TWI736558B - 三角形切線銑削嵌件及銑削刀具 - Google Patents

三角形切線銑削嵌件及銑削刀具 Download PDF

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TWI736558B
TWI736558B TW105137559A TW105137559A TWI736558B TW I736558 B TWI736558 B TW I736558B TW 105137559 A TW105137559 A TW 105137559A TW 105137559 A TW105137559 A TW 105137559A TW I736558 B TWI736558 B TW I736558B
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Abstract

本發明提供一種可逆且可轉位三角形切線銑削嵌件，其包含兩個主表面及在該兩個主表面之間延伸之一周邊表面。該銑削嵌件包含：一中間平面(M)，其定位於該等主表面之間的中間位置；及一嵌件夾持孔，其具有一中心孔軸(H)。該周邊表面包含三個側表面，該三個側表面之各者包含恰好兩個切削部分、兩個離隙部分及定位於該中間平面(M)之相對側上之兩個次鄰接表面，各次鄰接表面在各自切削部分與離隙部分之間連續延伸。各切削部分包含一主切削刃、一次切削刃及一角切削刃。在沿垂直於該孔軸(H)之一第一假想平面之一截面中，各次鄰接表面係凹曲的，且在各側表面上，該等次鄰接表面向外會聚。

Description

三角形切線銑削嵌件及銑削刀具
本申請案之標的係關於具有由黏結碳化物製成之切線安裝銑削嵌件之銑削刀具。具體言之，本申請案之標的係關於包含一夾持孔之切線銑削嵌件。
製作一銑削嵌件之一常見程序包含壓實混合有一黏合劑之碳化物粉末，接著進行燒結，其通常導致經壓實混合物或本體之一體積減小。包含一孔之經壓實本體可包含在相鄰於孔處比其他區域或體積更緻密之區域或體積。可在燒結期間產生之一個問題係與較不緻密區域相比，此等較緻密區域更不易於損失體積。此可導致相鄰於此等緻密區域之外表面中之非所要及/或非預期變形。例如，在嵌件之鄰接表面(其等通常需要準確且均質)中，變形(例如，一凸出部)可出現於表面中間，其通常最接近於孔。
根據本申請案之標的之一第一態樣，提供一種可逆且可轉位三角形切線銑削嵌件，其包括兩個相對三角形主表面及在該兩個相對三角形主表面之間延伸之一周邊表面， 該銑削嵌件進一步包括：一中間平面(M)，其定位於該等主表面之間的中間位置；及一嵌件夾持孔，其直接貫通至該等主表面且具有一中心孔軸(H)， 該周邊表面包括恰好三個相同長形側表面， 各側表面包括恰好兩個切削部分、兩個離隙部分及定位於該中間平面(M)之相對側上之兩個相同長形次鄰接表面，各長形次鄰接表面在各自切削部分與離隙部分之間連續延伸， 各切削部分包括： 一主切削刃，其界定於該側表面與一主表面之一交匯處， 一次切削刃，其界定於該側表面與一相鄰側表面之一交匯處，及 一角切削刃，其在該主切削刃與該次切削刃之間延伸， 其中， 在沿垂直於該孔軸(H)之一第一假想平面(P1)之一截面中，各次鄰接表面係凹曲的；且 在各側表面上，該等次鄰接表面遠離該嵌件夾持孔向外會聚。 