TWI508801B

TWI508801B - Blade and tool for applying the blade

Info

Publication number: TWI508801B
Application number: TW102108556A
Authority: TW
Inventors: Yi Hong Lai; Zong Sian Jiang
Original assignee: Hiwin Tech Corp
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2015-11-21
Also published as: TW201434554A

Description

刀片及應用該刀片之刀具

本發明係有關於刀片之改良結構，該刀片係裝設於刀柄而形成一刀具，其做為工件之車削使用，藉由本身刀片之設計改良，使能符合高效率之車削加工。

所謂「工欲善其事，必先利其器」，因此刀具相對於車床加工切削工件，實在佔有舉足輕重之地位，一具好的刀具要能夠耐高速切削，而且耐操能夠有極佳的車削進刀量，才勘稱一把好的刀具。

而就目前市面販售的刀具而言，並未有販售切削金屬工件之陽牙(也就是凸出的螺旋螺牙或環形凸塊等結構)之結構的刀具，故必須藉由使用者以矩形之刀片，自行研磨出陽牙之構型的刀片，再與刀柄結合而形成刀具；但自行研磨的刀片之刀刃，其相關尺寸都會不一致，使得刀具使用不久刀片就頓刀或崩裂，甚至整個車削製程中要頻頻更換刀具，才能製造出牙陽之工件，且更換不同刀具後，其刀具之間的刀刃輪廓也會不同，造成加工後的成品各個都有不一樣的陽牙輪廓，進而讓加工後的成品品質降低，則實在乏善可陳。

所以藉由使用者研磨的陽牙的刀具，既需耗費刀片研磨時間，且每次研磨又不一定會成功，故該刀片就必須報廢，相對地刀片的成本亦提高；且車削製程中要頻頻更換刀具，又造成切削時間拉長，而導致生產效能低落，並讓每個成品的品質無法穩定，且刀具耗損率極高，反而增加切削製造業者之成本負擔。

基於習知技術的問題點，本發明人苦心研究及在業界的經驗累積研發出一種拋棄式之刀片及應用該刀片之刀具，以讓加工陽牙工件時更為快速且便利，並降低加工成本，即為本發明之目的。

為達成上述之目的，本發明係為一種刀片，該刀片至少具有一刀刃部，該刀刃部具有一凹面、兩銜接面及兩傾斜面，由俯視觀之該刀刃部，該凹面具有第一端及第二端，該傾斜面具有第三端及第四端，該銜接面具有第五端及第六端，該第一端與第二端係分別與兩該銜接面之第五端銜接；兩該銜接面之第六端係分別與兩該傾斜面之第三端銜接；其中，作一條連接兩該第四端之虛擬連線，該虛擬連線係超過該凹面之最低點或與該最低點重疊，該傾斜面之傾斜方向係由第三端朝該刀片外側傾斜延伸至該第四端；其中，該銜接面之第五端與第六端之間的間距係介於0.5~1.5mm之間；該傾斜面之傾斜角係介於6度至11度之間。

其中，該銜接段與該第一端、第二端的銜接之位置係為一圓弧面。

其中，該刀片具有兩刀刃部，兩該刀刃部之間係藉由一連接面連接，而兩該刀刃部之各兩傾斜面之兩該第四端係分別與該連接面之一端連接。

其中，該凹面、兩銜接面及兩傾斜面分別設有相互接續之逃切面及排屑面，該逃切面與排屑面皆具有一傾斜角，該逃切面之傾斜角之角度係小於該排屑面之傾斜角之角度。

為達成上述之目的，本發明係為一種刀具，係包含一刀片及一刀柄，該刀片具有上述之特徵，且該刀片更具有一固定孔及一對位凹槽，該對位凹槽係與該固定孔連通；該刀柄之一端係為該刀片之固定部，該固定部係設有一與該對位凹槽配合之對位凸塊，該對位凸塊係設有相對該固定孔之螺孔，該對位凸塊係崁設於該對位凹槽中，而該固定孔係提供一螺絲穿設其中，該螺絲再與該螺孔螺合鎖固，以將該刀片固定於該刀柄。

