本發(fā)明涉及一種刀具的連接結(jié)構(gòu)，特別是指一種刀具連接的螺紋結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

一般現(xiàn)有的舍棄式刀具為增加其多功性，常將搪孔刀、鉆頭及端銑刀等多種功能合而為一，使用刀桿搭配一刀頭與刀桿組合連接的結(jié)構(gòu)方達(dá)到多種切削刀具更換使用的目的，請(qǐng)參閱圖6及圖7所示，現(xiàn)有多功能刀具包含一刀桿40及一刀頭50，所述刀桿40的一端設(shè)有一受接部41，該受接部41設(shè)為一內(nèi)環(huán)孔411及一內(nèi)螺紋412的結(jié)構(gòu)，所述的刀頭50可設(shè)為舍棄式銑刀、舍棄式鉆頭或是舍棄式搪孔刀，所述的刀頭50另一端設(shè)為一連接部51，該連接部51設(shè)為一定位桿511及一外螺紋512的結(jié)構(gòu)，所述刀頭50與刀桿40藉由連接部51與受接部41的螺合連接，形成一可替換不同功能刀頭50的切銷(xiāo)刀具。

然而前述刀具的刀桿40與刀頭50的連接是藉由定位桿511與內(nèi)環(huán)孔411的定位支撐及外螺紋512、內(nèi)螺紋412相互鎖固，然而一般內(nèi)、外螺紋的螺固配合皆采用松配合的級(jí)距，螺紋鎖固的部位在刀具切削加工時(shí)將會(huì)產(chǎn)生微搖晃的現(xiàn)象，請(qǐng)參閱圖7所示，該刀頭50在橫向銑削加工時(shí)，刀具承受進(jìn)刀負(fù)荷 F，連接部51因受到負(fù)荷 F的力量以刀桿40的端部(即刀桿40與刀頭50的肩部52相互抵靠的位置)為旋轉(zhuǎn)中心 C產(chǎn)生一力矩 M，使得該連接部51亦以該旋轉(zhuǎn)中心C 且順著力矩M 的方向產(chǎn)生微量的偏轉(zhuǎn)，該連接部51將會(huì)偏移一邊，然而該刀具為旋轉(zhuǎn)加工，當(dāng)受力的刀刃旋轉(zhuǎn)離開(kāi)成非切削狀態(tài)時(shí)，便開(kāi)始呈現(xiàn)松弛的狀態(tài)，由另一切削而承受進(jìn)刀負(fù)荷 F，據(jù)此該刀具的2個(gè)切刃在承受進(jìn)刀負(fù)荷 F與非承受負(fù)荷之間造成晃動(dòng)，且刀具旋轉(zhuǎn)速度越高，晃動(dòng)的頻率越高，由于晃動(dòng)必使得刀具在切削時(shí)產(chǎn)生顫抖，工件的切削表面會(huì)留下顫振刀痕，加工機(jī)主軸的負(fù)載將會(huì)增高，導(dǎo)致切削深度及速率將會(huì)降低，直接影響加工效率及產(chǎn)能。

習(xí)用多種功能合一的刀具，藉用螺紋結(jié)構(gòu)做為刀桿與刀頭連接的結(jié)構(gòu)，然而該螺紋結(jié)構(gòu)的螺固配合接采用松配合的級(jí)距，螺紋鎖固部位在刀具加工受力時(shí)將會(huì)產(chǎn)生微搖晃的現(xiàn)象，進(jìn)而使該刀具在切削時(shí)產(chǎn)生顫抖，工件的切削表面會(huì)留下顫振刀痕，加工機(jī)主軸的負(fù)載將會(huì)增高，致切削深度及速率將無(wú)法提高，影響加工效率及產(chǎn)能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種在切削時(shí)刀具不會(huì)有顫振的現(xiàn)象，可提高切削速度及進(jìn)給量，提升切削速率的刀具連接的螺紋結(jié)構(gòu)。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種刀具連接的螺紋結(jié)構(gòu)，其設(shè)于一刀具內(nèi)作為連接該刀具的刀桿及刀頭的結(jié)構(gòu)，該刀具包含一刀桿及一刀頭，所述刀桿一端的孔內(nèi)設(shè)有一受接部，該受接部包含一內(nèi)環(huán)孔及一內(nèi)螺紋；所述刀頭一端設(shè)為切削刀具的結(jié)構(gòu)，該刀頭的另一端延伸設(shè)有一連接部，該連接部包括一定位桿及一外螺紋，所述刀頭與刀桿通過(guò)連接部與受接部螺合連接，所述外螺紋結(jié)構(gòu)具有一外圓直徑及一根徑，該外圓直徑的外型軌跡為一圓直桿狀，該根徑的軌跡為一具有一角度，形成一具有錐度的螺紋根徑。

