TWI793355B - 走心式車削刀具總成 - Google Patents

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Abstract

一種走心式車削刀具總成包含一嵌件及一刀把。該刀把包含一頭部分，其又包含一嵌件承窩及一緊固件孔，該緊固件孔通向該刀具之一刀腹側及該嵌件承窩中之一承窩開口。該嵌件承窩亦包含一刀具夾緊配置，其又包含一刀具基座表面及至少一個刀具鄰接表面，該至少一個刀具鄰接表面與該刀具基座表面形成一外部銳角。該嵌件包含一嵌件基座表面，其又包含與該嵌件基座表面形成一內部銳角之至少一個嵌件鄰接表面。為達成一夾緊位置，自該刀具之刀腹側接達之一單個緊固件鄰接該嵌件。

Description

走心式車削刀具總成
本申請案之標的物係關於所謂走心式車削嵌件、走心式刀把及包括其之走心式車削刀具總成。
所謂走心式車削刀具總成及其組件係經設計以供在通常用於高精度機加工應用之走心型CNC機器(車床)中使用之特殊用途刀具。本申請案涉及之領域之一實例走心式車削刀具總成(用於車削應用之走心式車削總成)在US 9,901,986，中進一步詳細說明，該申請案受讓與本申請人且以引用的方式併入本文中，用於理解走心式刀具總成之獨特要求。
走心式刀具總成達成高精度，此係藉由將工件靠近於一襯套固持以最小化懸伸且最大化穩定性及結構強度而達成。在下文中，有時僅為簡潔起見省略名稱「走心式」或「走心式車削」，但應理解此申請案之標的物具體而言僅涉及經設計用於特定走心型機加工之車削嵌件、刀把及總成。
走心式嵌件之設計受限於機器非常靠近於一排刀100中之襯套及其他刀具總成之要求(參見，例如，本申請案之圖1A及圖1B，此等圖式而非編號對應於US 9,901,986中之圖)。
如圖1A及圖1B中所展示，展示存在四個刀具總成102。每 一刀具總成102包括一刀把104及一車削嵌件106。應注意，車削嵌件106經受較分割或切槽嵌件高的橫向力，此乃因其亦用於車削操作(亦即，在指定為DL之方向上之橫向機加工)。然而，應注意，車削嵌件亦可經構形具有一切槽能力。如以上所述，當在下文中指代嵌件時，僅為簡潔起見可省略名稱「車削」。
車削嵌件106具有一耙形表面108，碎屑在其上流動(未展示)，及刀腹表面110A、110B。一螺釘孔112及114延伸穿過刀腹表面110以將每一嵌件106夾緊至一各別刀把104。一切削緣116形成在至少位於外部之刀腹表面110A及耙形表面108之一交叉點處。
由於嵌件106在排刀100中彼此接近且由於走心型CNC機加工之性質而直接在彼此之上，嵌件不具有延伸穿過其耙形表面108之一夾緊孔，諸如一螺釘孔，而是出於接達目的螺釘孔112延伸穿過其刀腹表面110。應理解，此夾緊配置(螺釘孔112延伸穿過嵌件之刀腹表面110)避免由緊密堆積刀具總成導致之困難且係保護一走心式切削嵌件之一流行方式。
儘管如此，應注意，切削部分118(使用由指定為118之箭頭展示之嵌件之前部部分之一臨時名稱)不由刀把104支撐。
在圖2A及2B中展示之其他先前技術實例中，展示申請人之一先前技術走心式刀具總成200。
刀具總成200包括一刀把204及一車削嵌件206。車削嵌件206具有一耙形表面208，碎屑在其上流動(未展示)，及刀腹表面210。
與先前實例相反，該夾緊配置包含延伸穿過耙形表面208之一夾緊孔212，且夾緊係透過一螺釘214之旋轉來達成，螺釘214可穿過刀把204之一刀腹表面216而非嵌件之刀腹表面210接達。螺釘214致使延伸穿 過夾緊孔212之一杠桿218在一向後及向下方向D1上移動以將嵌件206夾緊至刀把204。
在與先前實例對比中，刀具總成200之嵌件206與先前闡述之嵌件106相比更多地由刀把204支撐，儘管其夾緊配置係顯著地更複雜及昂貴。
本申請案之一目標係提供一種經改良走心式車削嵌件、刀把及刀具總成，特定而言具有高結構穩定性，但仍一更簡單及更使用者友好的夾緊配置。
根據本申請案之標的物之一第一態樣，提供一種走心式車削刀具總成，其包括：一嵌件及一刀把；該嵌件包括：相對之耙形及嵌件基座表面以及連接該等耙形及嵌件基座表面之一嵌件刀腹表面；一切削緣，其沿著該嵌件刀腹表面及該耙形表面之一交叉點之至少一部分形成；及一嵌件夾緊配置，其又包括與該嵌件基座表面形成一內部銳角之一第一嵌件鄰接表面；該刀把包括：相對之前部及後部刀具端；相對之上部及下部刀具側，其連接該等前部及後部刀具端；相對之第一及第二刀腹刀具側，其連接該等前部及後部刀具端及該等上部及下部刀具側；一細長柄部分，其界定一刀具細長軸；及一頭部分，其連接至該柄部分；該頭部分包括：一嵌件承窩；一緊固件孔，其具有一緊固件孔軸且延伸穿過該等第一及第二刀腹刀具側中之至少一者，該緊固件孔通向該嵌件承窩中之一承窩開口；及一單個緊固件，其經構形以將該嵌件帶入至該嵌件承窩上之一夾緊位置中；該嵌件承窩包括一刀具夾緊配置，該刀具夾緊配置又包括：一刀具基座表面；及一第一刀具鄰接表面，其與該刀具基座表面形成一外部銳 角；其中：該緊固件經構形以佔據該緊固件孔且經由所述承窩開口突出至該嵌件承窩中且鄰接該嵌件以將該刀具及嵌件夾緊配置帶入至一夾緊位置中；且其中，在該夾緊位置中：該緊固件鄰接該嵌件；該第一刀具鄰接表面鄰接該第一嵌件鄰接表面；且該刀具基座表面鄰接該嵌件基座表面。