其中，該對位凹槽之兩端係分別續接一抵靠面，該對位凸塊之兩端係分別續接一承靠面，兩該抵靠面與兩該承靠面係相互貼合設置。

1‧‧‧刀柄

11‧‧‧對位凸塊

12‧‧‧螺孔

13‧‧‧承靠面

2‧‧‧刀片

21‧‧‧對位凹槽

22‧‧‧固定孔

23‧‧‧刀刃部

231‧‧‧逃切面

232‧‧‧排屑面

233‧‧‧凹面

2331‧‧‧最低點

2332‧‧‧第一端

2333‧‧‧第二端

234‧‧‧傾斜面

2341‧‧‧第三端

2342‧‧‧第四端

235‧‧‧銜接面

2351‧‧‧第五端

2352‧‧‧第六端

2353‧‧‧圓弧面

236‧‧‧連接面

24‧‧‧抵靠面

G、P‧‧‧間距

Q、Q1、Q2‧‧‧傾斜角

A‧‧‧外側

3‧‧‧加工成品

31‧‧‧陽牙部

32‧‧‧迴流道

4‧‧‧虛擬連線

X‧‧‧上表面

8‧‧‧螺絲

第一A圖係為本發明刀片之俯視圖。

第一B圖係為本發明刀片之立體圖。

第一C圖係為本發明刀片之剖視圖。

第二圖係為本發明刀片加工實際成品之立體圖。

第三圖係為本發明刀片及刀柄之系統圖。

第四圖係為本發明刀片及刀柄之組合圖。

第五圖係為第二圖刀柄之長方向之剖視圖。

第六圖係為第二圖刀柄之短方向之剖視圖。

請參閱第一A圖至第一C圖所示，係為本發明之刀片之圖式，以下列舉一較佳實施例說明，如第一A圖所示為本發明之刀片(2)之俯視圖，因刀片進行切削時係藉由上表面(X)之外緣輪廓進行切削，故本發明以下會細部定義該輪廓之幾何特徵，該刀片(2)至少具有一刀刃部(23)，該刀刃部(23)具有一凹面(233)、兩銜接面(235)及兩傾斜面(234)，由俯視觀之該刀刃部(23)，該凹面(233)具有第一端(2332)及第二端(2333)，該傾斜面(234)具有第三端(2341)及第四端(2342)，該銜接面(235)具有第五端(2351)及第六端(2352)；兩該傾斜面(234)係位於該凹面(233)之兩側；承上述，該第一端(2332)與第二端(2333)係分別與兩該銜接面(235)之第五端(2351)銜接，而為了讓刀刃部(23)獲得較佳的剛性不會因為切削力過大或進刀量過多而崩裂壞損，故本實施例之銜接段(235)與該第一端(2332)、第二端(2333)的銜接位置為一圓弧面(2353)，讓切削時刀刃部(23)不易崩裂壞損；承上述，兩該銜接面(235)之第六端(2352)係分別與兩該傾斜面(234)之第三端(2341)銜接，如第一A圖所示，作一條連接兩該第四端(2342)之虛擬連線(4 )，該虛擬連線(4)與該凹面(233)之最低點(2331)係間隔一間距(G)設置，此為本實施例所舉之實施態樣，但該虛擬連線(4)亦可與該最低點(2331)重疊，如此設計可讓刀刃部(23)在切削時可獲得較佳的排屑效果，以增加切削效率；該第四端(2342)再與一連接面(236)之一端連接，於本實施例該刀片(2)具有兩刀刃部(23)，以有效利用該刀片(2)的空間，亦可作為四個刀刃部(23)，故該連接面(236)之另一端再與另一刀刃部(23)的傾斜面(234)之第四端(2342)銜接；為了讓刀刃部的切削效率提升，本發明經過數次的實作研究定義了以下刀刃部(23)之特徵點，請參閱第一A圖所示，由該刀刃部(23)之俯視觀之，該銜接面(235)之第五端(2351)與第六端(2352)之間的間距(P)係介於0.5~1.5mm之間，而該間距(P)大小係取決於該凹面(233)的輪廓大小，例如該凹面(233)於本實施例為一圓弧，而圓弧越大則該間距即越大，該圓弧越小則該間距即越小；該傾斜面(234)之傾斜方向係由第三端(2341)朝該刀片(2)外側(A)傾斜延伸至該第四端(2342)，而該傾斜面(234)之傾斜角(Q)係介於6度至11度之間；該凹面(233)的形狀及大小係取決於加工成形之部位決定，故必須確定該加工部位之外型尺寸方能設計該凹面(233)；另請參閱第一B及第一C圖所示，該凹面(233)、兩銜接面(235)及兩傾斜面(234)分別設有相互接續之逃切面(231)及排屑面(232)，該逃切面(231)與排屑面(232)皆具有一傾斜角(Q1、Q2)，該逃切面(231)之傾斜角(Q1)之角度係小於該排屑面(232)之傾斜角(Q2)之角度；該逃切面(231)主要預防該刀刃部(23)在切削時，與工件接觸面積過大而造成切削量降低，且能預防頓刀的問題產生；該排屑面(232)主要是讓切削的除料能順利排出，避免影響後續的切削效果。

