TW202337594A - 具有分離出的後鄰接表面及楔形後止動表面的切削刀具及刀把 - Google Patents

具有分離出的後鄰接表面及楔形後止動表面的切削刀具及刀把 Download PDF

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吉爾 黑其特
謝爾蓋 奇斯佳科夫
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Abstract

本發明揭示一種切削刀具,其包含一刀把及可釋放地夾緊於該刀把中之一切削嵌件。該刀把具有包含一凹穴鄰接表面及一相鄰凹穴楔形表面之一後凹穴表面。該切削嵌件具有至少一個鄰接表面及一相鄰楔形表面。當該切削刀具經組裝但不在使用中時,該刀把之該凹穴鄰接表面鄰接該切削嵌件之該鄰接表面,且該刀把之該楔形表面面向該切削嵌件之該楔形表面且與該切削嵌件之該楔形表面間隔開。在切削操作期間,該嵌件之該楔形表面可緊靠該刀把之該楔形表面。

Description

具有分離出的後鄰接表面及楔形後止動表面的切削刀具及刀把
本申請案之標的係關於車削刀具,且更具體而言,本申請案之標的係關於用於金屬切削操作中之開槽及分割刀具。
在金屬切削領域中已知提供一種具有形成於其後止擋上之一楔形體之切削嵌件,如US 9,242,300、US 5,934,843及EP 3,421,159中所見。添加一楔形後止擋可進一步增強切削嵌件對產生於切削操作之橫向力之彈性。
在金屬加工領域中亦已知在一切削嵌件之頂面及底面上形成楔形體。
因此,使用楔形頂面及底面兩者連同一楔形後表面有利於增加嵌件對橫向力之彈性且歸因於切削嵌件之增加穩定性而允許更精確金屬加工。
然而,將一楔形後止擋添加至一切削嵌件(尤其結合楔形頂面及底面)引起切削嵌件之切削刃之定位可靠性之一問題。
歸因於人為失誤,切削嵌件可能僅部分插入至一嵌件座中。詳細而言,歸因於嵌件之楔形後止擋與切削刀具之楔形後表面之間部分接觸,操作者會認為嵌件完全插入。
此外,在其中稜形頂面及底面兩者結合一稜形後止擋使用之情況中,歸因於三對會聚鄰接表面彼此對準之複雜性,三個稜柱之間可能發生失準。
此等情況可導致可重複性問題,因為刀把或切削嵌件之幾何形狀之微小變化可導致切削刃之不同定位。
本申請案之標的之一目的係提供一種在加工操作期間具有可重複定位連同橫向支撐之切削刀具。
根據本申請案之標的之一第一態樣,提供一種切削刀具,其包括: 一切削嵌件,其沿界定一嵌件前向方向及一嵌件後向方向之一嵌件縱向軸線延伸,該嵌件包括: 一嵌件前表面及一對置嵌件後表面,其中一嵌件周邊表面延伸該嵌件前表面與該嵌件後表面之間; 該嵌件後表面包括一嵌件後鄰接表面及一V形嵌件後楔形表面; 該嵌件周邊表面包括一嵌件頂面、一對置嵌件底面、一第一嵌件側面及一對置第二嵌件側面;及 一第一切削刃,其形成於該嵌件頂面與該嵌件前表面之一相交處;及 一刀把,其沿界定一刀把前向方向及一刀把後向方向之一刀把縱向軸線延伸,該刀把包括: 一第一刀把側面及一對置第二刀把側面,其中一刀把前表面延伸於該第一刀把側面與該第二刀把側面之間;及 一嵌件凹穴,其通向該刀把前表面、該第一刀把側面及該第二刀把側面,該嵌件凹穴包括: 一頂部凹穴表面及一對置底部凹穴表面,其中一後凹穴表面位於該頂部凹穴表面與該底部凹穴表面之間,該後凹穴表面包括: 一凹穴鄰接表面;及 一V形凹穴楔形表面,其不同於該凹穴鄰接表面; 其中 該切削刀具可在一拆卸狀態與一組裝狀態之間調整;且 當該切削刀具處於該組裝狀態中時: 該切削嵌件可釋放地夾緊於該嵌件凹穴中; 該嵌件頂面鄰接該頂部凹穴表面; 該嵌件底面鄰接該底部凹穴表面; 該嵌件後鄰接表面緊靠該凹穴鄰接表面;且 該嵌件後楔形表面面向該凹穴楔形表面且與該凹穴楔形表面間隔開一最小裕度d。
根據本申請案之標的之一第二態樣,提供一種雙端切削嵌件,其具有界定一嵌件前向方向及一嵌件後向方向之一嵌件縱向軸線、界定一嵌件頂部方向及一嵌件底部方向之一嵌件垂直軸線,該嵌件垂直軸線與該嵌件縱向軸線相交,其中一縱向嵌件平面界定為含有該嵌件垂直軸線及該嵌件縱向軸線,該切削嵌件包括: 一嵌件前表面及一對置嵌件後表面,其中一嵌件周邊表面延伸於該嵌件前表面與該嵌件後表面之間; 一嵌件頂面及一對置嵌件底面,其等各沿該嵌件周邊表面延伸; 一第一切削刃,其形成於該嵌件頂面與該嵌件前表面之一相交處;及 一第二切削刃,其形成於該嵌件周邊表面與該嵌件後表面之一相交處; 其中: 該嵌件後表面包括: 一嵌件後離隙面,其自該第二切削刃延伸; 一嵌件後鄰接表面; 一嵌件後楔形表面; 該嵌件前表面包括: 一嵌件前離隙面,其自該第一切削刃延伸; 一嵌件前鄰接表面;及 一嵌件前楔形表面。
根據本申請案之標的之一第三態樣,提供一種刀把,其沿界定一刀把前向方向及一刀把後向方向之一刀把縱向軸線延伸,該刀把包括: 一第一刀把側面及一對置第二刀把側面,其中一刀把前表面延伸於該第一刀把側面與該第二刀把側面之間;及 一嵌件凹穴,其通向該刀把前表面、該第一刀把側面及該第二刀把側面,該嵌件凹穴包括: 一頂部凹穴表面及一對置底部凹穴表面,其中一後凹穴表面位於該頂部凹穴表面與該底部凹穴表面之間; 其中: 該後凹穴表面包括: 一凹穴鄰接表面;及 一V形凹穴楔形表面,其不同於該凹穴鄰接表面。
