TWI904284B - 具有三個徑向延伸切削刃的刀尖部分形成線性旋轉輪廓的可旋轉切削頭 - Google Patents

具有三個徑向延伸切削刃的刀尖部分形成線性旋轉輪廓的可旋轉切削頭

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TWI904284B
TWI904284B TW110143341A TW110143341A TWI904284B TW I904284 B TWI904284 B TW I904284B TW 110143341 A TW110143341 A TW 110143341A TW 110143341 A TW110143341 A TW 110143341A TW I904284 B TWI904284 B TW I904284B
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Abstract

本發明揭示一種可圍繞一中心軸線旋轉之切削頭，其包括一刀尖部分及一中間部分。該刀尖部分具有含於該中心軸線中之一軸向最前刀尖點及形成遠離該刀尖點軸向向後延伸之三個鑿刃之三個軸向向前前表面，各前表面具有一徑向延伸切削刃，其包括自該等鑿刃之一者徑向向外延伸之一副切削刃部分及自該副切削刃部分徑向向外延伸之一主切削刃部分。各主切削刃部分含於具有至少跨越其徑向內端點及外端點之一環形圈寬度之一假想環形圈表面中。在該切削頭之一前端視圖中，各主切削刃部分呈凹形，且徑向平面與該假想環形表面相交以形成各具有等於該環形圈寬度之一長度之假想直線。

Description

具有三個徑向延伸切削刃的刀尖部分形成線性旋轉輪廓的可旋轉切削頭
本發明係關於一種具有三個徑向延伸切削刃的一刀尖部分一般用於金屬切削程序且尤其用於鑽孔操作之可旋轉切削頭。
在用於鑽孔操作中之切削刀具領域內，存在具有徑向延伸切削刃之可旋轉切削頭之許多實例，徑向延伸切削刃之切削刃部分形成一近似線性旋轉輪廓。
US 7,832,966揭示一種允許加工實質上平底孔之螺旋鑽構形。在本體構件之切削端處，存在對稱定向於鑽之旋轉軸線之對置側上之兩個切削刃。在一實施例中，第一切削刃部分及第二切削刃部分形成提供強度及刀具穩定性之一連續表面。切削刃之各者之第二部分之高度保持沿水平面相對一致以形成一大體平底孔。在實施例中，一中心點由兩個傾斜尖峰表面界定。一中心筆直鑿刃由兩個傾斜尖峰表面之相交線形成。第一切削刃區段自鑿刃延伸至第二切削刃區段。兩個切削刃之第一切削刃區段藉由使兩尖峰表面對稱變薄來形成。螺旋切削刀具之中心部分處之應力由鑿刃及具有一平衡幾何形狀之中心部分附近之切削刃之第一區段限制。螺旋鑽之平衡幾何形狀亦防止鑽擺動且在所形成之孔中產生偏差。鑿刃可與一第一曲線切削刃結合且第一曲線切削刃亦可具有一正斜角以促進切削。
US 2019/262910 A1揭示一種鑽，其包含延伸至一切削刃之複數個背緣，其中相鄰背緣由包括沿一鑽本體之一中心線軸以一大體螺旋構形配置之一基座輪廓之排屑槽分離。鑽亦包含複數個輪廓化鑽尖，其等各具有朝向鑽本體之一外徑延伸之一直線部分及自直線部分朝向鑽本體之一鑿延伸之一弓形部分。鑽進一步包含定位於複數個排屑槽內之複數個裂縫輪廓。裂縫輪廓自鑽本體之鑿延伸，且裂縫輪廓傾斜向排屑槽之基座輪廓。
本發明之一目的係提供一種具有三個徑向延伸切削刃之改良可旋轉切削頭，徑向延伸切削刃之切削刃部分經構形以形成一真正線性旋轉輪廓。
本發明之一目的亦係提供一種具有三個周向隔開之排屑通道之改良可旋轉切削頭，排屑通道具有經構形以最大化排屑通道之容積之頭部排屑槽。
本發明之另一目的係提供一種能夠在具有不同直徑之兩個同軸通孔之間加工一幾乎平坦肩部表面之改良可旋轉切削頭。
根據本發明，提供一種可在一旋轉方向上圍繞一中心軸線旋轉之切削頭，該中心軸線界定一前後軸向方向，且該切削頭包括： 一刀尖部分，其具有含於該中心軸線中之一軸向最前刀尖點及形成遠離該刀尖點軸向向後延伸之三個鑿刃之三個軸向向前前表面， 各前表面具有一徑向延伸切削刃，其包括自該等鑿刃(chisel edges)之一者徑向向外延伸之一副(secondary)切削刃部分及直接自該副切削刃部分或經由一過渡切削刃部分徑向向外延伸之一主(primary)切削刃部分；且 各前表面進一步包含相鄰於其各自主切削刃部分之一主離隙面，及 一中間部分，其具有與三個排屑通道周向交替之三個頭部背緣，各頭部背緣具有自該刀尖部分軸向向後延伸之一前緣，且各排屑通道具有自該刀尖部分軸向向後延伸且與該等前緣之一者相交之一頭部排屑槽， 其中： 各主切削刃部分具有一徑向內主端點及一徑向外主端點及該徑向內主端點與該徑向外主端點之間的一主中位點，該三個徑向外主端點界定具有一第一直徑之一第一假想圓，該三個主中位點界定具有一第二直徑之一第二假想圓，且該三個徑向內主端點界定具有一第三直徑之一第三假想圓， 該等主切削刃部分之一者之該徑向外主端點、該主中位點及該徑向內主端點分別含於第一假想徑向平面、第二假想徑向平面及第三假想徑向平面中，該第一假想徑向平面、該第二假想徑向平面及該第三假想徑向平面之各者含有該中心軸線， 各主切削刃部分含於具有至少跨越該徑向內主端點及該徑向外主端點之一第一環形圈寬度之一第一假想環形圈表面中，且 在該切削頭之一前端視圖中，各主切削刃部分呈凹形， 且其中： 該第一假想徑向平面、該第二假想徑向平面及該第三假想徑向平面與該第一假想環形圈表面相交以分別形成各具有等於該第一環形圈寬度之一長度之第一假想直線、第二假想直線及第三假想直線。