應瞭解，本發明之本質係一夾緊係經由由該刀腹刀具側接達之一緊固件之操作而達成且該第一刀具鄰接表面及第二嵌件鄰接表面之佈建提供一向下夾緊力使得僅可使用一單個緊固件。
為詳細闡述關於經由該刀腹刀具側夾緊嵌件之優點，經由該刀腹刀具側接達該緊固件允許該嵌件之轉位及夾緊而不需要將該刀把自一排刀移除(對於走心式機加工尤其成問題)。其亦允許該刀把具有一高結構穩定性(亦即，該刀把位於該嵌件下方且沿著該嵌件之側，多於圖1A中之實例)，以更全面地支撐該嵌件(對於走心式機加工亦係高度重要的)。此外，該緊固件不延伸穿過該嵌件中一夾緊通孔意味著不必完全移除該螺釘以轉位或替換該嵌件，亦即一所謂之‘無脫落部件’設計。換句話說，該刀具總成包括延伸穿過第一及第二刀腹刀具側兩者之一緊固件孔；一緊固件可在一緊固件孔內圍繞一緊固件軸旋轉；且在一夾緊位置中，一緊固件軸既不相交，亦不通過該嵌件。
進一步，該單個緊固件係在設計上優於圖2A及圖2B中先前已知配置之一顯著改良。
為概述本發明優於先前技術之優點：一較不複雜刀具夾緊配置，亦即提供一單個緊固組件之操作，其優於需要多於一個緊固件組件之圖2A及圖2B中展示之實例；然而，儘管該等第一嵌件及刀具鄰接表面之生產比圖1A及圖1B中展示之簡單嵌件及標準螺釘(亦允許在自一排刀之嵌 件移除而非刀把移除)更複雜及昂貴的，但理論上達成用於該嵌件之一更具結構支撐性的刀把結構。因此可達成一相當大切削深度。
根據本發明之標的物之一第二態樣，提供一種走心式刀把，其包括：相對之前部及後部刀具端；相對之上部及下部刀具側，其連接該等前部及後部刀具端；相對之第一及第二刀腹刀具側，其連接該等前部及後部刀具端及該等上部及下部刀具側；一細長柄部分，其界定一刀具細長軸；及一頭部分，其連接至該柄部分；該頭部分包括：一嵌件承窩；一緊固件孔，其延伸穿過該等第一及第二刀腹刀具側中之至少一者且通向該嵌件承窩中之一承窩開口；及一單個緊固件。
根據本發明之標的物之一第三態樣，提供一種走心式車削嵌件，其包括：相對之耙形及嵌件基座表面以及連接該等耙形及嵌件基座表面之一嵌件刀腹表面；及一嵌件夾緊配置，其包括與該嵌件基座表面形成一內部銳角之一第一嵌件鄰接表面。
應理解，在本說明書及專利申請範圍中，給定之方向僅用於參考相同或其他組件之其他元件且不是相對於地面。類似地，當說明舉例而言該刀把具有上部、下部、第一及第二刀腹側時，此不應解釋為推斷一正方形形狀。甚至，舉例而言，一圓柱形柄理論上可劃分成此等側。應理解，此等定義之目的同樣係理解如何夾緊該嵌件且在機加工時如何起作用，亦即以理解力施加之相對方向。在其中一特定形狀或幾何形狀係重要的之情況下，其將以幾何術語予以定義。
較佳地，該緊固件經構形以鄰接該嵌件使得該嵌件至少部分地旋轉至該夾緊位置中。替代地或另外，較佳地該嵌件承窩包括相對之前部及後部承窩端，該前部承窩端比該後部承窩端更靠近該前部刀具端； 且在夾緊位置中，在該後部承窩端處存在該緊固件及該嵌件之鄰接。更確切地，較佳地，該承窩開口通向該後部承窩端。在具有止動器嵌件及刀具鄰接表面之某些較佳實施例中(以下所闡述)，該緊固件可替代地或另外經構形以亦鄰接該嵌件使得其朝向該前部刀具端移動。最佳地，該緊固件可鄰接該嵌件以旋轉該嵌件且使其朝向該前部刀具端移動。
有利地，該緊固件之一螺紋柄部分可包括毗鄰於該緊固件之一鄰接端之一釋放部分。此有助於確保該嵌件不刮擦該螺紋部分。換句話說，毗鄰於螺釘頭部分，該緊固件之螺紋柄部分可包括具有小於該螺紋部分之該螺紋部件之一直徑之一釋放部分。
根據本發明之標的物之一第四態樣，提供一種用於一走心式車削刀具總成之一緊固件，其包括：一螺釘頭部分及連接至其之一螺紋柄部分；該螺釘頭部分包括：形成有一刀具接納配置之一刀具接納端；包括一倒角拐角之一嵌件鄰接端；自該刀具接納端至該嵌件鄰接端界定之一頭軸長度LH；沿著該螺紋柄部分之一螺紋部分界定之一柄軸長度LS；其中該頭軸長度LH等於或大於該柄軸長度LS之一半。
應理解，以一不尋常方式設計用於鄰接之此緊固件由於其不尋常長的頭部分而對於穩定性係有利的。
較佳地，該螺釘頭部分形成有一環形凹入部分，該環形凹入部分有助於進一步界定該緊固件至該緊固件孔(該緊固件位於其中)之鄰接區。
以下偏好可適用於該等態樣中之每一者。
該嵌件可包括相對之前部及後部嵌件側及相對之第一及第二刀腹嵌件側。較佳地，該緊固件可僅在該後部嵌件側處鄰接該嵌件，或 僅鄰接該後部嵌件側與該第一刀腹嵌件側之一交叉點區。若僅鄰接該後部嵌件側(亦即，在一後部承窩端處)，則此可向前推動該嵌件至該夾緊位置中。若鄰接該交叉點區，則此可向前推動該嵌件以及旋轉該嵌件至該夾緊位置，此係當前最佳構形。值得注意的是，在該嵌件之該後端處之鄰接允許該刀把且因此刀具總成之有利緊湊性。