應理解,上述內容係一概要,且下文將描述之特徵可以任何組合應用於本申請案之標的,例如,以下特徵之任何者可應用於切削嵌件及/或切削刀具及/或刀把。
一切削刀具具有緊靠一凹穴鄰接表面之一嵌件後鄰接表面允許切削刃可靠定位。同時,使一嵌件後楔形表面面向一凹穴楔形表面且與凹穴楔形表面間隔開允許嵌件後鄰接表面與凹穴鄰接表面之間可重複接合。
在切削操作期間,取決於產生於切削操作之橫向力之強度及嵌件後楔形表面與凹穴楔形表面之間的最小裕度d,嵌件後楔形表面可鄰接凹穴楔形表面以輔助穩定嵌件凹穴中之切削嵌件抵抗切削力。因此,藉由一楔形後止擋,保持切削刃之容易及可靠定位之優點同時亦保持穩定性。
嵌件頂面可包括自第一及第二嵌件側面會聚之一對頂部嵌件楔形表面;嵌件底面可包括自第一及第二嵌件側面會聚之一對底部嵌件楔形表面;頂部凹穴表面可包括自第一及第二刀把側面會聚且經構形以與頂部嵌件楔形表面對接合之一對頂部凹穴楔形表面;且底部凹穴表面可包括自第一及第二刀把側面會聚且經構形以與底部凹穴楔形表面對接合之一對底部凹穴楔形表面。
頂部及底部嵌件楔形表面對可內凹延伸及會聚;且頂部及底部凹穴楔形表面對可外凸延伸及會聚。
嵌件後楔形表面可包括自第一及第二嵌件側面內凹會聚之一對嵌件後止動表面;且凹穴楔形表面可包括自第一及第二刀把側面外凸會聚且經構形以與嵌件後止動表面對接合之一對後凹穴止動表面。
一嵌件後楔形角A可界定於嵌件後止動表面對之間;一凹穴楔形角B可界定於後凹穴止動表面對之間;且嵌件後楔形角A及凹穴楔形角B可滿足以下條件:90°≤A≤B≤150°。
最小裕度d可滿足以下條件:0.01 mm≤d≤0.1 mm。
切削嵌件可進一步包括形成於嵌件後表面與嵌件周邊表面之一相交處之一第二切削刃;嵌件凹穴可進一步包括位於頂部及底部凹穴表面之一者與後凹穴表面之間的一凹穴離隙間隙;且當組裝切削刀具時,第二切削刃位於凹穴離隙間隙中。
嵌件後表面可進一步包括自第二切削刃延伸之一嵌件後離隙面;且當組裝切削刀具時,嵌件後離隙面可位於凹穴離隙間隙中。
嵌件後鄰接表面可位於嵌件後離隙面與嵌件後楔形表面之間;嵌件前表面可包括:一嵌件前離隙面,其自第一切削刃延伸;一嵌件前鄰接表面;及一嵌件前楔形表面,其自嵌件前鄰接表面延伸;且嵌件前鄰接表面可位於嵌件前離隙面與嵌件前楔形表面之間。
嵌件後楔形表面可延伸至嵌件周邊表面;且嵌件前楔形表面可延伸至嵌件底面。
切削嵌件可彈性地夾緊於刀把中。
在一些實施例中,嵌件後楔形表面包括在嵌件後表面上界定一後溝槽之一對會聚嵌件後止動表面,後溝槽相對於嵌件後鄰接表面之至少一部分凹入至嵌件後表面中;在延伸於嵌件頂面與嵌件底面之間的一垂直方向上,嵌件後鄰接表面與嵌件後楔形表面之間不重疊;嵌件後鄰接表面之任何部分不與嵌件後楔形表面之任何部分共面;且凹穴鄰接表面與V形凹穴楔形表面一起構成一向前突出之後凹穴肋,且其中在後凹穴肋上:V形凹穴楔形表面之一垂直範圍不同於凹穴鄰接表面之一垂直範圍;V形凹穴楔形表面之一橫向範圍不同於凹穴鄰接表面之一橫向範圍;且V形凹穴楔形表面之任何部分不與凹穴鄰接表面共面。
嵌件後楔形表面可包括一對嵌件後止動表面;一嵌件後楔形角A可界定於嵌件後止動表面對之間;且嵌件後楔形角可滿足以下條件:90°≤A≤150°。
在一些實施例中,嵌件後楔形表面包括在嵌件後表面上界定一後溝槽之一對會聚嵌件後止動表面,後溝槽相對於嵌件後鄰接表面之至少一部分凹入至嵌件後表面中;沿嵌件垂直軸線,嵌件後鄰接表面與嵌件後楔形表面之間不重疊;且嵌件後鄰接表面之任何部分不與嵌件後楔形表面之任何部分共面。
第二切削刃可形成於嵌件頂面與嵌件後表面之一相交處;嵌件後鄰接表面可比嵌件後楔形表面更靠近嵌件頂面;且切削嵌件可具有圍繞嵌件垂直軸線之180°旋轉對稱性。
第二切削刃可形成於嵌件底面與嵌件後表面之一相交處;嵌件後鄰接表面可比嵌件後楔形表面更靠近嵌件底面;且切削嵌件可具有圍繞一嵌件橫向軸線之180°旋轉對稱性,嵌件橫向軸線與嵌件縱向軸線及嵌件垂直軸線兩者相交且垂直於嵌件縱向軸線及嵌件垂直軸線兩者。
嵌件頂面可包括自嵌件側面會聚之一對頂部嵌件楔形表面。嵌件底面可包括自嵌件側面會聚之一對底部嵌件楔形表面。頂部凹穴表面可包括自刀把側面會聚之一對頂部凹穴楔形表面。頂部凹穴楔形表面對經構形以與頂部嵌件楔形表面接合。底部凹穴表面可包括自刀把側面會聚之一對底部凹穴楔形表面。底部凹穴楔形表面可經構形以與底部嵌件楔形表面接合。
嵌件凹穴可進一步包括位於後凹穴表面與頂部及底部凹穴表面之至少一者之間的一凹穴離隙間隙。
凹穴鄰接表面可比凹穴楔形表面更靠近頂部凹穴表面;且凹穴離隙間隙可位於頂部凹穴表面與後凹穴表面之間。
凹穴鄰接表面可比凹穴楔形表面更靠近底部凹穴表面;且凹穴離隙間隙可位於底部凹穴表面與後凹穴表面之間。
一凹穴楔形角B可界定於後凹穴止動表面對之間;且凹穴楔形角B可滿足以下條件:90°≤B≤150°。
凹穴鄰接表面可與V形凹穴楔形表面一起構成一向前突出之後凹穴肋,且其中在後凹穴肋上:V形凹穴楔形表面之一垂直範圍可不同於凹穴鄰接表面之一垂直範圍;V形凹穴楔形表面之一橫向範圍可不同於凹穴鄰接表面之一橫向範圍;且V形凹穴楔形表面之任何部分可不與凹穴鄰接表面共面。
在以下描述中,將描述本申請案之標的之各種態樣。為了解釋,足夠詳細地闡述具體構形及細節以提供本申請案之標的之一徹底理解。然而,熟習技術者應明白,可在無需本文所呈現之具體構形及細節之情況下實踐本申請案之標的。
