TWI598169B - 用於形成一內螺紋的方法及由一本體及一螺紋切割器構成的組合 - Google Patents

Description

用於形成一內螺紋的方法及由一本體及一螺紋切割器構成的組合

本發明係有關於一種利用螺紋切割器在本體之大體呈圓柱形且具有中軸線的插口中形成內螺紋的方法，其中，該圓柱形插口具有至少一大體縱向延伸之凹槽，該凹槽之相對於該中軸線之深度大於等於該螺紋切割器之外半徑，在該本體中，該凹槽之周向後面設有徑向向內突出且軸向延伸之突出部。本發明亦有關於一種由具圓柱形插口的本體與螺紋切割器的組合，該圓柱形插口具有至少一大體縱向延伸之凹槽。

存在多種在本體(例如，混凝土錨)的插口中形成內螺紋的製造法。通常用螺紋切割器產生此類螺紋，此螺紋切割器旋入插口並在旋入過程中切割出螺紋。此時，螺紋切割器每一轉僅能切割出一螺紋轉，即沿切割出一沿360°分佈的螺紋區段。為製成較長螺紋，螺紋切割器便需要旋轉很多次。此外，製成螺紋後需要將此螺紋切割工具經整個螺紋長度旋出螺紋， EP 2 218 536 A1揭露一種可加快上述過程之螺紋切割器，其具有多個軸向前後佈置且徑向突出之切割邊，其中，此等切割邊的數目與期望螺紋轉的數目相等。待加工工件的插口具有至少一縱向延伸且對應於此等切割邊的凹槽。螺紋切割器可透過以其切割邊插入凹槽的方式插入此插 口。

此螺紋切割器隨後可繞其縱軸旋轉以便切割出螺紋。其中，每個切割邊皆自凹槽出發切割出一完整的螺紋轉，直至各切割邊旋轉360°後重新位於此凹槽內。隨後可沿軸向將此螺紋切割器重新抽出該插口。亦即，螺紋切割器旋轉一次便可切割出整個螺紋長度。此方法大大加快螺紋製造進程。但其缺點在於，需要施加極大作用力方可切割出螺紋。

有鑒於此，本發明之目的在於在切割出此類螺紋過程中減小所需作用力。

本發明用以達成上述目的的解決方案為一種如申請專利範圍第1項之方法。

用以達成上述目的的本文開篇所述的方法採用一種螺紋切割器，其具有軸向延伸之縱向凹隙，該縱向凹隙沿周向鄰接徑向向外凸起且具有切割邊之切割刃，其中，在該縱向凹隙上設有多個沿縱向前後佈置的切割邊，該等切割邊沿周向彼此錯開佈置。當該切割工具為在該突出部上形成整個螺紋而旋轉最大360°時，該等切割邊於該螺紋切割器旋轉過程中切入該突出部。此方案之優點在於，首先僅有單個或少數切割邊切入突出部。唯有在此等切割邊已切入突出部的情況下，其他切割邊方可抵靠於該突出部上並切入其中。工具旋轉過程中，作用力以緩慢而均勻的方式 上升，從而特別是在切割過程開始時避免出現較大力峰。切割過程開始時需要作用於切割邊的切割用作用力最大，且此作用力被分攤至各切割邊所產生的負載尖峰上，故而與傳統螺紋切割器相比，該方法施加小得多的作用力即可切割出螺紋。

該圓柱形插口或切割工具較佳採用將該螺紋切割器以直線運動的方式送入該插口之實施方案。亦即，簡單而迅速地送入螺紋切割器而非透過旋轉運動。為此，開始實施該方法時僅需將螺紋切割器之各切割邊插入該等凹槽。隨後以直線運動的方式將該螺紋切割器完全插入該插口、進行旋轉並以直線運動的方式將其抽出該插口。

作為替代方案，該插口之凹槽亦可螺旋分佈於該插口中，且該螺紋切割器在送入過程中以對應於該凹槽的方式進行旋轉，特定言之，該等切割邊於送入過程中不與該插口發生接觸。此時，螺紋轉之因該凹槽而產生的中斷處沿周向錯開，此舉有利於旋入該本體之負載傳遞構件將負載傳遞至該插口的整個周邊。該等切割邊沿周向以某種方式彼此錯開，使得該等切割邊具有不同於該凹槽之曲率，遂使各切割邊以一個接一個的次序切入該突出部，而非同時抵靠該突出部。