根據本申請案之標的之一第二態樣，進一步提供一種可逆且可轉位切線銑削嵌件，其包括兩個相對三角形主表面及在該兩個相對三角形主表面之間延伸之一周邊表面， 該銑削嵌件進一步包括：一中間平面(M)，其定位於該等主表面之間的中間位置；及一嵌件夾持孔，其直接貫通至該等主表面且具有一中心孔軸(H)， 該周邊表面包括恰好三個相同長形側表面， 各側表面包括恰好兩個對角相對切削部分及定位於該中間平面(M)之相對側上之兩個長形次鄰接表面， 其中， 各次鄰接表面係圓柱形且具有一第一半徑(R1)；且其中在各主表面之一平面視圖中，一圓(C1)內切於該等切削刃之間且具有一第二半徑(R2)；且該銑削嵌件具有大於7之一曲率比C=(R1/R2)。 任何下列特徵(單獨地或組合地)可適用於本申請案之標的之任何上述態樣。 在各側表面中，所有切削刃整體突起於該等次鄰接表面上方。 各離隙部分包括一中間離隙表面、一角離隙表面及在該中間離隙表面與該角離隙表面之間延伸之一次離隙表面。 每兩個相鄰次鄰接表面交匯於沿該中間平面(M)延伸之一非平坦連續縱向脊部處。 在各側表面中，所有該等切削刃遠離該嵌件夾持孔突起於該脊部上方。 該脊部在沿含有該孔軸(H)之一第二假想平面(P2)截取之一截面中係外凸的。 該脊部在沿該中間平面(M)截取之一截面中係外凹的。 在沿含有該孔軸(H)之一第二假想平面(P2)截取之各側表面之一截面中，該等次鄰接表面呈現為直線。 各主切削刃跨不足該主表面之一三角邊之整個長度延伸，形成於各側表面與一主表面之間的交匯處。 各主表面包括一平坦主鄰接表面及三個長形主離隙表面，該三個長形主離隙表面之各者沿一三角邊在一對應主切削刃與該主鄰接表面之間延伸。 該銑削嵌件具有繞該嵌件孔軸(H)之一120°旋轉對稱性。 該等次鄰接表面位於具有一第一半徑(R1)之一圓柱中。 該第一半徑(R1)具有介於50毫米與110毫米之間的一範圍。 在各主表面之一平面視圖中，一圓(C1)內切於該等主切削刃之間且具有一第二半徑(R2)；且其中該銑削嵌件具有大於7之一曲率比C=(R1/R2)。 在各側表面上，該次鄰接表面係最大表面。 該銑削嵌件無一斜刃。 該角切削刃、該次切削刃及從其等延伸之一次倒棱(t-land)位於一共同平面中。
在下文描述中，將描述本申請案之標的之各個態樣。出於說明目的，足夠詳細地陳述特定構形及細節以提供本申請案之標的之透徹理解。然而，熟習此項技術者亦將暸解，可在無本文中提出之特定構形及細節之情況下實踐本申請案之標的。 參考圖1及圖2，一銑削刀具10具有一刀具本體12，該刀具本體12繞一旋轉軸A旋轉且包含切線定向凹穴14。銑削刀具10包含經由一夾持構件18保持或夾持於凹穴14中之切線銑削嵌件16。在本實例中，夾持構件18係一螺絲。 銑削嵌件16通常由藉由將一黏合劑中之碳化物粉末加壓成形或射出成型並燒結所得之極硬且耐磨材料(諸如黏結碳化物)製成。黏結碳化物可為例如碳化鎢。銑削嵌件16可經塗佈或未經塗佈。 注意圖3、圖8及圖9。銑削嵌件16係可逆且可轉位的。各銑削嵌件16包含界定其間之一寬度方向之兩個相對主表面20。一周邊表面22在主表面20之間延伸。 主表面20係相同的且具有一三角形形狀。各主表面20具有一主刃24、一中心定位主鄰接表面26及三個主離隙表面28。主刃24可可能係不連續的，即在一主表面20之一平面視圖中，主刃24呈現為主表面20之一輪廓。主離隙表面28之各者在主鄰接表面26與主刃24之間延伸。換言之，各主離隙表面28在主鄰接表面26與主表面20之一各自三角邊之間延伸。主鄰接表面26彼此平行且平行於定位於其等之間的中間位置之一中間平面M。 銑削嵌件16包含直接且單獨貫通至主鄰接表面26之一貫穿嵌件夾持孔30。