首先關注圖1至圖3，其等展示可在一旋轉方向RD上圍繞一中心軸線A1旋轉之一切削頭20，切削頭20包括一刀尖部分22及一中間部分24。
中心軸線A1界定一前後軸向方向DF、DR。
在本發明之一些實施例中，切削頭20可藉由壓型及燒結一燒結碳化物(諸如碳化鎢)來製造，且可經塗佈或未塗佈。
如圖1至圖3中所展示，刀尖部分22具有含於中心軸線A1中之一軸向最前刀尖點NT及形成遠離刀尖點NT軸向向後延伸之三個鑿刃28之三個軸向向前前表面26。
如圖2中所展示，各前表面26具有一徑向延伸切削刃30，其包括自鑿刃28之一者軸向向後及徑向向外延伸之一副切削刃部分32及直接自副切削刃部分32或經由一過渡切削刃部分36徑向向外延伸之一主切削刃部分34。
應瞭解，與(例如)兩個徑向延伸切削刃相比，提供具有三個徑向延伸切削刃30之切削頭20使切削頭20能夠以較高進給速率執行鑽孔操作。
在本發明之一些實施例中，切削頭20可展現圍繞中心軸線A1之3重旋轉對稱性。
各前表面26包含相鄰於其各自主切削刃部分34之一主離隙面38及相鄰於其各自副切削刃部分32之一副離隙面40。
如圖1至圖3中所展示，中間部分24具有與三個排屑通道44周向交替之三個頭部背緣42，各頭部背緣42具有自刀尖部分22軸向向後延伸之一前緣46，且各排屑通道44具有自刀尖部分22軸向向後延伸且與前緣46之一者相交之一頭部排屑槽48。
在本發明之一些實施例中，各主切削刃部分34可形成於頭部排屑槽48之一者與主離隙面38之一者之相交線處。
三個頭部背緣42的三個前緣46可界定一切削直徑DC。
在本發明之一些實施例中，各前緣46可隨著其自刀尖部分22軸向向後延伸而相反於旋轉方向RD延伸。
另外，在本發明之一些實施例中，各前緣46可沿中心軸線A1螺旋延伸。
如圖1至圖3中所展示，各頭部背緣42可包含與其前緣46相交之一徑向向外邊際表面50。
在本發明之一些實施例中，各邊際表面50可沿中心軸線A1螺旋延伸。
另外，在本發明之一些實施例中，各邊際表面50可藉由一邊際倒角52與前表面26之一者隔開。
此外，在本發明之一些實施例中，切削直徑DC可直接在三個邊際倒角52之軸向後量測。
應瞭解，在本描述及申請專利範圍中，三個前緣46可在向後軸向方向DR上經歷微小軸向漸縮，使得切削直徑DC沿三個前緣46之長度減小高達0.01 mm。
如圖1至圖3中所展示，各主切削刃部分34具有一徑向內主端點NIP及一徑向外主端點NOP。
另外，如圖1至圖3中所展示，各主切削刃部分34具有位於其徑向內主端點NIP與徑向外主端點NOP之間的一主中位點NMP。
如圖2中所展示，三個徑向外主端點NOP界定具有一第一直徑D1之一第一假想圓C1，三個主中位點NMP界定具有一第二直徑D2之一第二假想圓C2，且三個徑向內主端點NIP界定具有一第三直徑D3之一第三假想圓C3。
在本發明之一些實施例中，第一直徑D1與第三直徑D3之間的差可大於切削直徑DC之35%，即，D1-D3＞0.35*DC。
在本發明之一些實施例中，第一直徑D1可大於切削直徑DC之90%，即，D1＞0.90*DC。
另外，在本發明之一些實施例中，第一直徑D1可小於切削直徑DC。
如圖2中所展示，在切削頭20之一前端視圖中，各主切削刃部分34呈凹形，即，各主切削刃部分34具有一凹形形狀。
在本發明之一些實施例中，各主中位點NMP可旋轉定位於其各自徑向內主端點NIP及徑向外主端點NOP後面。
應瞭解，在本說明書及申請專利範圍中，一點沿相同切削刃30定位於另一點「旋轉後面」或「旋轉前面」被視為相對於旋轉方向RD且在切削刃30之旋轉範圍內。
如圖2中所展示，主切削刃部分34之一者之徑向外主端點NOP、主中位點NMP及徑向內主端點NIP分別含於第一假想徑向平面PR1、第二假想徑向平面PR2及第三假想徑向平面PR3中，且第一假想徑向平面PR1、第二假想徑向平面PR2及第三假想徑向平面PR3之各者含有中心軸線A1。
在本發明之一些實施例中，第二假想徑向平面PR2可旋轉定位於第一假想徑向平面PR1及第三假想徑向平面PR3後面。
另外，在本發明之一些實施例中，第三假想徑向平面PR3可旋轉定位於第一假想徑向平面PR1前面。
應瞭解，在本說明書及申請專利範圍中，一假想徑向平面定位於與相同切削刃30相關聯之另一假想徑向平面「旋轉後面」或「旋轉前面」被視為相對於旋轉方向RD且在切削刃30之旋轉範圍內。