所述刀頭的外螺紋的根徑軌跡的角度介于0.5°~3°之間。

所述刀頭所設(shè)外螺紋的根徑軌跡角度是由外螺紋的最外端逐漸朝向內(nèi)端擴(kuò)大，使其長(zhǎng)度區(qū)分為松配合區(qū)、緊配合區(qū)及干涉配合區(qū)三種不同螺合配合的級(jí)距。

所述刀頭的外圓直徑的外形軌跡隨著所述根徑軌跡具有一相同的角度，形成為一具有錐度的螺紋。

所述刀桿的受接部位置及刀頭的連接部位置借由熱處理提高該內(nèi)螺紋及外螺紋的剛性。

所述刀桿的受接部熱處理的硬度值范圍為HRC40~60之間。

所述刀頭的連接部位置熱處理的硬度值范圍為HRC25~40之間。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明刀具連接的螺紋結(jié)構(gòu)其刀頭藉由外螺紋與刀桿的內(nèi)螺紋形成緊配合及干涉配合，延長(zhǎng)了刀桿與刀頭在徑向的緊密套合，當(dāng)?shù)额^在切削時(shí)受到進(jìn)刀負(fù)荷，除了由定位桿與內(nèi)環(huán)孔套合位置及刀頭與刀桿端面軸向螺固的位置抵抗外，更加上外螺紋與內(nèi)螺紋螺合部位緊密套合并抵抗該進(jìn)刀負(fù)荷，且旋轉(zhuǎn)的刀具在刀刃受力改變時(shí)仍并不會(huì)造成刀頭的振動(dòng)，因此刀具在切削時(shí)將不會(huì)有顫振的現(xiàn)象，切削速度及進(jìn)給量將可以提高，提升切削速率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明刀桿與刀頭的平面系統(tǒng)圖；

圖2為本發(fā)明刀頭的平面示意圖；

圖3為本發(fā)明刀具的組合平面圖；

圖4為本發(fā)明刀具銑削時(shí)的受力示意圖；

圖5為本發(fā)明外螺紋的實(shí)施示意圖；

圖6為現(xiàn)有舍棄式刀具的平面系統(tǒng)圖；

圖7為現(xiàn)有舍棄式刀具的平面組合圖。

其中：

10刀桿 20刀具

21受接部 211內(nèi)環(huán)孔

212內(nèi)螺紋

30刀頭 31連接部

311定位桿 312外螺紋

32切削刀具

刀桿40 41受接部

411內(nèi)環(huán)孔 412內(nèi)螺紋

50刀頭 51連接部

511定位桿 512外螺紋

52肩部

DO外圓直徑 Di根徑

θ微小角度 a松配合區(qū)

b緊配合區(qū) c干涉配合區(qū)

C旋轉(zhuǎn)中心 M力矩

F進(jìn)刀負(fù)荷 R反作用力。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。

請(qǐng)參閱圖1至圖3所示，本發(fā)明刀具連接的螺紋結(jié)構(gòu)，是設(shè)于一刀具10內(nèi)作為連接該刀具10的刀桿20及刀頭30的結(jié)構(gòu)，該刀具10包含一刀桿20及一刀頭30，其中:

刀桿20，其一端的孔內(nèi)設(shè)有一受接部21，該受接部21包含一內(nèi)環(huán)孔211及一內(nèi)螺紋212；

刀頭30，其一端設(shè)為切削刀具32的結(jié)構(gòu)，所述的切削刀具32至少包含了銑刀、鉆頭等，該刀頭30的另一端延伸設(shè)有一連接部31，該連接部31設(shè)為一定位桿311及一外螺紋312的結(jié)構(gòu)，所述的刀頭30與刀桿20藉由連接部31與受接部21螺合連接，所述外螺紋312結(jié)構(gòu)具有一外圓直徑DO及一根徑Di，該外圓直徑DO的外型軌跡為一圓直桿狀，而該根徑Di的軌跡為一具有一微小角度θ，該角度θ由外螺紋312的最外端逐漸朝向內(nèi)端擴(kuò)大的正錐度，形成一具微小錐度的螺紋根徑，前述微小角度θ約為0.5°~3°。

請(qǐng)參閱圖3所示，所述刀頭30的定位桿311與刀桿20的內(nèi)環(huán)孔211的配合級(jí)距是介于滑動(dòng)配合及靜配合之間，定位桿311套置入內(nèi)環(huán)孔211時(shí)藉由工具轉(zhuǎn)動(dòng)刀頭30旋轉(zhuǎn)時(shí)，搭配螺紋的轉(zhuǎn)動(dòng)而能順暢地套合，達(dá)到良好的接合，降低定位桿311與內(nèi)環(huán)孔211間的晃動(dòng)，暨能提升刀頭30與刀桿20組合時(shí)較佳的穩(wěn)定度，減少震動(dòng)的現(xiàn)象。

請(qǐng)參閱圖1所示，該刀桿20的受接部21位置及刀頭30的連接部31位置可藉由熱處理提高該內(nèi)螺紋212及外螺紋312的剛性，依據(jù)本實(shí)施例而言，該刀桿20使用SKD合金工具鋼系列的材質(zhì)，熱處理的硬度值范圍為HRC40~60之間，關(guān)于該刀頭30的材料是使用鎢鋼，連接部31位置熱處理的硬度值范圍為HRC25~40之間，該外螺紋312熱處理硬度值較小于內(nèi)螺紋212，其主要是讓該外螺紋312的干涉配合區(qū)c在螺入內(nèi)螺紋212時(shí)仍具可彈性變形，可與內(nèi)螺紋212緊密地結(jié)合。

請(qǐng)參閱圖2及圖3所示，該刀頭30的外螺紋312結(jié)構(gòu)的根徑Di軌跡為一微小角度θ由外端逐漸朝向內(nèi)端擴(kuò)大的正錐度，該微小角度θ約為0.5°~3°之間，因此越是朝向定位桿311方向的螺紋根徑Di尺寸將會(huì)微微地增加，因此，該外螺紋312的長(zhǎng)度可區(qū)分為三個(gè)不同螺合配合的級(jí)距，暨為松配合區(qū)a、緊配合區(qū)b及干涉配合區(qū)c等，該松配合區(qū)a與習(xí)用的螺紋相同，為松配合的級(jí)距，且與刀桿20的內(nèi)螺紋212相同，故該外螺紋312的松配合區(qū)a螺入刀桿20的內(nèi)螺紋212極為容易且快速，當(dāng)外螺紋312的緊配合區(qū)b螺入時(shí)，使用者在旋轉(zhuǎn)該刀頭30的操作上就會(huì)感覺(jué)較為緊密，且需要使用較大的扭力，當(dāng)持續(xù)旋轉(zhuǎn)進(jìn)入干涉區(qū)c時(shí)，以手動(dòng)方式旋轉(zhuǎn)該刀頭20將會(huì)更緊密，需要更大之扭力，且無(wú)法完全將刀頭30螺入刀桿20內(nèi)，而會(huì)有一小段距離無(wú)法以手動(dòng)方式螺入，主要是因?yàn)樵搩?nèi)螺紋212與外螺紋312皆施作熱處理，必須藉由板手工具強(qiáng)迫螺入，該外螺紋312熱處理硬度值較小于內(nèi)螺紋212，使得該外螺紋312的干涉配合區(qū)c的小段距離在螺入內(nèi)螺紋212時(shí)仍具可彈性變形，可與內(nèi)螺紋212緊密地結(jié)合。同時(shí)該刀頭30的定位桿311套入刀桿20的內(nèi)環(huán)孔211內(nèi)，除藉由定位桿311與內(nèi)環(huán)孔211的定位之外，更由外螺紋312與內(nèi)螺紋212產(chǎn)生緊配合及干涉配合的貢獻(xiàn)，使得刀桿20與刀頭30達(dá)到雙重緊密套合的功效，刀桿20與刀頭30的組合不會(huì)有晃動(dòng)的現(xiàn)象，且該刀桿20與刀頭30在軸向的組合受到螺紋的鎖固，使得該刀桿20與刀頭30無(wú)論是軸向或是徑向都能更為穩(wěn)定地鎖固。