嵌件夾持孔30具有垂直於中間平面M之一中心嵌件孔軸H。銑削嵌件16具有繞嵌件孔軸H之一120°旋轉對稱性。 在沿嵌件孔軸H方向之一投影中，一個主表面20之面積之至少90%與另一主表面20重疊。換言之，銑削嵌件16不具有如此項技術中已知之一扭曲設計。與具有一扭曲幾何形狀之其他切線嵌件(其等通常具有一更複雜周邊幾何形狀)相比，此一非扭曲幾何形狀相對更穩健且製作更簡單/更便宜，其可導致嵌件之一延長的操作壽命。此外，與具有一扭曲幾何形狀之嵌件(其等具有可干擾切屑流動之交叉或非重疊表面)相比，一非扭曲幾何形狀允許更多空間用於更佳切屑流動。 注意圖4至圖10。周邊表面22包含恰好三個相同長形側表面32。每兩個側表面32交匯於包含一周邊角刃36之一尖角34處。周邊角刃36係連續的，且在兩個主刃24之間延伸。周邊角刃36無一斜刃。 各側表面32在其平面視圖中具有一平行四邊形形狀。各側表面32包含兩個對角相對切削部分38及兩個對角相對離隙部分40。一個側表面32之各切削部分38在周邊角刃36處與一相鄰側表面32之一離隙部分40交匯。各側表面32進一步包含恰好兩個長形、非平坦、次鄰接表面42。在各側表面32上，次鄰接表面42係最大表面。 每一側表面32之兩個次鄰接表面42定位於中間平面M之相對側上。各次鄰接表面42在定位於中間平面M之相同側上、定位於相同側表面上之一切削部分38與一離隙部分40之間連續延伸。切削部分38及離隙部分40向外突起於次鄰接表面42上方。換言之，各次鄰接表面42整體向內定位於各自切削部分38及離隙部分40下方。 次鄰接表面42係凹曲的。根據本實施例，次鄰接表面42位於一假想圓柱形表面上。根據本實施例，在沿含有孔軸(H)之一第二假想平面P2截取之各側表面32之一截面(圖9)中，次鄰接表面42呈現為直線。假想圓柱形表面具有範圍介於50毫米與110毫米之間且較佳介於60毫米與100毫米之間的一第一半徑R1。此等範圍取決於嵌件之大小，即，較低範圍對應於較小嵌件。在各主表面20中，以孔軸H為中心且具有一第二半徑R2之一圓C1內切於主刃24或主表面20之三角邊內且由主刃24或主表面20之三角邊定界。各次鄰接表面42具有界定於第一半徑R1與第二半徑R2之間之一曲率比C=R1/R2。曲率比C大於7。 具有此曲率比範圍之優點在於次鄰接表面42之相對大第一半徑R1，其實現側表面32上之經改良/平順切屑成形及次鄰接表面42之最大化兩者的組合。在銑削嵌件夾持至一凹穴14中以避免一過約束鄰接時，有時需要界定各次鄰接表面42上之兩個次鄰接子表面44。該曲率之一進一步優點係簡化將鄰接力遠離次鄰接表面42之中間引導。換言之，曲率使區分及分離各次鄰接表面42上之兩個相對次鄰接子表面44更簡單。 次鄰接表面42之該曲率之一更進一步優點係其可極大地減小或消除燒結期間表面之變形。例如，變形可在各側表面32之一中間區段46中發生，當在各主表面20之一平面視圖中觀看時該中間區段46係嵌件之最薄部分。 此外，每兩個相鄰次鄰接表面42在遠離孔軸H之一方向上向外會聚。相鄰次鄰接表面42之此定向(即，鳩尾配置，如有時在此項技術中提及)經形成以在銑削嵌件16保持於凹穴14中時實現一更穩定、剛性鄰接，且減小夾持配置(例如，夾持構件18)上之間接加工力。一鳩尾配置/定向與凹曲次鄰接表面42之新組合形成一更有效、多用途側表面32。 次鄰接表面42交匯於沿中間平面M延伸之一非平坦、連續縱向脊部48處。脊部48在沿含有嵌件孔軸H之一第二假想平面P2截取之一截面中係外凸的(參見圖9)。