該刀具夾緊配置可進一步包括距該前部刀具端比該第一刀具鄰接表面遠的一第二刀具鄰接表面，且該等第一及第二刀具鄰接表面各自更靠近該等第一及第二刀腹刀具側中之一不同者；該嵌件夾緊配置可進一步包括與該第一嵌件鄰接表面間隔開之一第二嵌件鄰接表面。在該夾緊位置中，該等第一及第二刀具鄰接表面分別鄰接該等第一及第二嵌件鄰接表面。類似地，當該刀具夾緊配置進一步包括一第三刀具鄰接表面且該嵌件夾緊配置包括一第三嵌件鄰接表面時，其等可在該夾緊位置中彼此鄰接。
較佳地，該嵌件承窩通向該上部刀具側及該第二刀腹刀具側且該第一刀具鄰接表面比該第二刀腹刀具側更靠近該第一刀腹刀具側。應理解，該嵌件可主要地經構形以在基本上自該第一刀腹刀具側朝向該第二刀腹刀具側之一方向上起作用，且因此該第一刀腹刀具側處額外強度之支撐係有利的。進一步，在此情況中，較佳地的是一第二刀具鄰接表面(其距該前部刀具端比該第一刀具鄰接表面遠)比該第一刀腹刀具側更靠近該第二刀腹刀具側。
該第一刀具鄰接表面可平行於或基本上平行於該細長軸。易言之，從該刀具基座表面之一俯視觀察，該第一刀具鄰接表面與該刀具細長軸實質上平行，其偏差在15°內(即±15°)(substantially parallel with the tool elongation axis within 15°)、較佳在5°內(即±5°)(意即：即第一刀具鄰 接表面與刀具細長軸在15°內(±15°)、較佳在5°內(±5°)實質平行)。
較佳地，該刀具夾緊配置進一步包括與該刀具基座表面形成一外部銳角之一第二刀具鄰接表面。此可對該嵌件(限制該嵌件之兩個端處之向上運動)提供進一步穩定性及/或可允許該嵌件可轉位。
該第二刀具鄰接表面可平行於或基本上平行於該細長軸。換句話說，在該刀具基座表面之一俯視圖中，該第二刀具鄰接表面與該刀具細長軸實質上平行，其偏差在15°內(亦即，±15°)、較佳地在5°內(亦即，±5°)。
較佳地，該嵌件承窩具有與該刀具細長軸基本上平行之一基本細長形狀。應理解，一細長形狀尤其適合於一走心式車削刀具總成在其中操作之空間受限環境。
較佳地，該頭部分包括延伸高於該第一刀具鄰接表面之一承窩壁。較佳地，該承窩壁毗鄰於該第一刀具鄰接表面。換句話說，較佳地，該承窩壁與第一刀具鄰接表面兩者比該第二刀腹刀具側更靠近該第一刀腹刀具側。較佳地，該承窩壁在毗鄰該第一刀腹刀具側之一相對壁前方軸向延伸。該相對壁可僅定位成毗鄰該後部承窩端使得該嵌件承窩通向該第二刀腹刀具側。
較佳地，該刀具夾緊配置可包括一止動器刀具鄰接表面(在下文中亦稱作一第三刀具鄰接表面，此乃因在所展示實例中該刀具夾緊配置已經包括其他兩個刀具鄰接表面)。較佳地，該第三刀具鄰接表面可定位於(例如，軸向地定位成與該細長軸平行)該等第一及第二刀具鄰接表面之間。較佳地，該第三刀具鄰接表面可與該刀具基座表面形成一外部銳角。該第三刀具鄰接表面可經構形以限制平行於該細長軸之該嵌件之移動。
在該刀具基座表面之一俯視圖中，該等第一及第三刀具鄰接表面可形成滿足以下條件之一第三刀具鄰接表面角β3：45°<β3<135°，更較佳地75°<β3<115°，及最佳地85°<β3<95°。
另外或替代地，該第三刀具鄰接表面可相對於該細長軸界定，亦即，其可橫向於，較佳地基本上垂直於或垂直於該細長軸。此橫向定向，較佳地垂直係用於限制在與該細長軸平行之一方向上該嵌件之移動。
在其中該嵌件係細長的且具有一嵌件細長軸之實施例中，在該嵌件基座表面之一仰視圖中，該第一嵌件鄰接表面與該嵌件細長軸實質上平行，其偏差在15°內(亦即，±15°)、較佳地在5°內(亦即，±5°)。
較佳地，該嵌件進一步包括與該嵌件基座表面形成一內部銳角之一第二嵌件鄰接表面。此可對該嵌件(限制該嵌件之兩個端處之向上運動)提供進一步穩定性且/或可允許該嵌件可轉位。
在其中該嵌件係細長的且具有一嵌件細長軸之實施例中，在該嵌件基座表面之一仰視圖中，該第二嵌件鄰接表面與該嵌件細長軸實質上平行，其偏差在15°內(亦即，±15°)、較佳地在5°內(亦即，±5°)。
因此，較佳地，該嵌件可係一雙向可轉位嵌件，其進一步包括與該嵌件基座表面形成一內部銳角之一第二嵌件鄰接表面，該嵌件至少相對於該等嵌件鄰接表面可180°旋轉地對稱。
該等第一及第二嵌件鄰接表面允許該嵌件旋轉地對稱(不論180度或某一其他角度，例如，若該嵌件係三向可轉位或四向可轉位等。)之一個可能性係該等第一及第二嵌件鄰接表面可面向相同旋轉方向。儘管一雙向可轉位嵌件係當前最佳選項，此乃因其允許用於一受限區域、較高可轉位性之一細長形嵌件可提供額外轉位選項之一單獨優點，此增加一嵌 件之價值。
較佳地，該嵌件之切削緣可180°旋轉地對稱，然而亦可想像該嵌件之每一可轉位端可具有一不同功能。