在本發明之一些實施例中，第二假想徑向平面PR2及第三假想徑向平面PR3可形成至少10度之一銳角前角θ，即，θ≥10°。
針對其中各主切削刃部分34在切削頭20之一前端視圖中呈凹形且第二假想徑向平面PR2及第三假想徑向平面PR3形成至少10度之一銳角前角θ之本發明之實施例，應瞭解，各頭部排屑槽48有利地經構形以最大化其相關聯排屑通道44之容積且為平滑及高效排屑提供足夠空間，其可歸因於切削頭20具有兩個以上周向隔開之排屑通道44而受限。
如圖2中所展示，在切削頭20之前端視圖中，各副切削刃部分32可呈直線。
在本發明之一些實施例中，各副切削刃部分32可隨著其徑向向外延伸而向後旋轉延伸。
另外，在本發明之一些實施例中，各副切削刃部分32可隨著其徑向向外延伸而沿其整個長度連續向後旋轉延伸。
針對其中各切削刃30之副切削刃部分32及主切削刃部分34由一過渡切削刃部分36隔開之本發明之實施例，如圖2中所展示，在切削頭20之前端視圖中，各過渡切削刃部分36可呈凸形，即，各過渡切削刃部分36可具有一凸形形狀。
如圖1至圖3中所展示，各主切削刃部分34含於具有至少跨越徑向內主端點NIP及徑向外主端點NOP之一第一環形圈寬度WA1之一第一假想環形圈表面SA1中。
根據本發明，如圖4至圖6中所展示，第一假想徑向平面PR1、第二假想徑向平面PR2及第三假想徑向平面PR3與第一假想環形圈表面SA1相交以分別形成各具有等於第一環形圈寬度WA1之一長度之第一假想直線LR1、第二假想直線LR2及第三假想直線LR3。
應瞭解，含有中心軸線A1之任何假想徑向平面可與第一假想環形圈表面SA1相交以形成具有等於第一環形圈寬度WA1之一長度之一假想直線。
亦應瞭解，第一假想環形圈表面SA1展現圍繞中心軸線A1之圓對稱，即，第一假想環形圈表面SA1具有一無限階旋轉對稱。
應進一步瞭解，第一假想直線LR1、第二假想直線LR2及第三假想直線LR3各具有一高直線度，且三個主切削刃部分34經構形以形成一真正線性旋轉輪廓。
如圖7至圖9中所展示，在垂直於第一假想徑向平面PR1、第二假想徑向平面PR2及第三假想徑向平面PR3之第一橫向平面PT1、第二橫向平面PT2及第三橫向平面PT3中取得且分別含有相關聯主切削刃部分34之徑向外主端點NOP、主中位點NMP及徑向內主端點NIP之橫截面中，相鄰主離隙面38形成了分別相對於垂直於中心軸線A1之第一假想水平參考線HL1、第二假想水平參考線HL2及第三假想水平參考線HL3之銳角的第一離隙角α1、銳角的第二離隙角α2及銳角的第三離隙角α3。
在本發明之一些實施例中，第一橫向平面PT1、第二橫向平面PT2及第三橫向平面PT3可分別垂直於第一假想直線LR1、第二假想直線LR2及第三假想直線LR3。
儘管在第一假想直線LR1、第二假想直線LR2及第三假想直線LR3垂直於中心軸線A1 (圖中未展示)之一特定構形中第一橫向平面PT1、第二橫向平面PT2及第三橫向平面PT3可僅平行於中心軸線A1，但應瞭解，為了方便，圖2展示平行於中心軸線A1之第一橫向平面PT1、第二橫向平面PT2及第三橫向平面PT3。
應瞭解，在本說明書及申請專利範圍中，在與主切削刃部分34之一者相交之一橫向平面中取得之任何橫截面處，相鄰主離隙面38隨著其遠離主切削刃部分34延伸而軸向向後延伸。
在本發明之一些實施例中，銳角的第一離隙角α1、銳角的第二離隙角α2及銳角的第三離隙角α3可相等，即，α1=α2=α3。
應瞭解，銳角的第一離隙角α1、銳角的第二離隙角α2及銳角的第三離隙角α3可具有比一標稱值更大或更小1度之一準確度。
亦應瞭解，將銳角的第一離隙角α1、銳角的第二離隙角α2及銳角的第三離隙角α3構形為相等可有利地改良沿主切削刃部分34均勻分佈磨損。
在本發明之一些實施例中，第一離隙角α1、第二離隙角α2及第三離隙角α3可各具有5度之一最小標稱值及12度之一最大標稱值，即，5°≤α1, α2, α3≤12°。
在本發明之本實例中，銳角的第一離隙角α1、銳角的第二離隙角α2及銳角的第三離隙角α3具有8°之一標稱值。
如圖8中所展示，含有第二假想直線LR2之一假想斜面PI與第二假想徑向平面PR2形成一傾角π且與各自前表面26之主離隙面38相交。
在本發明之一些實施例中，傾角π可等於銳角的第二離隙角α2。
針對其中傾角π等於銳角的第二離隙角α2之本發明之實施例，如圖8中所展示，應瞭解，假想斜面PI相鄰於主中位點NMP與主離隙面38形成一直角。
在本發明之一些實施例中，假想斜面PI可與各自前表面26之副離隙面40相交。
圖10展示沿假想斜面PI觀看之切削頭20之一俯視圖。
如圖11及圖12中所展示，在垂直於假想斜面PI之一視圖中，相關聯主切削刃部分34之徑向外主端點NOP及徑向內主端點NIP與第二假想直線LR2隔開。
應瞭解，如圖11及圖12中所展示，相關聯主切削刃部分34之主中位點NMP位於第二假想直線LR2上。