此外，脊部48在沿垂直於孔軸H之中間平面M截取之一截面中係外凹的(參見圖6)。脊部48遠離嵌件夾持孔30突起於次鄰接表面42上方。離隙部分40及切削部分38突起於脊部48上方。此係有利的，因為切屑具有更多空間以流經脊部48。此外，歸因於脊部48之凹形曲率，與遠離脊部48之區域相比，切屑具有甚至更多空間以朝向脊部48中間流動。 各離隙部分40包含一角離隙表面50、一中間離隙表面52及在角離隙表面50與中間離隙表面52之間延伸之一次離隙表面54。 各切削部分38包含一主切削刃56、一次切削刃58及在主切削刃56與次切削刃58之間延伸之一凸形角切削刃60。各切削部分38進一步包含主倒棱62及次倒棱64以及主傾角表面68及次傾角表面70。 各主切削刃56在一主離隙表面28與一主倒棱62之間的一相交處形成於一各自主刃24上。主切削刃56僅在一角切削刃60與一相鄰離隙部分40之間連續延伸。 次切削刃58在次離隙表面54與一次倒棱64之間的一相交處形成於周邊角刃36上。各次切削刃58跨角刃36之不足50%延伸。 各周邊角刃36包含兩個次切削刃58及在兩個次切削刃58之間延伸之一凸形過渡刃66。過渡刃66形成於相鄰中間離隙表面52之間的交匯處。過渡刃66突起於次切削刃58上方，即，與嵌件夾持孔之間隔比次切削刃58更遠。過渡刃66既非一切削刃，亦未經設計以用作切削刃。換言之，在加工期間從工件解除過渡刃66。 根據本實例，主倒棱62從主切削刃56向內朝向嵌件夾持孔30及中間平面M延伸，且與主離隙表面28形成一刃銳角α。一主傾角表面68從主倒棱62更向內朝向嵌件夾持孔30及中間平面M延伸。主傾角表面68與相同切削部分38之次鄰接表面42連接。 各次倒棱64在一次傾角表面70與次切削刃58之間延伸。次傾角表面70向內朝向一相鄰次鄰接表面42延伸，且與主倒棱62及相關聯元件連接。 角切削刃60、次切削刃58及次倒棱64皆位於一共同平面P中。主切削刃56不位於與角切削刃及次切削刃58之相同平面內，且相對於共同平面P向下或向內定位。 注意圖1及圖2。各凹穴14具有一基底鄰接表面72及貫通至基底鄰接表面72之一凹穴夾持孔74。在本實例中，凹穴夾持孔74包含一母螺紋。根據本實施例，假定銑削嵌件16呈其切線定向，則基底鄰接表面72大致平行於旋轉軸A。凹穴14具有從基底鄰接表面72橫向地延伸之上壁76及下壁78。上壁76或下壁78之各者包含至少一個壁鄰接表面80，該至少一個壁鄰接表面80與基底表面形成一鄰接銳角β，且與次鄰接表面42之鳩尾定向對應。壁鄰接表面80具有與次鄰接表面42之彎曲形狀對應之一外凸彎曲形狀。壁鄰接表面80之彎曲形狀可改良凹穴中銑削嵌件16之楔入。換言之，當與直鄰接表面相比時，銑削嵌件16更穩定，且穩固地夾持於凹穴中。 在一經耦合位置中，銑削嵌件16位於凹穴14中。一個主鄰接表面26鄰接基底鄰接表面72。一個側表面32之一次鄰接表面42鄰接上壁76之凹穴鄰接表面。一相鄰側表面32之一次鄰接表面42鄰接下壁78之壁鄰接表面80。螺絲18穿過嵌件夾持孔30且經由螺釘螺合至凹穴夾持孔74中。凹穴夾持孔74及嵌件夾持孔30係偏心的，使得轉動螺絲在上壁76與下壁78之間的一方向上壓迫銑削嵌件16。上述鳩尾配置產生將銑削嵌件16向下夾持至基底鄰接表面72上之間接力(在平行於嵌件孔軸H之一方向上)。