較佳地，該切削緣之最前部分係一刮刷器。換句話說，與沿著一刀腹嵌件側延伸之該切削緣之毗鄰部分成一直角。
較佳地，該嵌件具有一基本細長形狀。應理解，一細長形狀尤其適合於其中一走心式車削刀具總成操作之空間受限環境。進一步，傾斜嵌件鄰接表面允許藉助上述優點將該嵌件夾緊，該等優點目前尚不知道可用於走心式車削刀具。
較佳地，該嵌件可具有一固體嵌件形狀(換句話說，該嵌件可無一夾緊通孔)。此可允許一給定尺寸之一較堅固嵌件。另一優點係一平滑耙形表面可允許無阻礙屑流。
較佳地，該嵌件可包括一止動器嵌件鄰接表面(亦在下文中稱作一第三嵌件鄰接表面，此乃因在所展示實例中，其中該嵌件已包括其他兩個嵌件鄰接表面)。最佳地，一單個凹部可包括該第三嵌件鄰接表面及毗鄰其延伸之一嵌件基座表面兩者。較佳地，該第三嵌件鄰接表面可與該嵌件基座表面形成一內部銳角。
在該嵌件之一仰視圖中，該等第一及第三嵌件鄰接表面可形成滿足以下條件之一外部嵌件鄰接表面角λ：45°<λ<135°，更較佳地75°<λ<115°，及最佳地85°<λ<95°。
應理解，在該夾緊位置中，該嵌件與刀把之僅接觸區域係該緊固件及該嵌件，該刀具及嵌件基座表面及該刀具及嵌件鄰接表面(無論存在一個、兩個或三個等)。因此，該等接觸區域係如上文在該第一態樣中 所闡述一般。在其中該嵌件夾緊配置進一步包括一第二嵌件鄰接表面且該刀具夾緊配置進一步包括一第二刀具鄰接表面之實施例中，在該夾緊位置中，亦存在該第二刀具鄰接表面與該第二嵌件鄰接表面之鄰接。類似地，在其中該嵌件夾緊配置進一步包括一第三嵌件鄰接表面且該刀具夾緊配置進一步包括一第三刀具鄰接表面之實施例中，在夾緊位置中，亦存在該第三刀具鄰接表面與該第三嵌件鄰接表面之鄰接。
較佳地，該嵌件可係一ISO D型嵌件(具有一55°角度)或更小(例如，具有一35°角度之一V型嵌件)。
應理解，儘管連接至相對之上部及下部刀具側之相對之第一及第二刀腹刀具側經界定，但此不需要該刀把或其柄具有一四邊形形狀而相反此界定提供一相對位置。舉例而言，一刀具之柄可係圓柱形，其中每一90度象限之外部表面構成一該等刀具側中之一者。
該緊固件可係包括一螺釘頭部分及連接至其之一螺紋柄部分之一螺釘。該緊固件孔可形成有對應於該螺紋柄部分之螺紋。
一螺釘頭部分可包括相對之刀具接納端及嵌件鄰接端。
一螺釘頭部分可包括自該刀具接納端至該嵌件鄰接端界定之一頭軸長度。
一螺紋柄部分可包括沿著其一螺紋部分界定之一柄軸長度。
較佳地，該頭軸長度等於或大於該柄軸長度之一半。
較佳地，該螺釘頭部分進一步形成有位於該刀具接納端與嵌件鄰接端之間之一環形凹入部分。
7D-7D:線
8A-8A:線
8B-8B:線
8C-8C:線
10:刀具總成
12:嵌件
14:刀把
16:緊固件/單個緊固件
16A:螺釘頭部分
16B:螺紋柄部分/螺紋部分
16C:刀具接納端
16D:嵌件鄰接端
16E:一刀具接納配置
16F:倒角拐角
16G:螺紋部分
16H:環形凹入部分
16I:釋放部分
18:冷卻劑配置
20:耙形表面
22:嵌件基座表面
24:嵌件刀腹表面
26:切削緣
28A:主(較大)切削緣
28B:輔助切削緣
30A:主(較大)切削緣
30B:輔助切削緣
32A:最長側
32B:最長側
34:嵌件夾緊配置
34A:第一嵌件鄰接表面/主要嵌件鄰接表面/主要鄰接表面/第一鄰接表面
34B:第二嵌件鄰接表面/主要嵌件鄰接表面/主要鄰接表面
34C:第三嵌件鄰接表面/次要鄰接表面/嵌件鄰接表面
34D:第四嵌件鄰接表面/次要鄰接表面
36A:前部刀具端/刀具端
36B:後部刀具端
36C:上部刀具側
36D:下部刀具側
36E:第一刀腹刀具側/刀腹刀具側/第一刀具側
36F:第二刀腹刀具側/刀腹刀具側/第二刀具側
38:細長柄部分/柄部分
40:頭部分
42:嵌件承窩
44:緊固件孔
46:承窩開口
47A:孔口
47B:第二孔口
48:刀具夾緊配置
50A:後部承窩端
50B:前部承窩端
52:刀具基座表面
54A:第一刀具鄰接表面
54B:第二刀具鄰接表面
54C:第三刀具鄰接表面
56:承窩壁
58:緊固件鄰接表面
58A:緊固件鄰接表面
58B:緊固件鄰接表面
100:排刀
102:刀具總成
104:刀把
106:車削嵌件/嵌件
108:耙形表面
110A:刀腹表面
110B:刀腹表面
112:螺釘孔
114:螺釘孔
116:切削緣
118:切削部分
200:先前技術走心式刀具總成/刀具總成
204:刀把
206:車削嵌件/嵌件
208:耙形表面
210:刀腹表面/嵌件刀腹表面
212:夾緊孔
214:螺釘
216:刀腹表面
218:杠桿
AE:嵌件細長軸
AH:緊固件孔軸
AI:中心嵌件軸
AT:刀具細長軸
AW:緊固件軸
D1:向後及向下方向
DC:主切削方向/切削方向
DD:切削方向DC之相反方向/方向
DF:向前方向
DL:橫向機加工之方向
LH:頭軸長度
LS:柄軸長度
εA:外部銳角