就該螺紋切割器之側視圖而言，該等切割邊例如可至少部分處於直線上。該等切割邊亦可例如形成群組，其中，每個群組的各切割邊皆處於一直線上。在此情況下，各群組的直線可彼此平行，遂使該等切割邊在某種程度上形成 鋸齒形狀。在此實施方式中，亦可使每個群組中的第一切割邊同時切入突出部。亦可使所有切割邊皆處於同一直線亦即，每次僅有一切割邊切入突出部。

該等切割邊並非一定要處於直線上。舉例而言，該等切割邊可至少部分形成沿該插口之縱向延伸的均勻螺旋線。該等切割邊亦可處於曲線上。

該螺紋切割器亦可具有多個周向錯開的縱向凹隙。該插口此時則具有相應數目的突出部。此刻便可藉由程度較小的旋轉來形成完整螺紋。例如在設有兩相對佈置之縱向凹隙的情況下，該本體具有兩對應於該等縱向凹隙之凹槽，此時，旋轉180°便可形成完整的螺紋。若增多該等均勻分佈之凹槽，則該螺紋切割器之旋轉度可進一步減小。

該突出部與該鄰接縱向凹隙之間較佳沿周向存在間隙，該間隙最大為該螺紋切割器上各切割刃之軸向高度的兩倍。

本發明亦有關於一種由具插口的本體與螺紋切割器的組合，其中，該本體之插口具有大體縱向延伸之凹槽，該凹槽之相對於該中軸線之深度大於等於該螺紋切割器之外半徑。該凹槽之周向後面設有一徑向向內且軸向延伸之突出部。該螺紋切割器具有軸向凹隙，該凹隙沿周向鄰接徑向向外凸起且具有切割邊之切割刃，該等切割邊在該縱向凹隙上沿縱向前後佈置且沿周向彼此錯開佈置。該等前後佈置之切割邊之間的距離等於期望螺紋高度。

該等切割邊的數目較佳與產生的螺紋線的數目相等。 亦即，該螺紋切割器進行一轉即可切割出整個螺紋。

該突出部與該鄰接縱向凹隙之間較佳沿周向存在間隙，該間隙最大為該螺紋切割器上各切割刃之軸向高度的兩倍。

下文將利用附圖及其描述對本發明的其他優點及特徵進行說明。

圖1及圖2中為用於在本體14的孔型插口12中切割出內螺紋的傳統螺紋切割器10的示意圖。孔型插口12大體呈圓柱形且具有中軸線16。插口12亦具有多個均勻分佈於內周邊上且軸向延伸的凹槽18。每個凹槽的周向後面皆具有一徑向向內突出且同樣軸向延伸之突出部20。

凹槽18之相對於中軸線16之深度大於等於該期望螺紋之外半徑，該深度亦大於等於螺紋切割器10之外半徑(另見圖10)。

螺紋切割器10的縱軸21與中軸線16疊合，該螺紋切割器具有多個軸向延伸且均勻分佈於外周邊上的縱向凹隙22，該等縱向凹隙22的數目與本體14之突出部20的數目相等。任兩相鄰縱向凹隙22之間皆設有一列切割邊24，在此情況下，每個縱向凹隙22上皆設有多個縱向前後佈置之切割邊24。切割邊24數目與本體14中期望螺紋轉的數目相等。

為形成內螺紋，將螺紋切割器10以直線運動的方式沿 插入方向R插入本體14之插口12(圖2)。若螺紋切割器10在插口12中達到期望深度，則螺紋切割器10繞其縱軸發生旋轉，其中，切割邊24在鄰近旋轉方向D的突出部20中進行切割並在該突出部內形成一部分期望螺紋。該螺紋切割器不斷進行旋轉，直至切割邊24位於就旋轉方向D而言的下一凹槽18中。