在本發明之一些實施例中，如圖11及圖12中所展示，相關聯主切削刃部分34之徑向外主端點NOP及徑向內主端點NIP可位於第二假想直線LR2之相同側上。
另外，在本發明之一些實施例中，如圖11及圖12中所展示，在垂直於假想斜面PI之視圖中，徑向內主端點NIP可與第二假想直線LR2隔開一校正高度HC，且校正高度HC可大於第二直徑D2與第三直徑D3之間的差之1%，即，HC＞0.01*(D2-D3)。
應瞭解，針對其中前角θ及/或第二離隙角α2增大之本發明之實施例，校正高度HC可增大。
如圖13及圖14中所展示，在假想斜面PI中取得之一橫截面中，主離隙面38可呈凸形，即，主離隙面38可具有一凸形形狀。
針對其中各主離隙面38在假想斜面PI中取得之一橫截面中呈凸形且第一假想直線LR1、第二假想直線LR2及第三假想直線LR3各具有一高直線度之本發明之實施例，應瞭解，各主離隙面38可藉由一非常精確製造方法產生且具有一複雜徑向範圍。
在本發明之一些實施例中，各主離隙面38可藉由一研磨程序產生。
如圖4至圖6中所展示，在第一假想徑向平面PR1、第二假想徑向平面PR2及第三假想徑向平面PR3中取得之橫截面中，第一假想直線LR1、第二假想直線LR2及第三假想直線LR3可各形成相對於中心軸線A1之一銳角或直角內切削角ϕ。
應瞭解，第一假想直線LR1、第二假想直線LR2及第三假想直線LR3可各形成相對於中心軸線A1之相同銳角或直角內切削角ϕ。針對其中切削角ϕ係一銳角之本發明之實施例，應瞭解，第一假想環形圈表面SA1可界定一3維截頭圓錐形狀，且針對其中切削角ϕ係一直角之本發明之實施例，應瞭解，第一假想環形圈表面SA1可界定一2維環形圓盤形狀。
亦應瞭解，本描述及申請專利範圍中使用之術語「內切削角」係指在第一假想直線LR1、第二假想直線LR2及第三假想直線LR3與延伸穿過切削頭之中間部分24之中心軸線A1之部分之間形成之角度。
針對其中切削角ϕ係一銳角使得各主切削刃部分34具有相對於垂直於中心軸線A1且與刀尖部分22相交之一第一水平面PH1之至少一最小傾角之本發明之實施例，應瞭解，在鑽孔操作期間與一工件最初接觸時作用於至少三個主切削刃部分34上之軸向切削力將沿至少三個主切削刃部分34逐漸擴散。
在本發明之一些實施例中，如圖4至圖6中所展示，切削角ϕ可大於88度，即，88°＜ϕ≤90°。
應瞭解，切削角ϕ可具有比一標稱值更大或更小0.5度之一準確度。
在本發明之本實例中，切削角ϕ具有89.5°之一標稱值。
針對其中切削角ϕ大於88度之本發明之實施例，應瞭解，至少三個主切削刃部分34可經構形以形成一幾乎平坦旋轉切削輪廓，且切削頭20可有利地在鑽孔操作用於在具有不同直徑之兩個同軸通孔之間加工一幾乎平坦肩部表面(圖中未展示)。
在本發明之其他實施例(圖中未展示)中，切削角ϕ可恰好為90度，即，ϕ=90°。
針對其中切削角ϕ恰好為90度之本發明之實施例，應瞭解，至少三個主切削刃部分34可經構形以形成一真正平坦旋轉切削輪廓。
如圖1至圖3中所展示，各副切削刃部分32具有沿其長度位於中途之一副中位點NMS。
如圖2中所展示，三個副中位點NMS界定具有一第四直徑D4之一第四假想圓C4。
在本發明之一些實施例中，第一直徑D1與第四直徑D4之間的差可大於切削直徑DC之50%，即，D1-D4＞0.50*DC。
如圖2中所展示，主切削刃部分34之一者之副中位點NMS含於一第四假想徑向平面PR4中，且第四假想徑向平面PR4含有中心軸線A1。
如圖1至圖3中所展示，自徑向外主端點NOP延伸至副中位點NMS之各切削刃30之一組合切削刃部分54可含於第一假想環形圈表面SA1中。
針對其中各組合切削刃部分54含於第一假想環形圈表面SA1中且第一直徑D1與第四直徑D4之間的差大於切削直徑DC之50%之本發明之實施例，應瞭解，第一環形圈寬度WA1可大於切削直徑DC之一半之50%，即，WA1＞0.50*DC/2。
如圖15中所展示，第四假想徑向平面PR4與第一假想環形圈表面SA1相交以形成具有等於第一環形圈寬度WA1之一長度之一第四假想直線LR4。
如圖15中所展示，在第四假想徑向平面PR4中取得之一橫截面中，第四假想直線LR4可形成相對於中心軸線A1之一銳角或直角內切削角ϕ。
在本發明之一些實施例中，應瞭解，第一假想直線LR1、第二假想直線LR2、第三假想直線LR3及第四假想直線LR4可各形成相對於中心軸線A1之相同銳角或直角內切削角ϕ。
在本發明之一些實施例中，副中位點NMS可旋轉定位於其相關聯主切削刃部分34之徑向內主端點NIP前面。
如圖2中所展示，各副切削刃部分32可隨著其自其副中位點NMS徑向向內延伸而軸向向前延伸。
在本發明之一些實施例中，如圖1至圖3中所展示，各副切削刃部分32可包含位於其副中位點NMS徑向內之一尖峰切削刃子部分56，且尖峰切削刃子部分56可相對於垂直於中心軸線A1且與刀尖部分22相交之一第二水平面PH2形成一銳角進入角λ。
另外，在本發明之一些實施例中，如圖3中所展示，進入角λ可為至少15度及至多30度，即，15°≤λ≤30°。