εB:外部銳角
εC:外部銳角
μA:第一內部銳角
μD:第四內部銳角
λ:外部嵌件鄰接表面角
θ:55°角度
為對本申請案之標的物之一更好理解，且為展示如何在實務上可執行相同工作，現在將參考隨附圖式，其中：圖1A係包括四個走心型刀具總成之一先前技術排刀之一前視圖；圖1B係圖1A中之排刀之一側視圖；圖2A係一不同先前技術走心型刀具總成之一側視圖；圖2B係圖2A中之刀具總成之一俯視圖；圖3A係根據本申請案之標的物之一實例走心型刀具總成之一側視圖；圖3B係圖3A中之刀具總成之一前視圖；圖3C係圖3A中之刀具總成之一俯視圖；圖4A係圖3A中之刀具總成之一螺釘之一側視圖；圖4B係圖4A中之螺釘之一透視圖；圖4C係圖4A中之螺釘之一後視圖；圖5A係圖3A中之刀具總成之一嵌件之一前透視圖，其中用虛構的斜線例證預期鄰接表面；圖5B係圖5A中之嵌件之一仰視圖；圖5C係圖5A中之嵌件之一前視圖；圖5D係如圖5A中展示之嵌件之一側視圖；圖6A係圖3A中之刀具總成之一刀把之一部分之一側視圖；圖6B係圖6A中之刀把之一前視圖；圖6C係圖6A中之刀把之一部分之一俯視圖；圖7A係圖6A中之刀把之一部分之一透視圖，特定而言具有用虛構的點線部分例證之預期鄰接表面之嵌件承窩；圖7B係圖7A中之刀把之部分之一類似透視圖； 圖7C係圖7A中之刀具部分之部分之一側視圖；圖7D係沿著圖7C中之線7D-7D之一剖視圖；圖8A係沿著圖7D中之線8A-8A之一剖視圖；圖8B係沿著圖7D中之線8B-8B之一剖視圖；圖8C係沿著圖7D中之線8C-8C之一剖視圖；圖9A係刀具總成圖3A之嵌件承窩、螺釘及嵌件在一未夾緊位置中之一剖視圖；圖9B係類似於圖9A之一視圖之一過渡位置，其中螺釘已在嵌件承窩內進一步移動以鄰接嵌件且將嵌件部分地移動於一夾緊位置中；及圖9C係類似於圖9A及圖9B之一視圖，惟螺釘已在嵌件承窩內部進一步移動以鄰接嵌件，使得其現在在嵌件承窩中固定於一夾緊位置中。
參考圖3A至圖3C，所圖解說明係一刀具總成10，其包括一嵌件12、一刀把14及用於將嵌件12固定至刀把14之一緊固件16(圖4A至圖4C中所展示)。
刀具總成10可視情況包括一冷卻劑配置18。
值得注意的是，對於機加工之基本功能，刀具總成10僅需要三個組件，即嵌件12、刀把14及一單個緊固件16。在所展示實施例中，緊固件16具有單一整體構造。此外，如下文進一步論述，緊固件鄰接(亦即，直接接觸)嵌件12而無一中間元件。
參考圖4A至圖4C，緊固件16具有一緊固件軸AW，緊固件16可圍繞緊固件軸AW旋轉。緊固件較佳地係包括一螺釘頭部分16A及連接至其之一螺紋柄部分16B之一螺釘。
螺釘頭部分16A可包括相對之刀具接納端及嵌件鄰接端16C、16D。更確切地，刀具接納端16C形成有一刀具接納配置16E(在此實例中，係一Torx®鍵槽)。
類似地，嵌件鄰接端16D可包括經設計以鄰接嵌件12(圖3A)之一倒角拐角16F。
螺釘頭部分16A可包括自刀具接納端16C至嵌件鄰接端16D界定之一頭軸長度LH。
螺紋柄部分16B可包括一螺紋部分16G且沿著螺紋部分16G界定一柄軸長度LS。
較佳地，出於鄰接目的，頭軸長度LH等於或大於柄軸長度LS之一半，如將在下文解釋。
此外，較佳地，螺釘頭部分16A形成有一環形凹入部分16H。
有利地，螺紋柄部分16B包括一釋放部分16I(亦即，具有小於螺紋之直徑之一外部直徑)，此確保緊固件16可僅在其預期嵌件鄰接端16D處鄰接嵌件12(亦即，確保嵌件12不刮擦螺紋部分16B)。
參考圖3C及圖5A至圖5D，嵌件12較佳地具有一基本細長形狀，舉例而言，具有一ISO D型形狀(具有表示為θ之一55°角度)。
一中心嵌件軸AI係展示在圖3C中，且一嵌件細長軸AE係展示在圖5B中。
在此實例中，嵌件12在圍繞中心嵌件軸AI精確地旋轉(且僅180°)時係一雙向可轉位嵌件。
嵌件12包括相對之耙形及嵌件基座表面20、22及連接耙形及嵌件基座表面20、22之一嵌件刀腹表面24。耙形及嵌件基座表面20、22在結 構及功能上彼此不同且因此嵌件12係單面的。
一切削緣26係沿著嵌件刀腹表面24與耙形表面20之一交叉點之至少一部分形成。在此實例中，當嵌件12係雙向可轉位時，切削緣具有兩個相同部分28、30。具體而言，在較佳實例中，每一部分具有用於車削之一主(較大)切削緣28A、30A，且每一部分具有形成一輔助切削緣28B、30B之一最前部分(其較佳地但視情況構形為一刮刷器)。儘管如此，每一輔助切削緣28B、30B可提供一有限滾切能力。
值得注意的是，出於說明書及專利申請範圍之目的，在其中嵌件係細長之實施例中，嵌件細長軸AE並非相對於可係為各種形狀之一切削緣界定而是界定為平行於且介乎嵌件12之兩個最長側32A、32B(圖5B)之間延伸。