在此旋轉過程中，每個切割邊列23皆在就旋轉方向D而言的下一突出部20上切割出一部分螺紋。每個突出部20皆對應一切割邊列23，遂在整個插口12中切割出一環形螺紋。

各切割邊24於切割過程結束後重新位於凹槽18內，遂可以直線運動的方式沿插口12之中軸線16方向將螺紋切割器10取出插口12。

可任意選擇插口中凹槽18或突出部20的數目，需要加以注意的是應確保其沿周向均勻分佈，以便所有切割邊24於旋轉並形成螺紋後重新位於凹槽18內從而有利於自插口12中取出螺紋切割器10。螺紋切割器10可具有對應數目的切割邊24，其中，插入與取出螺紋切割器10之間的旋轉角等於兩突出部20間的夾角。根據此切割法，僅有一凹槽時的最大旋轉角為360°，藉此在插口12中形成完整螺紋。

在圖1及圖2所示螺紋切割器10上，任一切割邊列23之切割邊24皆沿軸向前後佈置。因此，當沿旋轉方向D發生旋轉時各切割邊24皆同時抵靠於相鄰突出部上並切入此等突出部。其缺點在於，需要施加極大作用力方可使螺紋 切割器10旋轉。

為消除上述缺點，本發明的方法所提出的螺紋切割器10上的切割邊24沿周向彼此錯開佈置(參閱圖3至圖6所示第一實施方式)。為便於說明，附圖中的周向錯開程度有所誇大。

該螺紋切割器10的各縱向凹隙22皆形成沿螺紋切割器10之縱軸21方向上升之螺旋線，其中，各切割邊24皆與相應縱向凹隙22的走向相符。根據此實施方式，本體14之插口12的各突出部20及凹槽18同樣皆呈螺旋形，使得稍加旋轉便可將螺紋切割器10送入插口12。其中，凹槽18或突出部20之螺旋線的斜率與該切割工具之縱向凹隙22的效率有所不同，因此，各切割邊24或並非同時抵靠於相應突出部20上。

在此情況下，當沿旋轉方向D開始旋轉時，任一切割邊列23中僅有一第一切割邊24a抵靠於相應突出部20上。唯有在螺紋切割器10進一步沿旋轉方向D旋轉且切割邊24a切入相應突出部時，該切割邊列23中的下一切割邊24b方可貼緊突出部20，並於進一步旋轉時切入該突出部。

此舉大幅減小旋轉螺紋切割器10所需作用力。特定言之，各切割邊於旋轉過程開始時僅以一個接一個的次序抵靠於相應部件上，遂實現作用力的緩慢上升，亦即，旋轉螺紋切割器10所需作用力緩慢上升。

與上述藉由旋轉運動的實施方式不同，螺紋切割器10之縱向凹隙22亦可採用便於該螺紋切割器10直線插入該 插口的佈置方案。在此情況下，該縱向凹隙與螺紋切割器10之中軸線的夾角非常小。此時，僅需將各切割邊24沿周向錯開佈置便可使其並非同時抵靠於相鄰突出部20上，而是以一個接一個的次序切入突出部。

除圖3至圖6所示實施方式外，該縱向凹隙亦可採用分級式佈置方案，其中，切割邊列23中的各切割邊24結合為相應群組26，每個群組26分別處於一直線28上。根據圖7所示的實施方式，縱向凹隙22的梯級採用某種實施方案，使得任一群組26的各切割邊24皆佈置於一沿螺紋切割器10之縱向延伸的直線28上且該等直線28彼此平行。

在圖8所示實施方式中，縱向凹隙22採用分級式佈置方案，且每個梯級30上設有一切割邊24。

在圖9所示之螺紋切割器10的實施方式中，縱向凹隙22採用非直線佈置方案，其中，縱向凹隙22之曲率以與插入方向R相反的方向遞增。

圖10為本發明的組合之剖視圖，圖中可清楚看出凹槽18、突出部20及切割邊24。突出部20與縱向凹隙22之間存在最大間隙X，該間隙最大為切割刃之軸向高度h的兩倍。此舉有利於搜集切屑。

10‧‧‧螺紋切割器

12‧‧‧插口

14‧‧‧本體

16‧‧‧中軸線

18‧‧‧凹槽

20‧‧‧突出部

21‧‧‧縱軸

22‧‧‧縱向凹隙

23‧‧‧切割邊列

24‧‧‧切割邊

24a‧‧‧第一切割邊

24b‧‧‧下一切割邊

26‧‧‧群組

28‧‧‧直線

30‧‧‧梯級

D‧‧‧旋轉方向

h‧‧‧軸向高度

R‧‧‧插入方向，縱向

U‧‧‧周向

X‧‧‧間隙

圖1為先前技術中的螺紋切割器與一本體；圖2為圖1中的螺紋切割器插入本體時的狀態；圖3為作為本發明的組合中的螺紋切割器之側視圖； 圖4為圖3中的螺紋切割器的詳圖；圖5為圖3中的螺紋切割器的透視圖；圖6為圖3中的螺紋切割器的軸向俯視圖；圖7為本發明第二實施方式所示螺紋切割器的詳圖；圖8為本發明第三實施方式所示螺紋切割器；圖9為本發明第四實施方式所示螺紋切割器；及圖10為本體及本發明的螺紋切割器之剖視圖。