此外，在本發明之一些實施例中，第一水平面PH1及第二水平面PH2可共面。
應瞭解，三個尖峰切削刃子部分56可含於第二假想環形圈表面(圖中未展示)中，與第一假想環形圈表面SA1相比，第二假想環形圈表面在與一徑向平面相交時可不形成一假想直線。
亦應瞭解，相鄰於相關聯尖峰切削刃子部分56之各副離隙面40之部分可不具有一複雜徑向範圍。
如圖1至圖3中所展示，一主前刀面58可安置於各頭部排屑槽48上相鄰於相關聯主切削刃部分34。
在本發明之一些實施例中，複數個主前刀面58可面向旋轉方向RD。
如圖7至圖9中所展示，在第一橫向平面PT1、第二橫向平面PT2及第三橫向平面PT3中取得之橫截面中，主前刀面58分別相對於第一假想徑向平面PR1、第二假想徑向平面PR2及第三假想徑向平面PR3依第一軸向斜角β1、第二軸向斜角β2及第三軸向斜角β3傾斜。
在本發明之一些實施例中，第一軸向斜角β1、第二軸向斜角β2及第三軸向斜角β3之各者可為正的。
應瞭解，在本說明書及申請專利範圍中，第一軸向斜角β1、第二軸向斜角β2及第三軸向斜角β3在主前刀面58之各自部分隨著其遠離相關聯主切削刃部分34延伸而向後旋轉延伸之一構形中為正的。
亦應瞭解，主切削刃部分34歸因於其相對較高切削速度而易受比副切削刃部分32大之磨損，且將第一軸向斜角β1、第二軸向斜角β2及第三軸向斜角β3構形為正減少對主切削刃部分34之磨損以因此延長其操作壽命。
如圖16中所展示，在垂直於第四假想徑向平面PR4之一第四假想橫向平面PT4中取得且含有相關聯副切削刃部分32之副中位點NMS之一橫截面中，相鄰副離隙面40相對於垂直於中心軸線A1之一第四假想水平參考線HL4形成一銳角的第四離隙角α4。
在本發明之一些實施例中，第四假想橫向平面PT4可垂直於第四假想直線LR4，但為了方便，圖2展示平行於中心軸線A1之第四假想橫向平面PT4。
應瞭解，在本說明書及申請專利範圍中，在平行於中心軸線A1且與副切削刃部分32之一者相交之一橫向平面中取得之任何橫截面處，副離隙面40隨著其遠離主切削刃部分34延伸而軸向向後延伸。
在本發明之一些實施例中，銳角的第四離隙角α4可等於銳角的第一離隙角α1、銳角的第二離隙角α2及銳角的第三離隙角α3。
如圖1至圖3中所展示，各排屑通道44可具有自刀尖部分22軸向向後延伸且與頭部排屑槽48之一者相交之一裂縫60。
在本發明之一些實施例中，各副切削刃部分32可形成於裂縫60之一者與副離隙面40之一者之相交線處。
如圖1至圖3中所展示，一副前刀面62可安置於各裂縫60上相鄰於相關聯副切削刃部分32。
在本發明之一些實施例中，複數個副前刀面62可面向旋轉方向RD。
如圖16中所展示，在第四假想橫向平面PT4中取得之橫截面中，副前刀面62相對於第四假想徑向平面PR4依一第四軸向斜角β4傾斜。
在本發明之一些實施例中，第四軸向斜角β4可為負的。
另外，在本發明之一些實施例中，負第四軸向斜角β4可具有大於4度之一量值。
應瞭解，在本說明書及申請專利範圍中，第四軸向斜角β4在副前刀面62之各自部分隨著其遠離副切削刃部分32延伸而向前旋轉延伸之一構形中為負的。
亦應瞭解，副切削刃部分32歸因於其相對較低切削速度(尤其在高進給速率)而易受比主切削刃部分34大之衝擊，且將第四軸向斜角β4構形為負增加副切削刃部分32之穩定性及穩健性以因此延長其操作壽命。
針對其中第一直徑D1小於切削直徑DC之本發明之實施例，各切削刃30可包含自其主切削刃部分34之徑向外主端點NOP徑向向外延伸之一第三(tertiary)切削刃部分64。
如圖2中所展示，在切削頭20之前端視圖中，各第三切削刃部分64可呈凸形，即，各第三切削刃部分64可具有一凸形形狀。
在本發明之一些實施例中，各第三切削刃部分64可含於第一假想環形圈表面SA1中。
如圖1至圖3中所展示，各第三切削刃部分64具有一徑向內第三端點NIT及一徑向外第三端點NOT。
在本發明之一些實施例中，各第三切削刃部分64之徑向內第三端點NIT可與相關聯主切削刃部分34之徑向外主端點NOP重合。
如圖2中所展示，在切削頭20之前端視圖中，與第三切削刃部分64之一者在其徑向外第三端點NOT相鄰處相切之一第一假想直線L1可形成相對於一第二假想直線L2之一負徑向斜角δ，第二假想直線L2含有徑向外第三端點NOT且與中心軸線A1相交。
應瞭解，在本說明書及申請專利範圍中，徑向斜角δ在第一假想直線L1隨著其自第三切削刃部分64徑向向外延伸而向後旋轉延伸之一構形中為負的。
現關注圖17及圖18，其等展示根據本發明之一旋轉切削刀具66，旋轉切削刀具66包括切削頭20及具有一縱軸線AL之一刀柄68。
刀柄68具有與三個刀柄背緣72周向交替之三個刀柄排屑槽70，且各刀柄排屑槽70可沿縱軸線AL螺旋延伸。
如圖17及圖18中所展示，切削頭20可具有一軸向向後底面74，刀柄68可具有橫向於縱軸線AL之一支撐面76，且切削頭20可移除地安裝至刀柄68，其中底面74與支撐面76接觸。
