

請再次參閱圖3至圖4，在本實施方式中，刀片支撐部30之數量為四。四刀片支撐部30兩兩相背離設置於安裝端14之外周，並與安裝端14固定連接。每一刀片支撐部30均大致呈不規則塊狀，且沿本體12之徑向朝背離安裝端14之方向延伸。每一刀片支撐部30背離安裝端14之一側均凹設有避位槽32，避位槽32用以使銑刀100在銑削加工時能夠合理避讓工件200，並同時兼具排屑槽之功能。每一刀片支撐部30均包括鄰近另一刀片支撐部30之安裝面34，安裝面34相對於刀柄10之中心軸線傾斜設置，並位於刀片支撐部30工作時旋轉方向之前端。

請再次參閱圖5，在本實施方式中，第一刀片50之數量為二，二第一刀片50分別裝設於二相互背離之刀片支撐部30上。每一第一刀片50裝設於對應之刀片支撐部30遠離本體12之一端，且層疊於對應之安裝面34上。第一刀片50大致呈片狀，其包括背離安裝面34之第一後刀面52以及與第一後刀面52鄰接之第一前刀面54。第一後刀面52大致平行且背離於安裝面34設置，即，第一後刀面52位於第一刀片50工作時旋轉方向之前端，且相對於刀柄10之軸線傾斜設置。第一前刀面54背離安裝端14設置，且靠近對應之刀片支撐部30。在本實施方式中，第一前刀面54大致為弧形曲面。第一前刀面54與第一後刀面52之相交線為第一切削刃56，第一切削刃56為與工件200之輪廓線210之第一部分212相適配之弧形刃，其用於在工件200上加工出第一部分212。第一切削刃56遠離本體12之頂點為第一刀尖58。

請再次參閱圖6，在本實施方式中，第二刀片70之數量為二，二第二刀片70分別裝設於另外二相互背離之刀片支撐部30上。即，二第二刀片70和二第一刀片50沿刀柄10之周向相互交替間隔設置於刀片支撐部30上。每一第一刀片50裝設於對應之刀片支撐部30相對靠近本體12之一端，且層疊於對應之安裝面34上。第二刀片70大致呈板狀，其包括背離安裝面34之第二後刀面72以及與第二後刀面72鄰接之第二前刀面74。第二後刀面72大致平行且背離於安裝面34設置，即，第二後刀面72位於第二刀片70工作時旋轉方向之前端，且相對於刀柄10之軸線傾斜設置。第二前刀面74背離安裝端14設置，且靠近對應之刀片支撐部30。在本實施方式中，第二前刀面74大致為弧形曲面。第二前刀面74與第二後刀面72之相交線為第二切削刃76，第二切削刃76為與工件200之輪廓線210之第二部分214相適配之弧形刃，其用於在工件200上加工出第二部分214。第二切削刃76靠近第一刀片50之頂點為第二刀尖78。

當銑刀100繞自身中心軸線轉動並對工件200進行銑削加工時，在一周自轉過程中，第一刀片50繞刀柄10之中心軸線旋轉，使第一切削刃56旋轉形成一第一旋轉軌跡，從而在工件200上加工出輪廓線210之第一部分212。然後，銑刀100繼續轉動一定角度，第二刀片70繞刀柄10之中心軸線旋轉，使第二切削刃76旋轉形成一第二旋轉軌跡，以在工件200上加工出輪廓線210之第二部分214。銑刀100持續轉動銑削，第一刀片50與第二刀片70依次切削工件200之表面，從而形成輪廓線210。

可以理解，上述第一旋轉軌跡及第二旋轉軌跡可以相交、可以相切、可以部分重疊，甚至可以相交但不重疊，以保證上述加工出之第一部分212及第二部分214相接續形成輪廓線210。

請同時參閱圖7，具體而言，設刀柄10之中心軸線及第一刀尖58共同定義之平面為第一平面，將第一刀片50朝該第一平面投影，第一切削刃56之投影線為第一投影線561，第一刀尖58之投影點為第一投影線561之一端點，記為第一端點581。第一投影線561與工件200之輪廓線210之第一部分212相吻合。設刀柄10之中心軸線及第二刀尖78共同定義之平面為第二平面，將第二刀片70朝該第二平面投影，第二切削刃76之投影線為第二投影線761，第二刀尖78之投影點為第二投影線761之一端點，記為第二端點781。第二投影線761與工件200之輪廓線210之第二部分214相吻合。當將上述第二平面繞刀柄10之中心軸線轉動，直至該第二平面與該第一平面重合時，第一投影線561及第二投影線761在第一端點581處相交，且第一投影線561與第二投影線761相接續成一段弧線，該弧線與工件200之輪廓線210相吻合，從而使銑刀100能夠在工件200上銑削出所需之外輪廓輪廓線210。