首先關注圖1及圖2,其等展示根據本申請案之一切削刀具1。切削刀具1包含一切削嵌件10及一刀把100。當組裝切削刀具1時,切削嵌件10可釋放地夾緊於刀把100中。當拆卸切削刀具1時,切削刀具10自刀把100移除。切削嵌件10可使用緊固元件(諸如螺釘(未展示))來可釋放地夾緊於刀把100中。
關注圖3a至圖3f,切削嵌件10沿界定一嵌件前向方向Fi及一嵌件後向方向Ri之一嵌件縱向軸線L延伸。切削嵌件10亦具有界定一嵌件頂部方向Ti及一嵌件底部方向Bi之一嵌件垂直軸線V。嵌件垂直軸線V與嵌件縱向軸線L相交,其中一縱向嵌件平面P1界定為含有嵌件縱向軸線L及嵌件垂直軸線V兩者。
切削嵌件10進一步具有一嵌件橫向軸線C,其與嵌件縱向軸線L及嵌件垂直軸線V兩者相交且垂直於嵌件縱向軸線L及嵌件垂直軸線V兩者。如下文進一步討論,在一些實施例中,切削嵌件10展現圍繞嵌件橫向軸線C之180°旋轉對稱性。
切削嵌件10包含一嵌件前表面20及一對置嵌件後表面30,其中一嵌件周邊表面40延伸於嵌件前表面20與嵌件後表面30之間。嵌件周邊表面40圍繞嵌件縱向軸線L延伸。嵌件前表面20位於切削嵌件10之一前端處。嵌件後表面30位於切削嵌件10之一後端處。
嵌件周邊表面40包含一嵌件頂面42、一對置嵌件底面46、一第一嵌件側面50及一對置第二嵌件側面52。一第一切削刃54形成於嵌件頂面42與嵌件前表面20之一相交處。嵌件前表面20包含自第一切削刃54朝向嵌件底面46延伸之一嵌件前離隙面28。
嵌件後表面30包含一嵌件後鄰接表面32及一V形嵌件後楔形表面34。根據一些實施例,嵌件後楔形表面34可延伸至嵌件周邊表面40。
嵌件後楔形表面34可包含一對嵌件後止動表面36a、36b。
根據一些實施例,嵌件後止動表面對36a、36b可在嵌件前表面20之方向上(即,在嵌件前向方向Fi上)自第一及第二嵌件側面50、52朝向縱向嵌件平面P1內凹會聚。為了清楚,嵌件後止動表面對36a、36b之一者更靠近第一嵌件側面50,而對之另一表面更靠近第二嵌件側面52。嵌件後止動表面對36a、36b遠離第一及第二嵌件側面50、52 (而非遠離嵌件頂面及嵌件底面42、46)朝向彼此會聚。嵌件後止動表面對36a、36b之各表面可為平面或曲面。較佳地,嵌件後止動表面對36a、36b之各表面係平面。
在此情況中,嵌件後止動表面36a、36b之會聚對橫跨縱向嵌件平面P1且在嵌件後表面30上界定一後溝槽37。在一些嵌件實施例中,後溝槽37可相對於嵌件後鄰接表面32之至少一部分凹入至嵌件後表面32中。
根據一些實施例,嵌件後鄰接表面32比嵌件後楔形表面34更靠近嵌件底面46。在一些實施例中,在垂直方向(即,嵌件垂直軸線V之方向)上嵌件後鄰接表面32與嵌件後楔形表面34之間不重疊。在一些實施例中,嵌件後鄰接表面32之任何部分不與嵌件後楔形表面34之任何部分共面。
嵌件頂面42可包含自第一及第二嵌件側面50、52會聚之一對頂部嵌件楔形表面44a、44b。根據一些實施例,頂部嵌件楔形表面對44a及44b可內凹延伸及會聚。在此情況中,頂部嵌件楔形表面對44a、44b橫跨縱向嵌件平面P1且在嵌件頂面42上界定一頂部溝槽45。
嵌件底面46可包含自第一及第二嵌件側面50、52會聚之一對底部嵌件楔形表面48a、48b。根據一些實施例,底部嵌件楔形表面對48a、48b可內凹延伸及會聚。在此情況中,底部嵌件楔形表面對48a、48b橫跨縱向嵌件平面P1且在嵌件底面46上界定一底部溝槽49。
根據一些實施例,如圖4至圖6中所見,橫截面線V-V垂直於一相交線I延伸。圖5a中所展示之相交線I界定為嵌件後止動表面對36a、36b之延伸部之間的相交。圖5a之橫截面線VI-VI平行於嵌件縱向軸線L延伸。
一嵌件後楔形角A界定於嵌件後止動表面對36a、36b之間,如圖3e及圖5a中所見。嵌件後楔形角A之較小值允許較佳抵抗指向嵌件橫向軸線C之方向之力(即,橫向力),部分歸因於嵌件後止動表面對36a、36b針對具有類似寬度之嵌件在橫向方向上具有一較大表面積。另一方面,嵌件後楔形角A之較小值可削弱夾緊於刀把100中之切削嵌件10抵抗橫向力之剛性。因此,在一些實施例中,嵌件後楔形角A較佳地滿足以下條件:90°≤A≤150°。更佳地,嵌件後楔形角A滿足以下條件:110°≤A≤130°。
現參考圖8a至圖10c,展示根據本發明之切削嵌件10'、10''及刀把100'之另一切削刀具1'及其他實施例。切削嵌件10'、10''可釋放地夾緊於刀把100'中,且較佳地彈性地夾緊於其中。
在一些實施例中,如圖10a至圖10c中所見,切削嵌件10''僅具有一個切削刃(第一切削刃54)。在此等實施例中,嵌件前表面20可包含一嵌件前離隙面28,且嵌件後表面30可包含一嵌件後鄰接表面32及一嵌件後楔形表面34。
在一些實施例中,一第二切削刃56可形成於切削嵌件10、10'之嵌件後表面30與嵌件周邊表面40之一相交處。即,切削嵌件10、10'係雙端的。如圖3a至圖3f及圖9a至圖9d中所見,第二切削刃56可形成於嵌件後表面30與嵌件頂面及嵌件底面42、46之一者之一相交處。
當第二切削刃56形成於嵌件後表面30與嵌件頂面42之相交處時,切削嵌件10、10'可展現圍繞嵌件垂直軸線V之180°旋轉對稱性。另一方面,當第二切削刃56形成於嵌件後表面30與嵌件底面46之相交處時,切削嵌件10、10'可展現圍繞嵌件橫向軸線C之180°旋轉對稱性。
