TWM567149U - Non-metallic material processing tool - Google Patents

Abstract

本創作係有關一種加工用刀具，特別係適用於非金屬材料元件加工，本創作非金屬材料元件加工刀具主要包括有刀體，該刀體包括有一第1桿部及第2桿部，第2桿部前端具有加工部，加工部表面披覆有鑽石粒層，其特徵在於：該第1桿部及第2桿部間具有外徑大於第1桿部及第2桿部之平衡環，該平衡環於第2桿部端具有回流槽，具有提高刀具的旋轉穩定度、避免加工粉屑污染加工設備刀座及強制回流切削液之功效。

Description

非金屬材料元件加工刀具

本創作屬加工用刀具技術領域，特別係適用於非金屬材料元件加工，具有提高刀具的旋轉穩定度、避免加工粉屑污染加工設備刀座及強制回流切削液之功效。

按，在以CNC工具機磨銑加工製程中，有因為個別需求而加工如陶瓷、玻璃或石墨等硬脆非金屬材料者。

申請人先前申請獲准之I613160號「氣密式模造立體玻璃連續成型裝置」專利，其主要包括有：爐體，為密閉式，爐體外部二端設有交換系統，爐體內部設有氣密腔；交換系統，設於爐體二端，爐體二端交換系統間設有外輸送道，各交換系統包括有設於爐體側之內氣密門及設於外輸送道側之外氣密門，內氣密門及外氣密門間形成氣密空間，並設有位移裝置將載板推入或移出爐體，當載板被送進爐體前，爐體頭端之內氣密門及外氣密門為封閉，待氣密空間內抽真空並導入保護氣體至與氣密腔內相同環境後，爐體側內氣密門方打開將載板推入氣密腔內，當載板要送出氣密腔前，爐體尾端之內氣密門及外氣密門為封閉，且氣密空間內已經抽真空並導入保護氣體至與氣密腔內相同環境，爐體側內氣密門方打開將載板推入氣密空間內，以避免氣密腔內混入爐外空氣；氣密腔，設於爐體內 部，包括有氣密腔體，氣密腔體內具有內輸送道，內輸送道連結爐體二端交換系統內氣密門，並設有滑軌，以作為載板移動之軌道，該氣密腔為氣密式，並導入保護氣體，且依製程區分有昇溫區、高溫成型區及冷卻區，昇溫區及高溫成型區內設有至少一層斷熱層，且斷熱層中央形成熱場，熱場內設有視製程程序所需溫度之加熱元件，冷卻區具有冷卻裝置，高溫成型區設有加壓系統；外輸送道，連結爐體二端交換系統；加壓系統，主要係由壓缸、加壓軸與加壓柱構成；如此構成之本創作，待成型平板玻璃置於模具成型面中，模具則置於載板上，載板經交換系統進入氣密腔，經昇溫區之預熱，及高溫成型區之高溫，使模內玻璃軟化，並藉加壓系統之加壓而成型，再經冷卻區之冷卻後，經交換系統送出爐體外部，再脫模而成【2018年2月1日專利公告資料參照】。

前所述模造立體玻璃之成型工藝中，需要通過高溫加熱的方式將玻璃軟化，在模具中固定得到需要的形狀。眾所周知，無論是塑膠射出成型、粉末注射成型或是壓鑄成型，其模具都是採用金屬模具。亦即，金屬材質模具是目前應用最廣的模具。然而立體玻璃熱壓成型工藝並不採用金屬材質模具，其係因為金屬材料在高溫下，易變形、變軟，而石墨具有硬度高、導電性好、防輻射、耐腐蝕、導熱性好、成本低，而且還具有耐高溫的特性。石墨材料與金屬材料升溫變化具有相反的性能，溫度越高，石墨反而越硬，這樣石墨就不會存在有變形的問題。因此立體玻璃熱壓成型模具使用石墨材料來製作，當可以保證最大限度地精密程度。另外模具加工難度也有所降低。惟，現今立體玻璃熱壓成型工藝使用的石墨模具，其於所採CNC工具機之切削加工，均採用乾式加工方法，亦即沒有使用潤 滑液及冷卻液，如此在石墨模具的加工成型過程中，會造成廠區石墨粉塵的飛揚污染，必需增加集塵抽風設備來收集粉塵。然由於石墨粉塵顆粒小且輕，集塵抽風設備僅能降低石墨粉塵的污染，無法完全收集，且由於石墨本身為高導電體，除造成廠區環境的污染外，更可能造成粉塵爆炸、電氣設備損壞等缺失。

以濕式加工方法，在石墨模具加工製造過程中，雖可避免石墨粉塵污染。惟，習用金屬切削磨銑加工所用之刀具，如我國專利M551100所示，其係包含一刀體，刀體具有一刀刃部以及一刀桿部，此種刀具加工石墨等硬脆非金屬材料，由於該類材料硬度高，對刀具的磨損極大，所以壽命很短；其次刃口容易形成積屑緣，嚴重降低加工品質，再次切屑容易堵塞在刀具的排屑槽內，造成排塵不良，嚴重降低產品品質；又，我國專利M545139號專利，該專利公開了一種刀具複合塗層和具有該複合塗層的刀具，刀具複合塗層包括塗覆於刀具本體的基底層和位於最外側的頂層，基底層為金剛石層或立方氮化硼層，基底層的厚度為1至40μm，頂層為四面體非晶碳膜層且厚度為0.01至15μm，刀具包括刀具基體和上述的刀具複合塗層，其所提供的刀具複合塗層和具有該複合塗層的刀具，藉由在硬質合金微型刀具表面沉積出硬度高、摩擦係數低、結合力好、耐高溫性好的多層奈米複合塗層，以提升微型刀具的耐磨性能等。然由於石墨等硬脆非金屬材料粉塵顆粒小且輕，在加工的過程中，其粉屑會隨切削液之噴濺而滲入加工設備的刀座中，造成刀座內的夾持機構沾染粉屑，如此在更換刀具時可能因污染而影響精密度，而無法避免無人化操作廠區內加工設備因為需要清潔刀座而停機之缺失，無人化工廠停工將造成很大的損失。本案現 針對此缺失，提出更佳之刀具結構，使陶瓷、玻璃或石墨等硬脆非金屬材料之濕式磨銑加工更臻完善。