再請參考第二圖所示，其為滾珠螺桿所使用的端蓋(3)型式的迴流元件，其上設有提供滾珠迴流循環的迴流道(32)，為了讓滾珠順利進入該迴流道(32)，於迴流道(32)的切線方向設有一陽牙部(31)，該陽牙部(31)係崁入滾珠運行的路徑，而逼迫該滾珠轉向進入該迴流道(32)，而本發明之刀片(2)係用於加工該陽牙部(31)，以讓該陽牙部(31)能藉由切削來成形，而不需經由鑄造、脫蠟等較高成本的製造方式成形，故本發明之刀片(2)的設計不僅讓該端蓋(3)的加工時程縮短、又讓該陽牙部(31)的加工精度提高，並讓批量生產的端蓋(3)品質穩定不會有太大變異，相對的與習知技術相較下降低了很多成本，例如：研磨刀具時間成本、刀具報廢成本、因加工時刀具發生問題而換刀，造成加工時程拉長的成本等等…；附帶一提的是，本發明之刀片(2)係可應用於任何陽牙或螺旋凸塊等型式的結構加工，本實施列舉該端蓋(3)為例並非限制該刀片只能進行該端蓋的加工。

為了讓加工後的成品有較高的品質，本發明之刀片(2)裝設於刀柄(1)後即構成一具有特殊的設計的刀具，請參閱第三圖至第六圖所示，係為該刀片(2)與刀柄(1)之間結構設計的圖式，於本實施例該刀片(2)之兩刀刃部(23)之間係具有一貫穿的固定孔(22)，且於底面設有一對位凹槽(21)，該對位凹槽(21)係與該固定孔(22)連通，於該對位凹槽(21)之兩端係分別續接一抵靠面(24)；而該刀柄(1)之一端係為刀片之固定部，該固定部係設有一與該對位凹槽(21)配合之對位凸塊(11)，該對位凸塊(11)之兩端係分別續接一承靠面(13)，且該對位凸塊(11)係設有相對該固定孔(22)之螺孔(12)；請特參閱第五圖及第六圖所示，當該刀片(2)組設於與該刀柄(1)之固定部後，該對位凸塊(11)係崁設於該對位凹槽(21)中，兩該抵靠面(24)與兩該承靠面(13)係相互貼合設置，而該固定孔(22)係提供一螺絲(8)穿設其中，該螺絲(8)再與該螺孔(12)螺合鎖固，以將該刀片(2)確實固定於該刀柄(1)，而藉由該對位凹槽(21)及對位凸塊(11)和兩該承靠面(13)及抵靠面(24)的配合，以增加該刀片(2)於該刀柄(1)的穩固性，以避免該刀片(2)在切削時產生震動，以提高加工後之工件品質及延長該刀片(2)之壽命。

綜所上述，所以本發明之『具有產業之可利用性』應已毋庸置疑，除此之外，在本案實施例所揭露出的特徵技術，於申請之前並未曾見於諸刊物，亦未曾被公開使用，不但具有如上所述功效增進之事實，更具有不可輕忽的附加功效，是故，本發明的『新穎性』以及『進步性』都已符合專利法規，爰依法提出發明專利之申請，祈請惠予審查並早日賜准專利，實感德便。

以上所述實施例之揭示係用以說明本發明，並非用以限制本發明，故舉凡數值之變化與等效元件之置換，仍應隸屬本發明之範疇。