嵌件12進一步包括在此實例中包括第一、第二、第三及第四嵌件鄰接表面34A、34B、34C、34D之一嵌件夾緊配置34。應理解，在功能上，僅第一嵌件鄰接表面34A(如下文將闡述，在夾緊位置中，其將係最靠近一前部刀具端36A之嵌件鄰接表面，圖6C)將係充足的。第二嵌件鄰接表面34B(如下文將闡述，在夾緊位置中，其將係最遠離前部刀具端36A之嵌件鄰接表面)有益於嵌件12之穩定性，且此外，在其中嵌件12係可轉位之此實例中，在轉位之後替代第一嵌件鄰接表面34A之功能。第三嵌件鄰接表面34C有助於達成所期望夾緊位置，但像第二嵌件鄰接表面34B那般，係一較佳但選用之止動器。不像其他嵌件鄰接表面，第四嵌件鄰接表面34D不具有下文所闡述之夾緊位置中之功能且僅在轉位之後替代與其相同之第三嵌件鄰接表面34C之功能。
在圖5A至圖5D中所見之實施例中，四個嵌件鄰接表面包括 沿著嵌件細長軸AE延伸之一對相同主要嵌件鄰接表面34A、34B及橫向於主要鄰接表面34A、34B之一對次要鄰接表面34C、34D。當嵌件12係雙向可轉位時，第一及第二嵌件鄰接表面34A、34B在圍繞中心嵌件軸AI旋轉180°之後係相同的。類似地，第三及第四嵌件鄰接表面34C、34D在圍繞中心嵌件軸AI旋轉180°之後係相同的。因此在以下闡述中，關於第一抑或第二嵌件鄰接表面34A、34B說明之每一事情對於另一者係正確的，且關於第三抑或第四嵌件鄰接表面34C、34D說明之每一事情對於另一者亦係正確的。這樣做係出於簡潔目的且因為在圖式中鄰接表面中之某些鄰接表面比其他鄰接表面更容易展示。
所有第一、第二、第三及第四嵌件鄰接表面34A、34B、34C、34D分別與嵌件基座表面22形成第一內部銳角μA、第二內部銳角(未示於圖)、第三內部銳角(未示於圖)及第四內部銳角μD(注意，第二內部銳角未示於圖，但在轉位之後與第一內部銳角μA係相同的，第三內部銳角未示於圖，但在轉位之後與四內部銳角μD係相同的)。如將自圖式理解，在說明書及專利申請範圍中，如所展示，一「內部」角度係自一組件之材料內部量測，與此相反，一「外部」角度自該材料外部量測。
在圖5B中，第一及第二嵌件鄰接表面34A、34B兩者(其投影至頁面中)展示為與嵌件細長軸AE平行，儘管此對準係選用的。
在圖5B之視圖中，使用虛構的延伸線，展示第一及第三嵌件鄰接表面34A、34C可形成一外部嵌件鄰接表面角λ。外部嵌件鄰接表面角λ在此實例中係90°，儘管此角度係選用的。為執行如一止動器，第三嵌件鄰接表面34C僅需要橫向於第一或第二嵌件鄰接表面34A、34B，然而，應理解，較靠近一直角之一角度提供一較安全止動功能。
雖然論述如由圖5A中之斜線展示之嵌件鄰接表面，但應關注一緊固件鄰接表面58。應理解，此表面可係為允許鄰接之任何所期望形狀。進一步，當一夾緊位置包含係最靠近前部刀具端36A之鄰接表面之第一鄰接表面34A時，由緊固件16鄰接之緊固件鄰接表面58係在圖5D中指定為「58A」之鄰接表面。在圖5A中指定為58B之相同鄰接表面係在隨後嵌件12轉位時鄰接。因此，作用緊固件鄰接表面遠離刀具端36A。值得注意的是，在此較佳但非限制性實施例中，緊固件鄰接表面58A、58B係位於後部及刀腹嵌件側之一交叉點處，此有益於提供如下文闡述之旋轉及平移運動兩者。
參考圖6A至圖7B，刀把14包括相對之前部及後部刀具端36A、36B(圖3C)，連接前部及後部刀具端36A、36B之相對之上部及下部刀具側36C、36D；連接前部及後部刀具端36A、36B之相對之第一及第二刀腹刀具側36E、36F及上部及下部刀具側36C、36D；界定一刀具細長軸AT(亦即，與柄部分38平行地延伸)之一細長柄部分38；及連接至柄部分38之一頭部分40。
頭部分40包括一嵌件承窩42，在此實例中其具有與刀具細長軸AT基本上平行延伸之一基本細長形狀。
頭部分40進一步包括具有一緊固件孔軸AH(圖7D)之一緊固件孔44(圖6B)。在所展示實施例中，緊固件孔44延伸穿過第一及第二刀腹刀具側36E、36F兩者。這樣做係為了方便生產。在未展示之其他實施例中，緊固件孔44可在兩個刀腹刀具側36E、36F中之僅一者與嵌件承窩42中之一承窩開口46之間延伸。如圖7A中最佳所見，緊固件孔44在承窩開口46處與嵌件承窩42相交。重申，承窩開口46中斷緊固件孔44。
緊固件孔44經由通向第一刀具側36E之一孔口47A接達。為了方便生產，緊固件孔44亦通向第二刀具側36F處之一第二孔口47B。應理解，若期望，則可藉由第二刀具側36F而非第一刀具側36E處一孔口接達一緊固件或可提供自刀把14之任一側致動之一雙端緊固件。
亦參考圖7C至圖8C，嵌件承窩42包括一刀具夾緊配置48，該刀具夾緊配置48又包括一刀具基座表面52及第一、第二及第三刀具鄰接表面54A、54B、54C，如圖8A至圖8C中所展示，每一刀具鄰接表面與刀具基座表面52形成一外部銳角(εA、εB、εC)。
如圖6C中最佳展示，第一及第二刀具鄰接表面54A、54B在此實例中係平行於刀具細長軸AT，然而，第三刀具鄰接表面54C係垂直於刀具細長軸AT。應理解，第三刀具鄰接表面54C必須橫向於其他鄰接表面中之至少一個以限制平行於刀具細長軸AT之嵌件12之移動。