10‧‧‧銑削刀具12‧‧‧刀具本體14‧‧‧切線定向凹穴16‧‧‧切線銑削嵌件18‧‧‧夾持構件/螺絲20‧‧‧主表面22‧‧‧周邊表面24‧‧‧主刃26‧‧‧中心定位主鄰接表面28‧‧‧主離隙表面30‧‧‧貫穿嵌件夾持孔32‧‧‧長形側表面34‧‧‧尖角36‧‧‧周邊角刃38‧‧‧切削部分40‧‧‧離隙部分42‧‧‧次鄰接表面44‧‧‧次鄰接子表面46‧‧‧中間區段48‧‧‧脊部50‧‧‧角離隙表面52‧‧‧中間離隙表面54‧‧‧次離隙表面56‧‧‧主切削刃58‧‧‧次切削刃60‧‧‧凸形角切削刃62‧‧‧主倒棱64‧‧‧次倒棱66‧‧‧凸形過渡刃68‧‧‧主傾角表面70‧‧‧次傾角表面72‧‧‧基底鄰接表面74‧‧‧凹穴夾持孔76‧‧‧上壁78‧‧‧下壁80‧‧‧壁鄰接表面A‧‧‧旋轉軸C1‧‧‧圓H‧‧‧中心嵌件孔軸M‧‧‧中間平面P‧‧‧共同平面P1‧‧‧第一假想平面P2‧‧‧第二假想平面R1‧‧‧第一半徑R2‧‧‧第二半徑α‧‧‧刃銳角β‧‧‧鄰接銳角
為了更佳理解本申請案之標的且為了展示可如何在實踐中實行本申請案之標的，現將參考隨附圖式，其中： 圖1係一可操作位置中之一銑削刀具之一側視圖，其展示夾持於一凹穴中且接合一工件之一銑削嵌件； 圖2係圖1之銑削刀具之一等角視圖； 圖3係圖1之銑削嵌件之一等角視圖； 圖4係圖3之經標記區域IV之一放大視圖； 圖5係銑削嵌件之一側表面之一平面視圖； 圖6係沿圖5之線VI截取之銑削嵌件之一截面視圖； 圖7係沿圖5之線VII截取之銑削嵌件之一截面視圖； 圖8係銑削嵌件之一主表面之一平面視圖； 圖9係沿圖8之線IX截取之一截面視圖； 圖10係圖1之經標記區域X之一放大視圖；及 圖11係沿圖2之線XI截取之一截面視圖。 在適當情況下，可在圖中重複參考符號以指示對應或類似元件。
14‧‧‧切線定向凹穴
18‧‧‧夾持構件/螺絲
72‧‧‧基底鄰接表面
76‧‧‧上壁
78‧‧‧下壁
80‧‧‧壁鄰接表面

Claims (21)

  1. 一種可逆且可轉位三角形切線銑削嵌件(16)，其包括兩個相對三角形主表面(20)及在該兩個相對三角形主表面(20)之間延伸之一周邊表面(22)，該銑削嵌件(16)進一步包括：一中間平面(M)，其定位於該等主表面(20)之間的中間位置；及一嵌件夾持孔(30)，其直接貫通至該等主表面(20)且具有一中心孔軸(H)，該周邊表面(22)包括恰好三個相同長形側表面(32)，各側表面(32)包括恰好兩個對角相對的切削部分(38)、兩個對角相對的離隙部分(40)及定位於該中間平面(M)之相對側上之兩個相同長形次鄰接表面(42)，各長形次鄰接表面(42)在各自切削部分(38)與離隙部分(40)之間連續延伸，各切削部分(38)包括：一主切削刃(56)，其界定於該側表面(32)與一主表面(20)之一交匯處，一次切削刃(58)，其界定於該側表面(32)與一相鄰側表面(32)之一交匯處，及一角切削刃(60)，其在該主切削刃(56)與該次切削刃(58)之間延伸，其中，在沿垂直於該孔軸(H)之一第一假想平面(P1)之一截面中，各次鄰接表面(42)係凹曲的；且 在沿垂直於該第一假想平面(P1)、且含有該孔軸(H)之一第二假想平面(P2)截取之一截面中，在各側表面(32)上，該等次鄰接表面(42)朝向該中間平面(M)會聚、向外、遠離該嵌件夾持孔(30)。
  2. 如請求項1之銑削嵌件(16)，其中在各側表面(32)中，所有切削刃(56、58、60)整體突起於在該等次鄰接表面(42)上方。