10‧‧‧螺紋切割器

21‧‧‧縱軸

22‧‧‧縱向凹隙

23‧‧‧切割邊列

24‧‧‧切割邊

24a‧‧‧第一切割邊

24b‧‧‧下一切割邊

Claims (10)

1. 一種用於形成一內螺紋的方法，其中利用一螺紋切割器(10)在一本體(14)的一大體呈圓柱形且具有一中軸線(16)的插口(12)中形成一內螺紋的方法，其中，該圓柱形插口(12)具有至少一大體沿縱向(R)延伸之凹槽(18)，該凹槽之相對於該中軸線之深度大於等於該螺紋切割器(10)之外半徑，在該本體中，該凹槽(18)之周向(U)後面設有一徑向向內突出且軸向延伸之突出部(20)，其特徵在於以下步驟：a)將該螺紋切割器(10)送入該插口，該螺紋切割器具有一軸向延伸之縱向凹隙(22)，該縱向凹隙沿周向(U)鄰接徑向向外凸起且具有切割邊(24)之切割刃，其中，在該縱向凹隙(22)上設有多個沿縱向(R)前後佈置的切割邊(24)，至少部分切割邊(24)沿周向(U)彼此錯開佈置，該等切割邊(24)於該螺紋切割器(10)之送入過程中插入該凹槽(18)，b)使該切割工具(10)為在該突出部(20)中形成整個螺紋而旋轉最大360º，其中，該等切割邊(24)於該螺紋切割器(10)之旋轉過程中切入該突出部(20)，及c)將該螺紋切割器(10)軸向抽出該插口(12)。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於，以直線運動的方式將該螺紋切割器(10)送入該插口(12)。
3. 如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於， 該插口(12)之凹槽(18)螺旋分佈於該插口(12)中，該螺紋切割器(10)於該螺紋切割器(10)之送入過程中以對應於該凹槽(18)的方式進行旋轉，特定言之，該等切割邊(24)於該送入過程中不與該插口(12)發生接觸。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其特徵在於，在該螺紋切割器(10)之側視圖中，該等切割邊(24)至少部分處於一直線上。
5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其特徵在於，該等切割邊(24)至少部分形成一沿該插口(12)之縱向(R)延伸的均勻螺旋線。
6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其特徵在於，該螺紋切割器(10)具有多個沿周向(U)錯開的縱向凹隙(22)，該插口(12)具有多個相應的突出部(20)。
7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其特徵在於，該突出部(20)與該鄰接縱向凹隙(22)之間沿周向(U)存在一間隙，該間隙最大為該螺紋切割器(10)上各切割刃之軸向高度的兩倍。
8. 一種由一本體(14)與一螺紋切割器(10)構成的組合，該本體(14)具有一大致圓柱形的插口(12)，其中， 該插口(12)具有一大體縱向延伸之凹槽(18)，該凹槽之相對於該中軸線(16)之深度大於等於該螺紋切割器(10)之外半徑，該凹槽(18)之周向後面設有一徑向向內且軸向延伸之突出部(20)，該螺紋切割器(10)具有一軸向延伸的縱向凹隙(22)，該縱向凹隙沿周向鄰接徑向向外凸起且具有切割邊(24)之切割刃，該等切割邊沿縱向(R)前後佈置且沿周向彼此錯開佈置，該等切割邊之間的距離等於期望的螺紋高度。
9. 如申請專利範圍第8項之組合，其特徵在於，該等切割邊(24)的數目與產生的螺紋線的數目相等。
10. 如申請專利範圍第8或9項之組合，其特徵在於，該突出部(20)與該鄰接縱向凹隙(22)之間沿周向(U)存在一間隙，該間隙最大為該螺紋切割器上各切割刃之軸向高度(h)的兩倍。