為促進使用第二切削刃56來切削,嵌件後表面30進一步包括自第二切削刃56延伸之一嵌件後離隙面38。嵌件後離隙面38可平行於嵌件後鄰接表面32。在一些實施例中,嵌件後離隙面38可與嵌件後鄰接表面32共面。替代地,嵌件後離隙面38可與嵌件後鄰接表面32成一角度延伸。
根據一些實施例,嵌件後離隙面38可相對於嵌件後鄰接表面32不同塑形。例如,嵌件後鄰接表面32及嵌件後離隙面38之一者可為平面,而另一者係曲面。
嵌件後離隙面38與嵌件後鄰接表面32之間的過渡可為連續或階梯的。為了清楚,嵌件後離隙面38自第二切削刃56延伸,意謂其依循第二切削刃56之輪廓且自其延伸。嵌件後鄰接表面32不受限於根據切削刃之形狀或嵌件後離隙面38之形狀延伸。此允許嵌件後鄰接表面32之位置及表面形狀更自由。
根據一些實施例,嵌件後鄰接表面32可位於嵌件後離隙面38與嵌件後楔形表面34之間且嵌件後楔形表面34可延伸至嵌件周邊表面40。更具體而言,嵌件後楔形表面34可延伸至嵌件頂面及嵌件底面42、46之一者。
在其中切削嵌件10、10'包含兩個切削刃(第一及第二切削刃54、56)之情況中,嵌件前表面20必須經形成以保持於刀把100內部以允許第二切削刃56在加工操作期間工作。因此,在此等實施例中,嵌件前表面20進一步包含一嵌件前鄰接表面22及自嵌件前鄰接表面22延伸之一嵌件前楔形表面24。嵌件前楔形表面24可延伸至嵌件周邊表面40。根據一些實施例,嵌件前楔形表面24可延伸至嵌件頂面及嵌件底面42、46之一者。
根據一些實施例,嵌件前楔形表面24可包含至少一對嵌件前止動表面26a、26b。根據一些實施例,嵌件前止動表面對26a、26b可在嵌件後表面30之方向上(即,在嵌件後向方向Ri上)自第一及第二嵌件側面50、52朝向縱向嵌件平面P1內凹會聚。
在此情況中,嵌件前止動表面對26a、26b橫跨縱向嵌件平面P1且在嵌件前表面20上界定一前溝槽27。在一些實施例中,前溝槽27可相對於嵌件前鄰接表面22之至少一部分凹入至嵌件前表面20中。
根據一些實施例,嵌件前鄰接表面22可位於嵌件前離隙面28與嵌件前楔形表面24之間。在此情況中,嵌件前楔形表面24可延伸至嵌件底面46。
在一些實施例中,在垂直方向上(即,在嵌件垂直軸線V之方向上)嵌件前鄰接表面22與嵌件前楔形表面24之間不重疊。在一些實施例中,嵌件前鄰接表面22之任何部分不與嵌件前楔形表面24之任何部分共面。
現參考圖1、圖2、圖4及圖7至圖8d,其等展示表示本發明之一第二態樣之刀把100、100'。刀把100、100'沿界定一刀把前向方向Fh及一刀把後向方向Rh之一刀把縱向軸線O延伸。刀把100、100'包含延伸於一第一刀把側面150與一對置第二刀把側面152之間的一刀把前表面120。
一嵌件凹穴110通向刀把前表面120、第一刀把側面150及第二刀把側面152。嵌件凹穴110位於刀把100、100'之一前端處。嵌件凹穴110包含位於一頂部凹穴表面142與一對置底部凹穴表面146之間的一後凹穴表面130。後凹穴表面130包含一凹穴鄰接表面132及一V形凹穴楔形表面134。
在一些實施例中,如由圖1、圖2、圖4及圖7中所見之刀把100所繪示,凹穴鄰接表面132可比凹穴楔形表面134更靠近底部凹穴表面146。在其他實施例中,如由圖8a至圖8d中所見之刀把100'所繪示,凹穴鄰接表面132可比凹穴楔形表面134更靠近頂部凹穴表面142。
根據一些實施例,凹穴鄰接表面132可為平面。另外,在一些實施例中,在垂直方向(即,頂部凹穴表面142與對置底部凹穴表面146之間的方向)上凹穴楔形表面134與凹穴鄰接表面132之間不重疊。
凹穴楔形表面134可包含一對後凹穴止動表面136a、136b。後凹穴止動表面對136a、136b可經構形以與嵌件後止動表面對36a、36b接合。根據一些實施例,後凹穴止動表面對136a、136b可自第一及第二刀把側面150、152朝刀把前表面120 (即,在刀把前向方向Fh上)外凸會聚。
凹穴鄰接表面132與凹穴楔形表面134及其後凹穴止動表面對136a、136b一起構成一向前突出之後凹穴肋138。然而,後凹穴肋138之分離部分形成彼此不同之凹穴鄰接表面132及凹穴楔形表面134。
在後凹穴肋138之一些實施例中,凹穴楔形表面134之垂直範圍(即,頂部凹穴表面142與對置底部凹穴表面146之間的一方向上之「高度」範圍)不同於凹穴鄰接表面132之垂直範圍。在後凹穴肋138之一些實施例中,凹穴楔形表面134之任何部分不與凹穴鄰接表面132之任何部分共面。在後凹穴肋138之一些實施例中,凹穴楔形表面134之橫向延伸(即,第一與第二刀把側面150、152之間的方向上之範圍)不同於凹穴鄰接表面132之橫向範圍。凹穴楔形表面134及凹穴鄰接表面132之表面幾何形狀之此等差異可幫助不干擾彼此之功能。
圖5a中所見之一凹穴楔形角B界定於後凹穴止動表面對136a、136b之間。凹穴楔形角B可滿足以下條件:90°≤B≤150°。更具體而言,凹穴楔形角B可滿足以下條件:110°≤B≤130°。
根據一些實施例,嵌件後楔形角A及凹穴楔形角B可滿足以下條件:90°≤A≤B≤150°。更具體而言,歸因於後凹穴止動表面對136a、136b經構形以與嵌件後止動表面對36a、36b接合,嵌件後楔形角A應類似於凹穴楔形角B。根據一些實施例,嵌件後楔形角A及凹穴楔形角B可滿足以下條件:A=B。