仍然參考圖6C，嵌件承窩42進一步包括一後部承窩端50A及一前部承窩端50B。
如自圖7A及圖7B最容易理解，嵌件承窩42通向上部刀具側36C及第二刀腹刀具側36F且第一刀具鄰接表面54A比第二刀腹刀具側36F更靠近第一刀腹刀具側36E。應理解，主切削方向DC(圖3C)基本上係在自第一刀腹刀具側36E朝向第二刀腹刀具側36F之方向上(亦即，橫向於細長軸AT，更確切地基本上與其成一直角)且因此有益於第一刀具鄰接表面54抵抗在與切削方向DC相反之方向DD上施加於其上之力支撐嵌件12。
較佳地，頭部分40進一步包括延伸高於第一刀具鄰接表面54A之一承窩壁56。應理解，額外材料顯著地加強刀把14且因此由其抵抗在方向DD上施加於其上之力固持之嵌件12。
參考圖5A及圖7B，用虛構的點線或斜線部分示意地展示預期鄰接表面。除緊固件16(具體而言倒角拐角16F)鄰接將在下文闡述之嵌件12(具體而言緊固件鄰接表面58A)之鄰接外，為達成夾緊位置，還存在至少第一刀具鄰接表面54A與第一嵌件鄰接表面34A及刀具基座表面52與嵌件基座表面22之鄰接。
應理解，其中上述鄰接，一嵌件可固定在一夾緊位置中，特定而言此乃因第一刀具鄰接表面54A及第一嵌件鄰接表面34A經構形以朝向刀具基座表面52加偏壓於嵌件12。
較佳地，在本實例中，亦存在第二刀具鄰接表面54B與第二嵌件鄰接表面34B之鄰接。
由於鄰接表面相對於刀具基座表面52及嵌件基座表面22傾斜以將其等帶入至一夾緊位置，因此較佳地緊固件16以其使嵌件部分地旋轉至夾緊位置中之此一方式鄰接嵌件12，如所展示，在自圖9A至圖9B展示之嵌件12之位置之過渡中。
進一步，較佳地，亦提供鄰接第三嵌件鄰接表面34C之第三刀具鄰接表面54C。此提供一止動器效應以暫停嵌件12在基本上與刀具細長軸AT平行之一向前方向DF(圖3C)上向前滑動。儘管第三刀具及嵌件鄰接表面54C、34C相對於刀具及嵌件基座表面52、22類似地傾斜，但應理解較之第一及第二刀具及嵌件鄰接表面54A、54B、34A、34B，該傾斜較不必要確實，類似於第二刀具鄰接表面54B及第二嵌件鄰接表面34B，第三刀具及嵌件鄰接表面54C、34C整體係較佳的但係選用的。儘管如此，應理解第二刀具鄰接表面54B及第二嵌件鄰接表面34B顯著地有助於穩定性且因此係高度較佳的。
亦參考圖9A至圖9C，在操作中，藉由使用一螺釘起子(未展示)且經由刀具接納配置16E使緊固件16旋轉來移動此實例中之緊固件16。
更確切地，此旋轉使緊固件16自圖9A中展示之一初始位置進一步移動至緊固件孔44中至如圖9B中所展示之一中間位置。
在圖9B中，倒角拐角16F在承窩開口46(圖7A中所展示)處鄰接緊固件鄰接表面58A。此鄰接使嵌件12朝向夾緊位置移動。具體而言，在圖9B中，此移動包含嵌件12之旋轉使得第一及第二刀具及嵌件鄰接表面54A、54B、34A、34B接觸。
倒角拐角16F及緊固件鄰接表面58A兩者經構形(倒角)使得其鄰接既使嵌件12旋轉且亦使嵌件12在向前方向DF上移動。
隨著緊固件16之繼續旋轉，嵌件12在向前方向DF上進一步移動直至到達圖9C中所展示之夾緊位置。在此一夾緊位置中，第三刀具鄰接表面54C鄰接第三嵌件鄰接表面34C，此有效地暫停嵌件12之移動。
如在圖9A至圖9C中所見，在經組裝刀具之初始、中間及夾緊位置中，緊固件16佔據緊固件孔44且沿著緊固件孔軸AH延伸。在某些實施例中，緊固件孔軸AH與緊固件軸AW重合。同樣，在某些實施例中，在其中緊固件孔44通往第一及第二刀腹刀具側36E、36F兩者之一經組裝刀具中，緊固件軸AW既不相交亦不通過嵌件12，即使緊固件16直接接觸嵌件12。
回到圖4A至圖4C，為減少緊固件16上之應力，螺釘頭部分16A經構形以具有一不尋常長的頭軸長度LH以增加自刀具接納端16C至嵌件鄰接端16D之經界定鄰接區域。為進一步確保一相對長區域上方之經界定鄰接(接觸區域)，緊固件16具備該環形凹入部分16H。
值得注意的是，夾緊嵌件12(如以上所闡述)或藉由使緊固件 16在相反方向上旋轉鬆開嵌件12係藉由僅致動一單個元件，即緊固件16來達成且此致動係經由刀腹刀具側中之一者(在此實例中經由第一刀腹刀具側36E接達緊固件孔44)。因此，刀把14不需要自一排刀(未展示)拆卸，以便接達通向舉例而言上部刀具側36C之一緊固件孔。
10:刀具總成
12:嵌件
14:刀把
28A:主(較大)切削緣
28B:輔助切削緣
30A:主(較大)切削緣
30B:輔助切削緣
36A:前部刀具端/刀具端
36B:後部刀具端
36F:第二刀腹刀具側/刀腹刀具側/第二刀具側
38:細長柄部分/柄部分
40:頭部分
AI:中心嵌件軸
DC:主切削方向/切削方向
DD:切削方向DC之相反方向/方向
DF:向前方向
θ:55°角度