請(qǐng)參閱圖4所示，藉由外螺紋312與內(nèi)螺紋212的緊配合及干涉配合的貢獻(xiàn)，延長(zhǎng)了刀桿20與刀頭30在徑向的緊密套合，當(dāng)?shù)额^30在切削時(shí)受到徑向的進(jìn)刀負(fù)荷F時(shí)，除了由定位桿311與內(nèi)環(huán)孔211套合位置及刀頭30與刀桿20端面軸向螺固的位置抵抗外，更加上外螺紋312與內(nèi)螺紋212螺合部位緊密套合，反作用力R將可抵抗該進(jìn)刀負(fù)荷F，且旋轉(zhuǎn)的刀具10在刀刃受力改變時(shí)仍并不會(huì)造成刀頭30的振動(dòng)，因此刀具10在切削時(shí)將不會(huì)有顫振的現(xiàn)象，更進(jìn)一步可使得加工機(jī)主軸的負(fù)載降低約10%，切削速度及進(jìn)給量因而得以提高，提升切削速率。

本發(fā)明刀桿20的內(nèi)螺紋212的配合級(jí)距為一松配合，與一般市售習(xí)用的刀桿內(nèi)螺紋相同，故，采購(gòu)本發(fā)明的刀頭30便可以批配任一種市售的刀桿，這對(duì)業(yè)者而言將可以省下一些刀具成本。

前揭所述的外螺紋312結(jié)構(gòu)具有一外圓直徑DO及一根徑Di，該外圓直徑DO的外形軌跡為一圓直桿狀，而該根徑Di的軌跡為一具有一微小角度θ，使得該外螺紋312可區(qū)分為松配合區(qū)a、緊配合區(qū)b及干涉配合區(qū)c等，與刀桿20的內(nèi)螺紋212達(dá)到緊密的鎖固與配合，請(qǐng)參閱圖5所示，為外螺紋313結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，該外圓直徑DO的外型軌跡隨著該根徑Di軌跡具有一相同的微小角度θ，使得該外螺紋313成為一微小的錐度螺紋，并亦可區(qū)分為松配合區(qū)a、緊配合區(qū)b及干涉配合區(qū)c等，與刀桿20的內(nèi)螺紋212達(dá)到緊密的鎖固與配合。

綜上所述，本發(fā)明的刀頭30藉由外螺紋312與刀桿20內(nèi)螺紋212的緊配合及干涉配合的貢獻(xiàn)，延長(zhǎng)了刀桿20與刀頭30在徑向的緊密套合，當(dāng)?shù)额^30在切削時(shí)受到進(jìn)刀負(fù)荷F時(shí)，除了由定位桿311與內(nèi)環(huán)孔211套合位置及刀頭30與刀桿20端面軸向螺固的位置抵抗外，更加上外螺紋312與內(nèi)螺紋212螺合部位緊密套合并抵抗該進(jìn)刀負(fù)荷F，且旋轉(zhuǎn)的刀具10在刀刃受力改變時(shí)仍并不會(huì)造成刀頭30的振動(dòng)，因此刀具10在切削時(shí)將不會(huì)有顫振的現(xiàn)象，更可使得加工機(jī)主軸的負(fù)載降低約10%，切削速度及進(jìn)給量將可以提高，有效提升切削速率，深具創(chuàng)新性及實(shí)用性。

上述實(shí)施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專(zhuān)利范疇。