嵌件凹穴110可進一步包含位於後凹穴表面130與頂部及底部凹穴表面142、146之至少一者之間的一凹穴離隙間隙156。當一雙刃切削嵌件10、10'就座於刀把100、100'之嵌件凹穴110中時,第一及第二切削刃54、56之一者位於凹穴離隙間隙156中。
根據由圖8a中所展示之刀把100'例示之一些實施例,當凹穴鄰接表面132比凹穴楔形表面134更靠近頂部凹穴表面142時,凹穴離隙間隙156可位於頂部凹穴表面142與後凹穴表面130之間。
同樣地,在由圖2中所展示之刀把100例示之一些實施例中,當凹穴鄰接表面132比凹穴楔形表面134更靠近底部凹穴表面146時,凹穴離隙間隙156可位於底部凹穴表面146與後凹穴表面130之間。
例如,當組裝切削刀具1、1'且雙側切削嵌件10、10'之嵌件前向方向Fi背向刀把100、100'之後凹穴表面130時,第二切削刃56位於凹穴離隙間隙156中。在此一情況中,自第二切削刃56延伸之嵌件後離隙面38可位於凹穴離隙間隙156中,然而,其不緊靠嵌件凹穴110之後凹穴表面130。
本申請案中所描述之雙端嵌件10、10'之實施例可使嵌件10,10'之任一端插入至嵌件凹穴110中。在本申請案中,切削嵌件10、10'之嵌件前向方向Fi及第一切削刃54係指面向工件(未展示)且用於在切削操作期間對其進行加工之嵌件10、10'之部分。
同樣地,切削嵌件10、10'之嵌件後向方向Ri及第二切削刃56係指面向刀把100、100'之嵌件10、10'之部分。
當在切削操作期間使用第二切削刃56時,嵌件10、10'根據其定向翻轉,且嵌件前向方向Fi變為嵌件後向方向Ri,而嵌件後向方向Ri變為嵌件前向方向Fi。例如,切削嵌件10將圍繞嵌件橫向軸線C旋轉180°,而切削嵌件10'將圍繞嵌件垂直軸線V旋轉180°。
根據一些實施例,頂部凹穴表面142可包含自第一及第二刀把側面150、152會聚之一對頂部凹穴楔形表面144a、144b。頂部凹穴楔形表面對144a、144b經構形以與頂部嵌件楔形表面對44a、44b接合。
在一些實施例中,頂部凹穴楔形表面對144a、144b可外凸延伸及會聚(即,自第一及第二刀把側面150、152朝向底部凹穴表面146)。頂部凹穴楔形表面對144a、144b之各表面可為平面或曲面。
底部凹穴表面146可包含自第一及第二刀把側面150、152會聚之一對底部凹穴楔形表面148a、148b。底部凹穴楔形表面對148a、148b經構形以與底部嵌件楔形表面對48a、48b接合。
在一些實施例中,底部凹穴楔形表面對148a、148b可外凸延伸及會聚(即,自第一及第二刀把側面150、152朝向頂部凹穴表面142)。底部凹穴楔形表面對148a、148b之各表面可為平面或曲面。
如上文所指定,當切削刀具1、1'處於組裝狀態中時,切削嵌件10、10'、10''可釋放地夾緊於嵌件凹穴110中。更具體而言,如圖1及圖2中所繪示,嵌件頂面42鄰接頂部凹穴表面142且嵌件底面46鄰接底部凹穴表面146。
如圖5a至圖6中所見。嵌件後鄰接表面32緊靠凹穴鄰接表面132且嵌件後楔形表面34面向凹穴楔形表面134且與凹穴楔形表面134間隔開。嵌件後楔形表面34與凹穴楔形表面134之間的距離未必恆定。在本申請案中,最小裕度d界定為嵌件後楔形表面34與凹穴楔形表面134之間的最小距離。最小裕度d係決定嵌件後楔形表面34及凹穴楔形表面134在什麼條件下彼此鄰接之主要因數之一。一過大最小裕度d意謂嵌件後楔形表面34及凹穴楔形表面134將不鄰接。一過小最小裕度d會對切削刀具1、1'之製造提出嚴格要求。
嵌件後楔形表面34面向凹穴楔形表面134且與凹穴楔形表面134間隔開最小裕度d。根據一些實施例,最小裕度d可滿足以下條件:0.01 mm≤d≤0.1 mm。具體而言,最小裕度d可滿足以下條件:0.02 mm≤d≤0.07 mm。
為了清楚,嵌件後鄰接表面32充當嵌件10、10'、10''之一後止擋以依一精確及可重複方式緊靠凹穴鄰接表面132。當組裝切削刀具1、1'時,嵌件後楔形表面34不鄰接凹穴楔形表面134。
然而,在切削操作期間,嵌件10、10'、10''可歸因於產生於切削操作之橫向力(即,指向嵌件橫向軸線C之一方向之力)而側向位移。在此等情況中,嵌件後楔形表面34可鄰接凹穴楔形表面134且提供抵抗橫向力之阻力。
歸因於頂部及底部凹穴表面142、146頂住嵌件頂面及嵌件底面42、46,嵌件10、10'、10''可釋放地夾緊於嵌件凹穴110中。使用一V形楔形介面使該等表面彼此緊靠增強切削刀具1、1'抵抗橫向力之彈性。
當嵌件10、10'、10''在切削操作期間因橫向力而橫向位移(即,在嵌件橫向軸線C之一方向上位移)時,嵌件後楔形表面34鄰接凹穴楔形表面134以增加切削刀具1、1'之穩定性。特定言之,歸因於該橫向位移,嵌件後止動表面對36a、36b之一者接著鄰接後凹穴止動表面對136a、136b之一對應者。
嵌件後楔形表面34與凹穴楔形表面134之間的距離越大,切削刀具1、1'之部件生產越容易。同時,在嵌件後楔形表面34與凹穴楔形表面134之間具有一較小距離係有利的,因為嵌件後止動表面對36a、36b之至少一個表面在較低橫向力下與後凹穴止動表面對136a、136b鄰接。
切削刀具1、1'以及切削嵌件10、10'、10''及刀把100、100'較佳地用於車削、開槽、分割及溝槽車削金屬切削操作。