Claims (17)

  1. 一種走心式車削刀具總成，其包括：一嵌件，該嵌件沒有一夾緊通孔；及一刀把；該嵌件包括：相對之耙形及嵌件基座表面及連接該等耙形及嵌件基座表面之一嵌件刀腹表面；一切削緣，其沿著該嵌件刀腹表面與該耙形表面之一交叉點之至少一部分形成；及一嵌件夾緊配置，其又包括與該嵌件基座表面形成一內部銳角之一第一嵌件鄰接表面；該刀把包括：相對之一前部刀具端及一後部刀具端；相對之一上部刀具側及一下部刀具側，其連接該等前部及後部刀具端；相對之一第一刀腹刀具側及一第二刀腹刀具側，其連接該等前部及後部刀具端及該等上部及下部刀具側；一細長柄部分，其界定一刀具細長軸；及一頭部分，其連接至該柄部分；該頭部分包括：一嵌件承窩；一緊固件孔，其具有一緊固件孔軸且延伸穿過該等第一及第二刀腹刀 具側之中至少一者，該緊固件孔通向該嵌件承窩中之一承窩開口；及一單個緊固件，其經構形以將該嵌件帶入至該嵌件承窩上之一夾緊位置中；該嵌件承窩包括一刀具夾緊配置，該刀具夾緊配置又包括：一刀具基座表面；及一第一刀具鄰接表面，其與該刀具基座表面形成一外部銳角；其中：該緊固件經構形以佔據該緊固件孔且經由所述承窩開口突出至該嵌件承窩中，且鄰接該嵌件以將該等刀具夾緊配置及嵌件夾緊配置帶入至該夾緊位置中；且其中，在該夾緊位置中：該緊固件鄰接該嵌件；該第一刀具鄰接表面鄰接該第一嵌件鄰接表面；且該刀具基座表面鄰接該嵌件基座表面；其中：該嵌件承窩包括相對之一前部承窩端及一後部承窩端，該前部承窩端比該後部承窩端更靠近該前部刀具端；且該承窩開口係位於該後部承窩端處；該嵌件進一步包括：相對之一前部嵌件側及一後部嵌件側，該後部嵌件側比該前部嵌件側更靠近後部承窩端；及相對之一第一刀腹嵌件側及一第二刀腹嵌件側；且其中該緊固件在該後部嵌件側與該第一刀腹嵌件側之一交叉點區處鄰接該嵌件。
  2. 如請求項1之刀具總成，其中該緊固件經構形使得，在鄰接該嵌件之後，該嵌件旋即至少部分地旋轉至該夾緊位置中。
  3. 如請求項1之刀具總成，其中：該嵌件承窩通向該上部刀具側及該第二刀腹刀具側；該第一刀具鄰接表面比該第二刀腹刀具側更靠近該第一刀腹刀具側；且該頭部分包括延伸高於該第一刀具鄰接表面之毗鄰該第一刀腹刀具側之一承窩壁。
  4. 如請求項1之刀具總成，其中：該刀具夾緊配置進一步包括：距該前部刀具端比該第一刀具鄰接表面遠的一第二刀具鄰接表面，且該等第一及第二刀具鄰接表面各自更靠近該等第一及第二刀腹刀具側中之一不同者；且該嵌件夾緊配置進一步包括：與該第一嵌件鄰接表面間隔開之一第二嵌件鄰接表面，且在該夾緊位置中，該等第一及第二刀具鄰接表面分別鄰接該等第一及第二嵌件鄰接表面。
  5. 如請求項4之刀具總成，其中：該嵌件承窩通向該上部刀具側及該第二刀腹刀具側；該第一刀具鄰接表面比該第二刀腹刀具側更靠近該第一刀腹刀具側；該第二刀具鄰接表面比該第一刀腹刀具側更靠近該第二刀腹刀具側；且該頭部分包括延伸高於該第一刀具鄰接表面之毗鄰該第一刀腹刀具側之一承窩壁。
  6. 如請求項4之刀具總成，其中該第二刀具鄰接表面與該刀具基座表面形成一外部銳角。
  7. 如請求項1之刀具總成，其中，從該刀具基座表面之一俯視觀察，該第一刀具鄰接表面在15°內與該刀具細長軸實質上平行。
  8. 如請求項1之刀具總成，其中該嵌件承窩具有與該刀具細長軸基本上平行之一基本細長形狀。
  9. 如請求項4之刀具總成，其中該刀具夾緊配置進一步包括位於該等第一及第二刀具鄰接表面之間之一第三刀具鄰接表面。
  10. 如請求項9之刀具總成，其中該第三刀具鄰接表面與該刀具基座表面形成一外部銳角。
  11. 如請求項1之刀具總成，其中該嵌件係一雙向可轉位嵌件且係180°旋轉地對稱。
  12. 根據請求項1之刀具總成，其中該嵌件之該切削緣之一最前部分係一刮刷器，該刮刷器與該切削緣之一毗鄰部分成一直角。
  13. 如請求項1之刀具總成，其中該嵌件係具有一55°角度或更小角度之一ISO D型嵌件。
  14. 如請求項1之刀具總成，其中該嵌件係具有一35°角度之一ISO V型嵌 件。
  15. 如請求項1之刀具總成，其中該緊固件包括一螺釘頭部分及連接至其之一螺紋柄部分；該螺釘頭部分包括：一刀具接納端，其形成有一刀具接納配置；一嵌件鄰接端，其包括一倒角拐角；一頭軸長度(LH)，自該刀具接納端至該嵌件鄰接端界定；及一柄軸長度(LS)，其沿著該螺紋柄部分之一螺紋部分界定；其中：該頭軸長度(LH)等於或大於該柄軸長度(LS)之一半。
  16. 如請求項15之刀具總成，其中毗鄰於該螺釘頭部分，該緊固件之螺紋柄部分進一步包括具有小於該螺紋柄部分之該螺紋部件之一直徑之一釋放部分。
  17. 如請求項15之刀具總成，其中該緊固件之螺釘頭部分形成有位於該刀具接納端與該嵌件鄰接端之間之一環形凹入部分。
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