進一步地，第二刀片70之第二刀尖78一側朝向本體12延伸，使第二投影線761在第一端點581處引出延伸線L1。在本實施方式中，延伸線L1為直線段，該直線段在第一端點581處與第二投影線761之弧線段相切。延伸線L1同時與第一投影線561相切，即，第一投影線561與第二投影線761之連接為圓滑過渡連接，從而使銑刀100在工件200上加工出之輪廓線210為連續光滑曲線。延伸線L1之長度可在0.05mm至2mm之間之任一長度值選取。在本實施方式中，延伸線L1之長度為0.5mm。可以理解，當工件200之輪廓線210之尺寸發生改變時，延伸線L1之長度可相應變化。

本發明第二實施方式之銑刀結構與第一實施方式之銑刀100之結構大致相同，同樣包括刀柄、刀片支撐部、二第一刀片及二第二刀片，其不同在於：

該刀片支撐部之數量為六（圖未示出），該銑刀還包括二第三刀片（圖未示出），該二第一刀片、該二第二刀片及該二第三刀片沿該刀柄之周向依次交替間隔設置，每一刀片對應裝設於一刀片支撐部上，且該第三刀片在刀柄之軸向上位於第一刀片及第二刀片之間。當該銑刀繞自身中心軸線轉動並對工件200進行銑削加工時，該第一刀片、該第三刀片及該第二刀片依次切削工件200之表面，從而共同銑削出輪廓線210。

請同時參閱圖8，進一步地，該第三刀片包括與第一刀片50相類似之第三切削刃及位於該第三切削刃相對二端之第三刀尖和第四刀尖。設刀柄10之中心軸線與該第三刀尖共同定義之平面為第三平面，將該第三刀片朝該第三平面投影，該第三切削刃之投影線為第三投影線80，該第三刀尖及該第四刀尖之投影點為該第三投影線80之二端點81、82。將該第三平面繞該刀柄10之中心軸線轉動至與該第一平面重合時，該第三投影線80之二端點81、82分別與該第一投影線2561及該第二投影線2761相連接，使該第一投影線2561、第三投影線80以及第二投影線2761相接續成一段弧線，該弧線與工件200之輪廓線210相吻合，從而使銑刀100能夠在工件200上銑削出所需之外輪廓。該第三投影線80與該第一投影線2561及該第二投影線2761相接處為圓滑過渡連接。

與本發明第一實施方式類似，該第三刀片之第三刀尖及第四刀尖可以分別向二側延伸，使第三投影線80在二端點81、82處分別引出延伸線（圖未示出），所述延伸線可以分別與該第一投影線2561及該第二投影線2761部分重合，或分別與該第一投影線2561及該第二投影線2761相切，以保證該第三投影線80與該第一投影線2561及該第二投影線2761相接處為圓滑過渡連接。提請注意，當該延伸線與該第一投影線2561或與該第二投影線2761部分重合後，其可以繼續向遠離該工件200之方向延伸，即，該延伸線可以向靠近該刀柄中心軸線之方向繼續延伸，以防止該延伸線對應之部分切削刃破壞工件200之表面。類似地，該銑刀進一步還可以包括第四刀片、第五刀片等等，而在對工件200進行銑削加工時，使該複數刀片依次切削工件200之表面，以共同銑削出工件200之輪廓線210。

本發明之銑刀100，將傳統之一體式刀片設計為分體式，其至少包括第一刀片50及第二刀片70，當該銑刀100轉動以對工件200進行銑削加工時，第一刀片50及第二刀片70依次切削工件200之表面，並分別形成第一部分212及與第一部分212相接續之第二部分214，以共同銑削出工件200之外輪廓之輪廓線210。由於採用了分體式設計，將工件200複雜之外輪廓之輪廓線210進行分段式加工，第一刀片50及第二刀片70一次性切削之工件材料相對減少，且第一刀片50及第二刀片70之刀刃相對較短，減少了切削阻力，從而使切削較為平穩，避免了振刀紋之產生，保證了工件200能夠具有光滑之切削面。同時，由於切削阻力相對較小，銑刀100之刀片不易磨損或斷裂，延長了銑刀100之使用壽命。另外，上述分體式設計之銑刀100，由於第一刀片50及第二刀片70間隔設置，更利於切屑之排出，同時利於冷卻液之流動，在加工過程中之散熱較好，使銑刀100之刀片不易因過熱發生卷刃或崩刃，進一步延長了銑刀100之使用壽命。