在車削及溝槽車削金屬切削操作期間,當切削刀具1、1'與工件之間可引入橫向移動時,橫向力不斷使切削嵌件10、10'、10''位移且因此改變第一切削刃54之定位。此位移接著可藉由引入嵌件後楔形表面34及凹穴楔形表面134來減輕以允許一更彈性切削刀具及更佳品質之成品工件。
在一些實施例中,取決於嵌件後楔形表面34與凹穴楔形表面134之間的最小裕度d之值,嵌件後楔形表面34及凸穴楔形表面134可僅在極端切削條件期間鄰接以充當一失效安全機構。當最小裕度d之值較小時,嵌件後楔形表面34及凹穴楔形表面134亦可在正常加工條件期間鄰接。
在開槽切削操作中,歸因於作用於切削刀具1、1'上之力主要垂直於第一切削刃54 (即,在嵌件垂直軸線V之一方向上)指向,切削嵌件10、10'、10'經歷之橫向力通常係有限的。在此等情況中,嵌件後楔形表面34及凹穴楔形表面134在正常切削操作期間可彼此不鄰接。相反地,嵌件後楔形表面34及凹穴楔形表面134充當一失效安全機構,因為當切削條件極端時或當發生一故障時,嵌件後楔形表面34及凹穴楔形表面134彼此鄰接以補充切削嵌件10、10'、10''抵抗橫向力之彈性。
儘管已在一定特殊程度上描述本申請案之標的,但應理解,可在不背離下文所主張之本發明之精神或範疇之情況中進行各種更改及修改。
1:切削刀具 1':切削刀具 10:切削嵌件 10':切削嵌件 10'':切削嵌件 20:嵌件前表面 22:嵌件前鄰接表面 24:嵌件前楔形表面 26a:嵌件前止動表面 26b:嵌件前止動表面 27:前溝槽 28:嵌件前離隙面 30:嵌件後表面 32:嵌件後鄰接表面 34:嵌件後楔形表面 36a:嵌件後止動表面 36b:嵌件後止動表面 37:後溝槽 38:嵌件後離隙面 40:嵌件周邊表面 42:嵌件頂面 44a:頂部嵌件楔形表面 44b:頂部嵌件楔形表面 45:頂部溝槽 46:嵌件底面 48a:底部嵌件楔形表面 48b:底部嵌件楔形表面 49:底部溝槽 50:第一嵌件側面 52:第二嵌件側面 54:第一切削刃 56:第二切削刃 100:刀把 100':刀把 110:嵌件凹穴 120:刀把前表面 130:後凹穴表面 132:凹穴鄰接表面 134:凹穴楔形表面 136a:後凹穴止動表面 136b:後凹穴止動表面 138:後凹穴肋 142:頂部凹穴表面 144a:頂部凹穴楔形表面 144b:頂部凹穴楔形表面 146:底部凹穴表面 148a:底部凹穴楔形表面 148b:底部凹穴楔形表面 150:第一刀把側面 152:第二刀把側面 156:凹穴離隙間隙 A:嵌件後楔形角 B:凹穴楔形角 Bi:嵌件底部方向 C:嵌件橫向軸線 d:最小裕度 Fh:刀把前向方向 Fi:嵌件前向方向 I:相交線 L:嵌件縱向軸線 O:刀把縱向軸線 P1:縱向嵌件平面 Rh:刀把後向方向 Ri:嵌件後向方向 Ti:嵌件頂部方向 V:嵌件垂直軸線
為較佳理解本申請案且展示可如何在實踐中實施本申請案,現將參考附圖,其中: 圖1係根據本發明之一些實施例之一組裝切削刀具之一透視圖; 圖2係圖1中所展示之切削刀具之一分解透視圖; 圖3a係圖1中所展示之一切削嵌件之一透視圖; 圖3b係圖3a中所展示之切削嵌件之一側視圖; 圖3c係圖3a中所展示之切削嵌件之一前視圖; 圖3d係圖3a中所展示之切削嵌件之一後視圖; 圖3e係圖3a中所展示之切削嵌件之一俯視圖; 圖3f係圖3a中所展示之切削嵌件之一仰視圖; 圖4係圖1中所展示之切削刀具之一側視圖; 圖5a係圖1中所展示之切削刀具沿圖4中之V-V線之一橫截面圖; 圖5b係圖5a之一細節; 圖6係圖1中所展示之切削刀具沿圖5a中之線VI-VI之一橫截面圖; 圖7係圖1中所展示之一刀把之一前視圖; 圖8a係根據本發明之一些實施例之一切削刀具之一分解透視圖; 圖8b係圖8a中所展示之一刀把之一側視圖; 圖8c係圖8b中所展示之刀把之一前視圖; 圖8d係圖8b中所展示之刀把之一透視圖; 圖9a係圖8a中所展示之一切削嵌件之一透視圖; 圖9b係圖9a中所展示之切削嵌件之一側視圖; 圖9c係圖9a中所展示之切削嵌件之一前視圖; 圖9d係圖9a中所展示之切削嵌件之一後視圖; 圖10a係根據本發明之一些實施例之另一切削嵌件之一透視圖; 圖10b係圖10a中所展示之切削嵌件之一側視圖;及 圖10c係圖10a中所展示之切削嵌件之一後視圖。
應瞭解,為了繪示簡單及清楚,圖中所展示之元件未必按比例繪製。例如,為清楚起見,一些元件之尺寸可相對於其他元件放大,或若干實體組件可包含於一個功能區塊或元件中。此外,在適當情況下,可在圖之間重複元件符號以指示對應或類似元件。
1:切削刀具
10:切削嵌件
100:刀把
120:刀把前表面
150:第一刀把側面
152:第二刀把側面
Fh:刀把前向方向
Rh:刀把後向方向

Claims (20)