將切削頭20構形為可移除地安裝至刀柄68使切削頭20能夠由一適當硬度材料(諸如碳化鎢)製造且使刀柄68能夠由一較低硬度且較便宜材料(諸如高速鋼)製造。在處置一磨損或損壞切削頭20之後，刀柄68可重複使用。
在本發明之一些實施例中，各頭部排屑槽48可與底面74相交且與刀柄排屑槽70之一者協作。
另外，在本發明之一些實施例中，底面74可垂直於中心軸線A1，支撐面76可垂直於縱軸線AL，且中心軸線A1可與縱軸線AL同軸。
如圖17及圖18中所展示，切削頭20之中間部分24可包含背向旋轉方向RD之三個扭矩傳輸表面78，刀柄68可包含三個驅動突起80，其中各驅動突起80具有面向旋轉方向RD之一驅動表面82，且各扭矩傳輸表面78可與驅動表面82之一者接觸。
在本發明之一些實施例中，各扭矩傳輸表面78可與前表面26之一者相交。
如圖17及圖18中所展示，切削頭20可包含自底面74軸向向後延伸之一安裝突起84。
在本發明之其他實施例(圖中未展示)中，切削頭20及刀柄68可為一整體單件式構造之整合部分(例如一整體鑽)，且各頭部排屑槽48可與刀柄排屑槽70之一者合併。
儘管已在一定特殊性下描述本發明，但應瞭解，可在不背離下文主張之本發明之精神或範疇之情況下作出各種更改及修改。
20:切削頭 22:刀尖部分 24:中間部分 26:前表面 28:鑿刃 30:切削刃 32:副切削刃部分 34:主切削刃部分 36:過渡切削刃部分 38:主離隙面 40:副離隙面 42:頭部背緣 44:排屑通道 46:前緣 48:頭部排屑槽 50:邊際表面 52:邊際倒角 54:組合切削刃部分 56:尖峰切削刃子部分 58:主前刀面 60:裂縫 62:副前刀面 64:第三切削刃部分 66:旋轉切削刀具 68:刀柄 70:刀柄排屑槽 72:刀柄背緣 74:底面 76:支撐面 78:扭矩傳輸表面 80:驅動突起 82:驅動表面 84:安裝突起 AL:縱軸線 A1:中心軸線 C1:第一假想圓 C2:第二假想圓 C3:第三假想圓 C4:第四假想圓 DC:切削直徑 DF:向前軸向方向 DR:向後軸向方向 D1:第一直徑 D2:第二直徑 D3:第三直徑 D4:第四直徑 HC:校正高度 HL1:第一假想水平參考線 HL2:第二假想水平參考線 HL3:第三假想水平參考線 HL4:第四假想水平參考線 LR1:第一假想直線 LR2:第二假想直線 LR3:第三假想直線 LR4:第四假想直線 L1:第一假想直線 L2:第二假想直線 NIP:徑向內主端點 NIT:徑向內第三端點 NMP:主中位點 NMS:副中位點 NOP:徑向外主端點 NOT:徑向外第三端點 NT:刀尖點 PH1:第一水平面 PH2:第二水平面 PI:假想斜面 PR1:第一假想徑向平面 PR2:第二假想徑向平面 PR3:第三假想徑向平面 PR4:第四假想徑向平面 PT1:第一橫向平面 PT2:第二橫向平面 PT3:第三橫向平面 PT4:第四假想橫向平面 RD:旋轉方向 SA1:第一假想環形圈表面 WA1:第一環形圈寬度 α1:第一離隙角 α2:第二離隙角 α3:第三離隙角 α4:第四離隙角 β1:第一軸向斜角 β2:第二軸向斜角 β3:第三軸向斜角 β4:第四軸向斜角 δ:負徑向斜角 θ:銳角前角 λ:銳角進入角 π:傾角 ϕ:切削角
為較佳理解，現將僅依舉例方式參考附圖來描述本發明，其中點鏈線表示一構件之部分視圖之切斷邊界且其中： 圖1係根據本發明之一切削頭之一透視圖； 圖2係圖1中所展示之切削頭之一俯視圖； 圖3係圖1中所展示之切削頭之一側視圖； 圖4係沿線IV-IV取得之圖2中所展示之切削頭之一橫截面圖； 圖5係沿線V-V取得之圖2中所展示之切削頭一橫截面圖； 圖6係沿線VI-VI取得之圖2中所展示之切削頭之一橫截面圖； 圖7係沿線VII-VII取得之圖2中所展示之切削頭之一橫截面圖； 圖8係沿線VIII-VIII取得之圖2中所展示之切削頭之一橫截面圖； 圖9係沿線IX-IX取得之圖2中所展示之切削頭之一橫截面圖； 圖10係沿一假想斜面觀看之圖1中所展示之切削頭之一俯視圖； 圖11係圖10中所展示之切削頭之一側視圖； 圖12係圖11中所展示之切削頭之一部分之一詳細視圖； 圖13係沿線XIII-XIII取得之圖10中所展示之切削頭之一橫截面圖； 圖14係圖13中所展示之切削頭之一部分之一詳細視圖； 圖15係沿線XV-XV取得之圖2中所展示之切削頭之一橫截面圖； 圖16係沿線XVI-XVI取得之圖2中所展示之切削頭之一橫截面圖； 圖17係根據本發明之一旋轉切削刀具之一透視圖；及 圖18係圖17中所展示之旋轉切削刀具之一分解圖。
20:切削頭 22:刀尖部分 24:中間部分 26:前表面 28:鑿刃 32:副切削刃部分 34:主切削刃部分 42:頭部背緣 44:排屑通道 46:前緣 48:頭部排屑槽 50:邊際表面 52:邊際倒角 56:尖峰切削刃子部分 60:裂縫 74:底面 78:扭矩傳輸表面 84:安裝突起 A1:中心軸線 DF:向前軸向方向 DR:向後軸向方向 NT:刀尖點 PH1:第一水平面 PH2:第二水平面 λ:銳角進入角