可以理解，刀片支撐部30可以省略，而在組裝本發明之銑刀100時，將第一刀片50及第二刀片70裝設於刀柄10上，使刀柄帶動第一刀片50及第二刀片70繞刀柄10之軸線轉動，以銑削工件200即可。

可以理解，第一刀片50之數量可以為一或複數，相應地，第二刀片70之數量也可以為一或複數。優選地，為保證銑削品質，第一刀片50之數量等於第二刀片70之數量，且第一刀片50與第二刀片70沿刀柄10之周向相互交替間隔地設置，並連接於刀柄10上。

可以理解，延伸線L1可以為與第一投影線561部分重合之曲線段，使得第一投影線561與第二投影線761之連接為圓滑過渡連接，從而使銑刀100在工件200上加工出之外輪廓為連續光滑弧面。提請注意，當該延伸線L1與該第一投影線561部分重合後，其可以繼續向遠離工件200之方向延伸，即，延伸線L1可以向靠近刀柄10中心軸線之方向繼續延伸，以防止該延伸線L1對應之第二切削刃76破壞工件200之表面。

可以理解，延伸線L1可以省略，而使第一端點581與第二端點781重合，使第一投影線561與第二投影線761之連接為圓滑過渡連接即可。

可以理解，與第二刀片70相類似，第一刀片50之第一刀尖58一側可以向背離本體12之方向延伸，從而第一投影線561在與第二投影線761相交處引出另一延伸線（圖未示出），該另一延伸線同時與第二投影線761相切或與第二投影線761部分重合，進一步保證第一投影線561與第二投影線761之連接為圓滑過渡連接，從而使得銑刀100在工件200上加工出之外輪廓為連續光滑弧面。

可以理解，當工件200之外輪廓之輪廓線210相對較複雜時，其可以分成多段輪廓線加工，相應地，銑刀100可包括與該多段輪廓線一一對應之多組刀片及用於裝設該多組刀片之複數刀片支撐部。上述每一組刀片在上述之相應平面投影後與其他刀片之投影線相接續為與所需加工之輪廓線210相吻合之弧線段，每一投影線與另一投影線相接處為光滑過渡連接，使銑刀100銑削出之外輪廓為連續光滑弧面。提請注意，將輪廓線210分為多段輪廓線加工時，分段點可以設置在輪廓線210之上距離刀柄10中心軸線最近之點，或設置在輪廓線210之曲率突變處，以減小銑刀100之刀片在加工過程中之切削阻力，從而保證良好之銑削品質，且延長銑刀100之壽命。

可以理解，銑刀100所適用之工件200外輪廓之輪廓線210可以不局限於圓弧狀，例如，該輪廓線210可以為不規則之曲線，或者，該輪廓線210可以為非直線輪廓。類似地，該工件200之外輪廓也可以分成多段輪廓加工，對應地，銑刀100可以包括與該多段輪廓之一一對應之多組刀片，銑刀100轉動對工件200進行銑削加工時，該多組刀片依次切削工件200之表面，以在工件200表面銑削出所需曲線輪廓或非直線輪廓。

另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其它變化，當然，這些依據本發明精神所做之變化，都應包含在本發明所要求保護之範圍內。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧銑刀

10‧‧‧刀柄

12‧‧‧本體

14‧‧‧安裝端

30‧‧‧刀片支撐部

32‧‧‧避位槽

34‧‧‧安裝面

50‧‧‧第一刀片

52‧‧‧第一後刀面

54‧‧‧第一前刀面

56‧‧‧第一切削刃

561，2561‧‧‧第一投影線

58‧‧‧第一刀尖

581，2581‧‧‧第一端點

70‧‧‧第二刀片

72‧‧‧第二後刀面

74‧‧‧第二前刀面

76‧‧‧第二切削刃

761，2761‧‧‧第二投影線

78‧‧‧第二刀尖

781，2781‧‧‧第二端點

L1‧‧‧延伸線

80‧‧‧第三投影線

81，82‧‧‧端點

200‧‧‧工件

210‧‧‧輪廓線

212‧‧‧第一部分

214‧‧‧第二部分

無

100‧‧‧銑刀

10‧‧‧刀柄

12‧‧‧本體

14‧‧‧安裝端

30‧‧‧刀片支撐部

32‧‧‧避位槽

34‧‧‧安裝面

50‧‧‧第一刀片

54‧‧‧第一前刀面

56‧‧‧第一切削刃

58‧‧‧第一刀尖

70‧‧‧第二刀片

72‧‧‧第二後刀面

74‧‧‧第二前刀面

76‧‧‧第二切削刃

78‧‧‧第二刀尖

Claims (10)