本創作創作人鑒於習用技術之缺失，積其多年實際從事精密陶瓷科技工業產品之設計製造專業知識，經不斷研究、改良後，終有本創作之研發成功，公諸於世。

緣是，本創作之主要目的在提供一種「非金屬材料元件加工刀具」，本創作係有關加工用刀具，特別係適用於非金屬材料元件加工，本創作非金屬材料元件加工刀具主要包括有刀體，該刀體包括有一第1桿部及第2桿部，第2桿部前端具有加工部，加工部表面披覆有鑽石粒層，其特徵在於：該第1桿部及第2桿部間具有外徑大於第1桿部及第2桿部之平衡環，以提高刀具的旋轉穩定度、避免加工粉屑污染加工設備刀座。

本創作前述平衡環，於第2桿部端具有回流槽，以強制回流切削液及粉屑之功效。

本創作前述第2桿部加工部，其底端具有V形槽，以利排除粉屑及切削液。

本創作前述第2桿部加工部，其外緣具有至少一道螺紋槽，以利排除粉屑及切削液。

(1)‧‧‧刀體

(10)‧‧‧第1桿部

(11)‧‧‧第2桿部

(12)‧‧‧加工部

(13)‧‧‧鑽石粒層

(14)‧‧‧平衡環

(15)‧‧‧回流槽

(16)‧‧‧V形槽

(17)‧‧‧螺紋槽

(2)‧‧‧刀座

第1圖係本創作刀具第1實施例立體圖；第2圖係本創作刀具第1實施例側視圖； 第3圖係本創作刀具第2實施例側視圖；第4圖係本創作刀具第3實施例側視圖；第5圖係本創作刀具實施狀態側視圖。

為達成本創作前述目的之技術手段，茲列舉一實施例，並配合圖式說明如後，貴審查委員可由之對本創作之結構、特徵及所達成之功效，獲致更佳之瞭解。

本創作係針對石墨、陶瓷、玻璃等硬脆非金屬材料元件之加工刀具嶄新設計。請參閱第1圖本創作刀具第1實施例立體圖、第2圖本創作刀具第1實施例側視圖及第5圖本創作刀具實施狀態側視圖。如圖所示，本創作非金屬材料元件加工刀具，主要包括有刀體(1)，該刀體(1)包括有一第1桿部(10)及第2桿部(11)，第1桿部(10)係作為固定於加工設備的刀座(2)的夾持處，第2桿部(11)前端具有加工部(12)，加工部(12)表面披覆有鑽石粒層(13)，以作為磨削加工區域，由於鑽石擁有所有切削刀具材料中最高硬度和耐磨性，且它的磨擦係數極低，因此鑽石粒層非常適合用於石墨、陶瓷、玻璃等硬脆非金屬材料元件之加工，且壽命長。本創作之特徵在於：該第1桿部(10)及第2桿部(11)間具有外徑大於第1桿部(10)及第2桿部(11)之平衡環(14)，以提高刀體(1)的旋轉穩定度(即離心平衡性)，在加工的過程中，當粉屑隨切削液噴濺時，會被平衡環(14)阻擋，而不會滲入加工設備的刀座(2)中，可避免造成刀座(2)內的夾持機構沾染粉屑加工粉屑污染加工設備刀座(2)。

再請參閱第1、2圖所示，本創作前述平衡環(14)，於第2桿部(11)端具有回流槽(15)，以將飛濺的切削液及粉屑，強制回流至下方處，以 避免造成刀座(2)內的夾持機構沾染粉屑加工粉屑污染加工設備刀座(2)。

請參閱第3圖所示，本創作前述第2桿部加工部(12)，其底端具有V形槽(16)，以利排除粉屑及切削液。

請參閱第4圖所示，本創作前述第2桿部加工部(12)，其外緣具有至少一道螺紋槽(17)，以利排除粉屑及切削液。如此而達本創作設計目的。

綜上所述，本創作所揭露之一種「非金屬材料元件加工刀具」為昔所無，亦未曾見於國內外公開之刊物上，理已具新穎性之專利要件，又本創作確可摒除習用技術缺失，並達成設計目的，亦已充份符合專利要件，爰依法提出申請，謹請貴審查委員惠予審查，並賜予本案專利，實感德便。

惟以上所述者，僅為本創作之一較佳可行實施例而已，並非用以拘限本創作之範圍，舉凡熟悉此項技藝人士，運用本創作說明書及申請專利範圍所作之等效結構變化，理應包括於本創作之專利範圍內。

Claims (4)

1. 一種非金屬材料元件加工刀具，主要包括有刀體，該刀體包括有一第1桿部及第2桿部，第2桿部前端具有加工部，加工部表面披覆有鑽石粒層，其特徵在於：該第1桿部及第2桿部間具有外徑大於第1桿部及第2桿部之平衡環。
2. 如申請專利範圍第1項所述之非金屬材料元件加工刀具，其中，該平衡環，於第2桿部端具有回流槽。
3. 如申請專利範圍第1項所述之非金屬材料元件加工刀具，其中，該第2桿部加工部，其底端具有V形槽。
4. 如申請專利範圍第3項所述之非金屬材料元件加工刀具，其中，該第2桿部加工部，其外緣具有至少一道螺紋槽。