Claims (23)

  1. 一種切削頭(20)，其可在一旋轉方向(RD)上圍繞一中心軸線(A1)旋轉，該中心軸線(A1)界定一前後軸向方向(DF，DR)，且該切削頭(20)包括： 一刀尖部分(22)，其具有含於該中心軸線(A1)中之一軸向最前刀尖點(NT)及形成遠離該刀尖點(NT)軸向向後延伸之三個鑿刃(28)之三個軸向向前前表面(26)， 各前表面(26)具有一徑向延伸切削刃(30)，其包括自該等鑿刃(28)之一者徑向向外延伸之一副切削刃部分(32)及直接自該副切削刃部分(32)或經由一過渡切削刃部分(36)徑向向外延伸之一主切削刃部分(34)；且 各前表面(26)進一步包含相鄰於其各自主切削刃部分(34)之一主離隙面(38)，及 一中間部分(24)，其具有與三個排屑通道(44)周向交替之三個頭部背緣(42)，各頭部背緣(42)具有自該刀尖部分(22)軸向向後延伸之一前緣(46)，且各排屑通道(44)具有自該刀尖部分(22)軸向向後延伸且與該等前緣(46)之一者相交之一頭部排屑槽(48)， 其中： 各主切削刃部分(34)具有一徑向內主端點(NIP)及一徑向外主端點(NOP)及該徑向內主端點與該徑向外主端點(NIP，NOP)之間的一主中位點(NMP)，該三個徑向外主端點(NOP)界定具有一第一直徑(D1)之一第一假想圓(C1)，該三個主中位點(NMP)界定具有一第二直徑(D2)之一第二假想圓(C2)，且該三個徑向內主端點(NIP)界定具有一第三直徑(D3)之一第三假想圓(C3)， 該等主切削刃部分(34)之一者之該徑向外主端點(NOP)、該主中位點(NMP)及該徑向內主端點(NIP)分別含於第一假想徑向平面、第二假想徑向平面及第三假想徑向平面(PR1、PR2、PR3)中，該第一假想徑向平面、該第二假想徑向平面及該第三假想徑向平面(PR1、PR2、PR3)之各者含有該中心軸線(A1)， 各主切削刃部分(34)含於具有至少跨越該徑向內主端點及該徑向外主端點(NIP，NOP)之一第一環形圈寬度(WA1)之一第一假想環形圈表面(SA1)中，且 在該切削頭(20)之一前端視圖中，各主切削刃部分(34)呈凹形， 其中： 該第一假想徑向平面、該第二假想徑向平面及該第三假想徑向平面(PR1、PR2、PR3)與該第一假想環形圈表面(SA1)相交以分別形成各具有等於該第一環形圈寬度(WA1)之一長度之第一假想直線、第二假想直線及第三假想直線(LR1、LR2、LR3)， 且其中： 在該第一假想徑向平面、該第二假想徑向平面及該第三假想徑向平面(PR1、PR2、PR3)中取得之橫截面中，該第一假想直線、該第二假想直線及該第三假想直線(LR1、LR2、LR3)各形成相對於該中心軸線(A1)之一銳角或直角內切削角(ϕ)，且 該切削角(ϕ)大於88度(±0.5)。
  2. 如請求項1之切削頭(20)，其中： 在該第一假想徑向平面、該第二假想徑向平面及該第三假想徑向平面(PR1、PR2、PR3)中取得之該橫截面中，該第一假想直線、該第二假想直線及該第三假想直線(LR1、LR2、LR3)各形成相對於該中心軸線(A1)之該相同銳角或直角內切削角(ϕ)。
  3. 如請求項1之切削頭(20)，其中： 該第二假想徑向平面(PR2)旋轉定位於該第一假想徑向平面及該第三假想徑向平面(PR1、PR3)後面。
  4. 如請求項1之切削頭(20)，其中： 該第二假想徑向平面及該第三假想徑向平面(PR2、PR3)形成至少10度之一銳角前角(θ)。
  5. 如請求項1之切削頭(20)，其中： 在垂直於該第一假想徑向平面、該第二假想徑向平面及該第三假想徑向平面(PR1、PR2、PR3)之第一橫向平面、第二橫向平面及第三橫向平面(PT1、PT2、PT3)中取得且分別含有該相關聯主切削刃部分(34)之該徑向外主端點(NOP)、該主中位點(NMP)及該徑向內主端點(NIP)之橫截面中，該相鄰主離隙面(38)形成了分別相對於垂直於該中心軸線(A1)之第一假想水平參考線、第二假想水平參考線及第三假想水平參考線(HL1、HL2、HL3)的銳角的第一離隙角、銳角的第二離隙角及銳角的第三離隙角(α1、α2、α3)。
  6. 如請求項5之切削頭(20)，其中： 含有該第二假想直線(LR2)之一假想斜面(PI)與該第二假想徑向平面(PR2)形成一傾角(π)且與該各自前表面(26)之該主離隙面(38)相交， 該傾角(π)等於該銳角的第二離隙角(α2)，且 在垂直於該假想斜面(PI)之一視圖中，該相關聯主切削刃部分(34)之該徑向外主端點(NOP)及該徑向內主端點(NIP)與該第二假想直線(LR2)隔開。