1. 一種用於將工件加工出預定輪廓線之銑刀，該預定輪廓線包括一第一部分，及與該第一部分相連之第二部分，該銑刀包括具有中心軸之刀柄，其改良在於：該銑刀還包括若干第一切削刃和若干第二切削刃，該第一切削刃用於繞該中心軸旋轉形成一第一旋轉軌跡以加工出工件之預定輪廓線之第一部分，該第二切削刃用於繞該中心軸旋轉形成不同於該第一旋轉軌跡之第二旋轉軌跡以加工出工件之預定輪廓線之第二部分，該第一旋轉軌跡與該第二旋轉軌跡相連。
2. 如申請專利範圍第1項所述之銑刀，其中該第一切削刃與該第二切削刃沿著該刀柄之圓周方向交替設置；
   或/及，該第一切削刃與該第二切削刃互不相連。
3. 如申請專利範圍第1項所述之銑刀，其中該銑刀還包括若干第一刀片及若干第二刀片，該若干第一刀片及若干該第二刀片相互交替連接於該刀柄上，該第一切削刃形成於該第一刀片上，該第二切削刃形成於該第二刀片上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之銑刀，其中該刀柄包括本體及設置於該本體一端之安裝端，該第一刀片連接於該安裝端靠近該本體之一端，該第二刀片連接於該安裝端遠離該本體之一端。
5. 如申請專利範圍第4項所述之銑刀，其中該銑刀還包括複數刀片支撐部，該複數刀片支撐部裝設於該安裝端並沿該安裝端之周向分佈，該第一刀片及該第二刀片分別裝設在該複數刀片支撐部上，且與該複數刀片支撐部一一對應使該第一刀片與該第二刀片沿該刀柄之周向相錯設置，同時沿該刀柄之軸向相錯設置。
6. 如申請專利範圍第5項所述之銑刀，其中所述每一刀片支撐部背離該安裝端之一側均凹設有用以排屑之避位槽。
7. 一種銑刀，其包括具有中心軸線之刀柄，其改良在於：該銑刀還包括連接於該刀柄上之第一刀片，以及在該中心軸線之軸向上與該第一刀片相錯設置、且連接於該刀柄上之第二刀片；該第一刀片包括第一切削刃以及位於該第一切削刃一端之第一刀尖，設該第一刀尖與該刀柄之中心軸線共同定義之平面為一第一平面，該第一切削刃在該第一平面上之投影為第一投影線；該第二刀片包括第二切削刃及位於該第二切削刃一端之第二刀尖，設該第二刀尖與該刀柄之中心軸線共同定義之平面為一第二平面，該第二切削刃在該第二平面上之投影為第二投影線；當該第二平面繞該中心軸線轉動至與該第一平面重合時，該第一投影線與該第二投影線相連接。
8. 如申請專利範圍第7項所述之銑刀，其中該第一切削刃為弧形刃，使該第一投影線為部分圓弧，該第二切削刃為弧形刃，使該第二投影線為部分圓弧，該第一投影線與該第二投影線相交處為光滑過渡連接。
9. 如申請專利範圍第8項所述之銑刀，其中該第一刀片之第一刀尖一側朝向該第二刀片延伸，使該第一投影線在與該第二投影線相連接處引出延伸線，該延伸線為與該第一投影線相切之直線段或為與該第一投影線部分重合之曲線段；
   或/及，該第二刀片之第二刀尖一側朝向該第一刀片延伸，使該第二投影線在與該第一投影線相連接處引出延伸線，該延伸線為與該第一投影線相切之直線段或為與該第一投影線部分重合之曲線段。
10. 如申請專利範圍第7項所述之銑刀，其中當該第二平面繞該中心軸線轉動至與該第一平面重合時，該第一投影線與該第二投影線相連接為連續之曲線段，該第一投影線與該第二投影線之連接點位於該曲線段距該中心軸線距離最短處，或者，該連接點位於該曲線段之曲率突變處。