  1. 一種切削刀具(1、1'),其包括: 一切削嵌件(10、10'、10''),其沿界定一嵌件前向方向(Fi)及一嵌件後向方向(Ri)之一嵌件縱向軸線(L)延伸,該嵌件(10、10'、10'')包括: 一嵌件前表面(20)及一對置嵌件後表面(30),其中一嵌件周邊表面(40)延伸於該嵌件前表面(20)與該嵌件後表面(30)之間; 該嵌件後表面(30)包括一嵌件後鄰接表面(32)及一V形嵌件後楔形表面(34); 該嵌件周邊表面(40)包括一嵌件頂面(42)、一對置嵌件底面(46)、一第一嵌件側面(50)及一對置第二嵌件側面(52);及 一第一切削刃(54),其形成於該嵌件頂面(42)與該嵌件前表面(20)之一相交處;及 一刀把(100、100'),其沿界定一刀把前向方向(Fh)及一刀把後向方向(Rh)之一刀把縱向軸線(O)延伸,該刀把(100、100')包括: 一第一刀把側面(150)及一對置第二刀把側面(152),其中一刀把前表面(120)延伸於該第一刀把側面(150)與該第二刀把側面(152)之間;及 一嵌件凹穴(110),其通向該刀把前表面(120)、該第一刀把側面(150)及該第二刀把側面(152),該嵌件凹穴(110)包括: 一頂部凹穴表面(142)及一對置底部凹穴表面(146),其中一後凹穴表面(130)位於該頂部凹穴表面(142)與該底部凹穴表面(146)之間,該後凹穴表面(130)包括: 一凹穴鄰接表面(132);及 一V形凹穴楔形表面(134),其不同於該凹穴鄰接表面(132); 其中: 該切削刀具(1、1')可在一拆卸狀態與一組裝狀態之間調整;且 當該切削刀具(1、1')處於該組裝狀態中時: 該切削嵌件(10、10'、10'')可釋放地夾緊於該嵌件凹穴(110)中; 該嵌件頂面(42)鄰接該頂部凹穴表面(142); 該嵌件底面(46)鄰接該底部凹穴表面(146); 該嵌件後鄰接表面(32)緊靠該凹穴鄰接表面(132);且 該嵌件後楔形表面(34)面向該凹穴楔形表面(134)且與該凹穴楔形表面(134)間隔開一最小裕度d。
  2. 如請求項1之切削刀具(1、1'),其中: 該嵌件頂面(42)包括自該第一及第二嵌件側面(50、52)會聚之一對頂部嵌件楔形表面(44a、44b); 該嵌件底面(46)包括自該第一及第二嵌件側面(50、52)會聚之一對底部嵌件楔形表面(48a、48b); 該頂部凹穴表面(142)包括自該第一及第二刀把側面(150、152)會聚且經構形以與該對頂部嵌件楔形表面(44a、44b)接合之一對頂部凹穴楔形表面(144a、144b);且 該底部凹穴表面(146)包括自該第一及第二刀把側面(150、152)會聚且經構形以與該對底部嵌件楔形表面(48a、48b)接合之一對底部凹穴楔形表面(148a、148b)。
  3. 如請求項2之切削刀具(1、1'),其中: 該等頂部及底部嵌件楔形表面對(44a、44b、48a、48b)內凹延伸及會聚;且 該等頂部及底部凹穴楔形表面對(144a、144b、148a、148b)外凸延伸及會聚。
  4. 如請求項1之切削刀具(1、1'),其中: 該嵌件後楔形表面(34)包括自該第一及第二嵌件側面(50、52)內凹會聚之一對嵌件後止動表面(36a、36b);且 該凹穴楔形表面(134)包括自該第一及第二刀把側面(150、152)外凸會聚且經構形以與該對嵌件後止動表面(36a、36b)接合之一對後凹穴止動表面(136a、136b)。
  5. 如請求項4之切削刀具(1、1'),其中: 一嵌件後楔形角A界定於該對嵌件後止動表面(36a、36b)之間; 一凹穴楔形角B界定於該對後凹穴止動表面(136a、136b)之間;且 該嵌件後楔形角A及該凹穴楔形角B滿足以下條件:90°≤A≤B≤150°。
  6. 如請求項1之切削刀具(1、1'),其中該最小裕度d滿足以下條件:0.01 mm≤d≤0.1 mm。
  7. 如請求項1之切削刀具(1、1'),其中: 該切削嵌件(10、10')進一步包括形成於該嵌件後表面(30)與該嵌件周邊表面(40)之一相交處之一第二切削刃(56); 該嵌件凹穴(110)進一步包括位於該頂部及底部凹穴表面(142、146)之一者與該後凹穴表面(130)之間的一凹穴離隙間隙(156);且 當組裝該切削刀具(1、1')時,該第二切削刃(56)位於該凹穴離隙間隙(156)中。
  8. 如請求項7之切削刀具(1、1'),其中: 該嵌件後表面(30)進一步包括自該第二切削刃(56)延伸之一嵌件後離隙面(38);且 當組裝該切削刀具(1、1')時,該嵌件後離隙面(38)位於該凹穴離隙間隙(156)中。
  9. 如請求項8之切削刀具(1、1'),其中: 該嵌件後鄰接表面(32)位於該嵌件後離隙面(38)與該嵌件後楔形表面(34)之間; 該嵌件前表面(20)包括: 一嵌件前離隙面(28),其自該第一切削刃(54)延伸; 一嵌件前鄰接表面(22);及 一嵌件前楔形表面(24),其自該嵌件前鄰接表面(22)延伸;且 該嵌件前鄰接表面(22)位於該嵌件前離隙面(28)與該嵌件前楔形表面(24)之間。
  10. 如請求項9之切削刀具(1、1'),其中: 該嵌件後楔形表面(34)延伸至該嵌件周邊表面(40);且 該嵌件前楔形表面(24)延伸至該嵌件底面(46)。
  11. 如請求項1之切削刀具(1、1'),其中: 該嵌件後楔形表面(34)包括在該嵌件後表面(30)上界定一後溝槽(37)之一對會聚嵌件後止動表面(36a、36b),該後溝槽(37)相對於該嵌件後鄰接表面(32)之至少一部分凹入至該嵌件後表面(30)中; 在延伸於該嵌件頂面(42)與該嵌件底面(46)之間的一垂直方向上,該嵌件後鄰接表面(32)與該嵌件後楔形表面(34)之間不重疊; 該嵌件後鄰接表面(32)之任何部分不與該嵌件後楔形表面(34)之任何部分共面;且 該凹穴鄰接表面(132)與該V形凹穴楔形表面(134)一起構成一向前突出之後凹穴肋(138),且其中在該後凹穴肋(138)上: 該V形凹穴楔形表面(134)之一垂直範圍不同於該凹穴鄰接表面(132)之一垂直範圍; 該V形凹穴楔形表面(134)之一橫向範圍不同於該凹穴鄰接表面(132)之一橫向範圍;且 該V形凹穴楔形表面(134)之任何部分不與該凹穴鄰接表面(132)共面。