  3. 如請求項1或2之銑削嵌件(16)，其中各離隙部分(40)包括一中間離隙表面(52)、一角離隙表面(50)及在該中間離隙表面(52)與該角離隙表面(50)之間延伸之一次離隙表面(54)。
  4. 如請求項1之銑削嵌件(16)，其中每兩個相鄰次鄰接表面(42)交匯於沿該中間平面(M)延伸之一非平坦連續縱向脊部(48)。
  5. 如請求項4之銑削嵌件(16)，其中在各側表面(32)中，所有該等切削刃(56、58、60)遠離該嵌件夾持孔(30)突起於該脊部(48)上方。
  6. 如請求項4之銑削嵌件(16)，其中該脊部(48)在沿該第二假想平面(P2)截取之一截面中係外凸的。
  7. 如請求項4之銑削嵌件(16)，其中該脊部(48)在沿該中間平面(M)截取之一截面中係外凹的。
  8. 如請求項1之銑削嵌件(16)，其中在沿該第二假想平面(P2)截取之各側表面(32)之一截面中，該等次鄰接表面(42)呈現為直線。
  9. 如請求項1之銑削嵌件(16)，其中各主切削刃(56)延伸不足該對應主表面(20)之一三角邊之一整個長度。
  10. 如請求項1之銑削嵌件(16)，其中各主表面(20)包括：一平坦主鄰接表面(26)，及三個長形主離隙表面(28)，該三個長形主離隙表面(28)之各者沿一三角邊在一對應主切削刃(56)與該主鄰接表面(26)之間延伸。
  11. 如請求項1之銑削嵌件(16)，其中該銑削嵌件(16)具有繞該嵌件孔軸(H)之一120°旋轉對稱性。
  12. 如請求項1之銑削嵌件(16)，其中該等次鄰接表面(42)位於具有一第一半徑(R1)之一假想圓柱形表面上。
  13. 如請求項12之銑削嵌件(16)，其中該第一半徑(R1)具有介於50毫米與110毫米之間的一範圍。
  14. 如請求項12之銑削嵌件(16)，其中：在各主表面(20)之一平面視圖中，以該孔軸(H)為中心且具有一第二半徑(R2)之一圓(C1)內切於該等主切削刃(56)之間；且 該銑削嵌件(16)具有大於7之一曲率比C=(R1/R2)。
  15. 如請求項1之銑削嵌件(16)，其中在各側表面(32)上，該次鄰接表面(42)係最大表面。
  16. 如請求項1之銑削嵌件(16)，其中各側表面(32)之二個該等次鄰接表面(42)未展現沿該中間平面(M)的鏡向對稱。
  17. 如請求項1之銑削嵌件(16)，其中：一次倒棱(64)從該角切削刃(60)及該次切削刃(58)延伸；且該次倒棱(64)、該角切削刃(60)及該次切削刃(58)位於一共同平面(P)中。
  18. 一種銑削刀具(10)，其包括：一刀具本體(12)，其具有複數個凹穴(14)；及如請求項1之一銑削嵌件(16)，其藉由一夾持構件(18)保持於該複數個凹穴之各者中。
  19. 如請求項18之銑削刀具(10)，其中各凹穴(14)包括：一基底鄰接表面(72)；一凹穴夾持孔(74)，其貫通至該基底鄰接表面(72)；及上壁(76)及下壁(78)，其等橫向於該基底鄰接表面(72)延伸。
  20. 如請求項19之銑削刀具(10)，其中該上壁(76)及該下壁(78)之各者包含外凸彎曲之至少一個壁鄰接表面(80)。
  21. 如請求項19之銑削刀具(10)，其中在一經夾持位置中：一個主鄰接表面(26)鄰接該基底鄰接表面(72)；且屬於不同側表面(32)但定位於該中間平面(M)之相同側上之兩個次鄰接表面(42)鄰接各自壁鄰接表面(80)。
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