  7. 如請求項6之切削頭(20)，其中： 在垂直於該假想斜面(PI)之該視圖中，該徑向內主端點(NIP)與該第二假想直線(LR2)隔開一校正高度(HC)，且 該校正高度(HC)大於該第二直徑(D2)與該第三直徑(D3)之間的差之1%。
  8. 如請求項6之切削頭(20)，其中： 在垂直於該假想斜面(PI)之該視圖中，該相關聯主切削刃部分(34)之該徑向外主端點(NOP)及該徑向內主端點(NIP)位於該第二假想直線(LR2)之相同側上。
  9. 如請求項6之切削頭(20)，其中： 在該假想斜面(PI)中取得之一橫截面中，該主離隙面(38)呈凸形。
  10. 如請求項5之切削頭(20)，其中： 該第一離隙角、該第二離隙角及該第三離隙角(α1、α2、α3)各具有5度之一最小標稱值及12度之一最大標稱值。
  11. 如請求項5之切削頭(20)，其中： 該第一離隙角、該第二離隙角及該第三離隙角(α1、α2、α3)相等。
  12. 如請求項5之切削頭(20)，其中： 各主切削刃部分(34)形成於該等頭部排屑槽(48)之一者與該等主離隙面(38)之一者之相交線處， 一主前刀面(58)安置於各頭部排屑槽(48)上相鄰於該相關聯主切削刃部分(34)， 在該第一橫向平面、該第二橫向平面及該第三橫向平面(PT1、PT2、PT3)中取得之該等橫截面中，該主前刀面(58)分別相對於該第一假想徑向平面、該第二假想徑向平面及該第三假想徑向平面(PR1、PR2、PR3)依第一軸向斜角、第二軸向斜角及第三軸向斜角(β1、β2、β3)傾斜，且 該第一軸向斜角、該第二軸向斜角及該第三軸向斜角(β1、β2、β3)之各者係正的。
  13. 如請求項11之切削頭(20)，其中： 各副切削刃部分(32)具有沿其長度位於中途之一副中位點(NMS)，該三個副中位點(NMS)界定具有一第四直徑(D4)之一第四假想圓(C4)， 該等副切削刃部分(32)之一者之該副中位點(NMS)含於一第四假想徑向平面(PR4)中，且該第四假想徑向平面(PR4)含有該中心軸線(A1)， 自該徑向外主端點(NOP)延伸至該副中位點(NMS)之各切削刃(30)之一組合切削刃部分(54)含於該第一假想環形圈表面(SA1)中，且 該第四假想徑向平面(PR4)與該第一假想環形圈表面(SA1)相交以形成具有等於該第一環形圈寬度(WA1)之一長度之一第四假想直線(LR4)。
  14. 如請求項13之切削頭(20)，其中： 各前表面(26)具有相鄰於其各自副切削刃部分(32)之一副離隙面(40)， 在垂直於該第四假想徑向平面(PR4)且含有該相關聯副切削刃部分(32)之該副中位點(NMS)之一第四假想橫向平面(PT4)中取得之一橫截面中，該相鄰副離隙面(40)相對於垂直於該中心軸線(A1)之一第四假想水平參考線(HL4)形成一第四離隙角(α4)，且 該第四離隙角(α4)等於該第一離隙角、該第二離隙角及該第三離隙角(α1、α2、α3)。
  15. 如請求項14之切削頭(20)，其中： 各排屑通道(44)具有自該刀尖部分(22)軸向向後延伸且與該等頭部排屑槽(48)之一者相交之一裂縫(60)， 各副切削刃部分(32)形成於該等裂縫(60)之一者與該等副離隙面(40)之一者之相交線處， 一副前刀面(62)安置於各裂縫(60)上相鄰於該相關聯副切削刃部分(32)， 在該第四假想橫向平面(PT4)中取得之該橫截面中，該副前刀面(62)相對於該第四假想徑向平面(PR4)依一第四軸向斜角(β4)傾斜，且 該第四軸向斜角(β4)係負的。
  16. 如請求項15之切削頭(20)，其中該負第四軸向斜角(β4)具有大於4度之一量值。
  17. 如請求項13之切削頭(20)，其中： 該三個前緣(46)界定一切削直徑(DC)，且 該第一直徑(D1)與該第三直徑(D3)之間的差大於該切削直徑(DC)之35%。
  18. 如請求項17之切削頭(20)，其中： 該第一直徑(D1)與該第四直徑(D4)之間的差大於該切削直徑(DC)之50%。
  19. 如請求項13之切削頭(20)，其中： 各副切削刃部分(32)隨著其自其副中位點(NMS)徑向向內延伸而軸向向前延伸。
  20. 如請求項13之切削頭(20)，其中： 各副切削刃部分(32)包含位於其副中位點(NMS)之徑向內之一尖峰切削刃子部分(56)， 該尖峰切削刃子部分(56)相對於垂直於該中心軸線(A1)之一第二水平面(PH2)形成一銳角進入角(λ)，且 該進入角(λ)係至少15度且至多30度。
  21. 如請求項1之切削頭(20)，其中： 在該切削頭(20)之該前端視圖中，各副切削刃部分(32)呈直線。
  22. 如請求項21之切削頭(20)，其中： 各副切削刃部分(32)隨著其徑向向外延伸而旋轉向後延伸。
  23. 如請求項1之切削頭(20)，其中： 在該切削頭(20)之該前端視圖中，各過渡切削刃部分(36)呈凸形。
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