  12. 一種雙端切削嵌件(10、10'),其具有界定一嵌件前向方向(Fi)及一嵌件後向方向(Ri)之一嵌件縱向軸線(L)、界定一嵌件頂部方向(Ti)及一嵌件底部方向(Bi)之一嵌件垂直軸線(V),該嵌件垂直軸線(V)與該嵌件縱向軸線(L)相交,其中一縱向嵌件平面(P1)界定為含有該嵌件垂直軸線(V)及該嵌件縱向軸線(L),該切削嵌件(10、10')包括: 一嵌件前表面(20)及一對置嵌件後表面(30),其中一嵌件周邊表面(40)延伸於該嵌件前表面(20)與該嵌件後表面(30)之間; 一嵌件頂面(42)及一對置嵌件底面(46),其等各沿該嵌件周邊表面(40)延伸; 一第一切削刃(54),其形成於該嵌件頂面(42)與該嵌件前表面(20)之一相交處;及 一第二切削刃(56),其形成於該嵌件周邊表面(40)與該嵌件後表面(30)之一相交處; 其中: 該嵌件後表面(30)包括: 一嵌件後離隙面(38),其自該第二切削刃(56)延伸; 一嵌件後鄰接表面(32); 一嵌件後楔形表面(34); 該嵌件前表面(20)包括: 一嵌件前離隙面(28),其自該第一切削刃(54)延伸; 一嵌件前鄰接表面(22);及 一嵌件前楔形表面(24)。
  13. 如請求項12之切削嵌件(10、10'),其中: 該嵌件後楔形表面(34)包括一對嵌件後止動表面(36a、36b); 一嵌件後楔形角(A)界定於該對嵌件後止動表面(36a、36b)之間;且 該嵌件後楔形角(A)滿足以下條件:90°≤A≤150°。
  14. 如請求項12之切削嵌件(10、10'),其中: 該嵌件後楔形表面(34)包括在該嵌件後表面(30)上界定一後溝槽(37)之一對會聚嵌件後止動表面(36a、36b),該後溝槽(37)相對於該嵌件後鄰接表面(32)之至少一部分凹入至該嵌件後表面(30)中; 沿該嵌件垂直軸線(V),該嵌件後鄰接表面(32)與該嵌件後楔形表面(34)之間不重疊;且 該嵌件後鄰接表面(32)之任何部分不與該嵌件後楔形表面(34)之任何部分共面。
  15. 如請求項14之切削嵌件(10'),其中: 該第二切削刃(56)形成於該嵌件頂面(42)與該嵌件後表面(30)之一相交處; 該嵌件後鄰接表面(32)比該嵌件後楔形表面(34)更靠近該嵌件頂面(42);且 該切削嵌件(10')具有圍繞該嵌件垂直軸線(V)之180°旋轉對稱性。
  16. 如請求項14之切削嵌件(10),其中: 該第二切削刃(56)形成於該嵌件底面(46)與該嵌件後表面(30)之一相交處; 該嵌件後鄰接表面(32)比該嵌件後楔形表面(34)更靠近該嵌件底面(46);且 該切削嵌件(10)具有圍繞一嵌件橫向軸線(C)之180°旋轉對稱性,該嵌件橫向軸線(C)與該嵌件縱向軸線(L)及該嵌件垂直軸線(V)兩者相交且垂直於該嵌件縱向軸線(L)及該嵌件垂直軸線(V)兩者。
  17. 一種刀把(100、100'),其沿界定一刀把前向方向(Fh)及一刀把後向方向(Rh)之一刀把縱向軸線(O)延伸,該刀把(100)包括: 一第一刀把側面(150)及一對置第二刀把側面(152),其中一刀把前表面(120)延伸於該第一刀把側面(150)與該第二刀把側面(152)之間;及 一嵌件凹穴(110),其通向該刀把前表面(120)、該第一刀把側面(150)及該第二刀把側面(152),該嵌件凹穴(110)包括: 一頂部凹穴表面(142)及一對置底部凹穴表面(146),其中一後凹穴表面(130)位於該頂部凹穴表面(142)與該底部凹穴表面(146)之間; 其中: 該後凹穴表面(130)包括: 一凹穴鄰接表面(132);及 一V形凹穴楔形表面(134),其不同於該凹穴鄰接表面(132)。
  18. 如請求項17之刀把(100、100'),其中該嵌件凹穴(110)進一步包括位於該後凹穴表面(130)與該頂部及底部凹穴表面(142、146)之至少一者之間的一凹穴離隙間隙(156)。
  19. 如請求項18之刀把(100),其中: 一凹穴楔形角(B)界定於該對後凹穴止動表面(136a、136b)之間;且 該凹穴楔形角(B)滿足以下條件:90°≤B≤150°。
  20. 如請求項18之刀把(100),其中: 該凹穴鄰接表面(132)比該凹穴楔形表面(134)更靠近該頂部凹穴表面(142); 該凹穴離隙間隙(156)位於該頂部凹穴表面(142)與該後凹穴表面(130)之間; 該凹穴鄰接表面(132)與該V形凹穴楔形表面(134)一起構成一向前突出之後凹穴肋(138),且其中在該後凹穴肋(138)上: 該V形凹穴楔形表面(134)之一垂直範圍不同於該凹穴鄰接表面(132)之一垂直範圍; 該V形凹穴楔形表面(134)之一橫向範圍不同於該凹穴鄰接表面(132)之一橫向範圍;且 該V形凹穴楔形表面(134)之任何部分不與該凹穴鄰接表面(132)共面。
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