[发明专利]刀具的结构

说明书

本发明提供一种刀具的结构，其包含一刀具主体其侧面间隔设置复数个凸缘，该些个凸缘之间连续设置一凹陷部及一平滑部，至少一切削件插设于该刀具主体位于该些个凸缘的其中之一与该凹陷部的一连接处下方，以提供切削工件的组件，一套接轴设置刀具主体上方，该套接轴的上方设置一套接部，使本发明可装设于工具机，增加本发明的实用性，当本发明于工作快速旋转时，切屑会由该凹陷部与该平滑部所形成的结构排出，进而改善切屑堆积所引发操作上及安全上的问题。

技术领域

本发明是关于一种刀具的结构，尤其是关于一种刀具用于改善切削过程中刀具工作时快速旋转，使切屑堆积于中心的问题。

背景技术

在现代的计算机数值控制系统中，工件的设计高度依赖计算机辅助设计(CAD)及计算机辅助制造(CAM)等软件。计算机辅助制造软件解析设计模型并计算加工过程中的移动指令，透过后处理器将移动指令及其他加工过程中需使用到的辅助指令转换成数值控制系统可以读取的格式，的后将后处理器产生的档案加载计算机数值控制工具机中进行工件加工。

1950年代，第一台数值控制工作母机问世；机械厂为了美国空军的需求在数字控制系统投入大量努力，特别集中在轮廓切削铣床方面。Parsons公司与麻省理工学院合作，结合数值控制系统与辛辛那提公司的铣床，研发出第一台NC工作母机。1958年，Kearney&Trecker公司成功开发出具自动刀具交换装置的加工中心机。麻省理工学院也开发出APT(Automatic Programming tools)。1959年，日本富士通公司为数值控制做出两大突破：发明油压脉冲马达与代数演算方式脉冲补间回路。这加快了数值控制的进步。

1960年到2000年之间，数值控制系统扩展应用到其他金属加工机，数值控制工作母机也被应用到其他行业，其中微处理器被应用到数值控制上，大幅提升了数值控制工作母机的功能，此类系统即称为计算机数值控制(CNC)工具机，因此这段期间也出现了刀具转速快速、多轴的新式工具机，日本成功打破传统工具机主轴形式，以类似蜘蛛脚的装置移动工具机主轴，并且以高速控制器控制，是为进刀及刀具转速快速、多轴的数值工具机。

为了实现高速的切削速度，主轴转速、马力、动平衡、刚性、锥孔型式及热变位等对高速切削加工都有相当程度的影响，因此，高速主轴单元是高速加工的关键部件。高速主轴单元包括主轴动力源、主轴、轴承和机架四部分，这四部分构成一个动力学性能及稳定性良好的系统，高速主轴单元制造技术所涉及的技术为：适合高速旋转的主轴材料，结构轴承的研究与开发，高速主轴系统的润滑与冷却技术的研究，主轴单元形成了独立的单元而成为功能零件并方便地配置到多种加工设备上，而且越来越多工具机采用高速主轴类型。高速主轴单元，主轴必须考虑功能和经济性要求，采用陶瓷混合球轴承、油基动静压轴承或高速的磁悬浮轴承，各制造商和研究机构更为重要的研究和应用领域，但也造成了工具机的成本无法避免的上涨。

有鉴于先进国家勞工成本高涨，对于高效率工具机的需求日益殷切，而高速切削对生产力的提升以倍數计算，根据近年世界各大工具机展对市场的预测，全世界将有约20％的工具机使用20000rpm高速主轴。

由于计算机数值控制工具机的快速发展，使刀具转速越来越高，导致切屑会随着刀具旋转难以排除，尤其是中心切削部的刀具如：面铣刀、平面化刀具等，当该刀具于工作快速旋转时，该刀具下方中心形成近似真空的空间，该刀具所切削的切屑会因真空而被吸入堆积在刀具主体下方，引响的后的切削过程。

现今一般的切削加工是利用刀具的刃边去除工件材料的加工方法，切削加工常见有车、铣、钻等。在切削过程中会产生的切屑会在刀面上滑动而产生而外的摩擦力，切屑与刀面的接触面积愈大则摩擦力愈大，摩擦力会造成刀具温度上升与刀具磨耗，致使刀具寿命下降，增加加工费用与生产时间。

切屑所带来的缺点主要为：

(1)部分脱落的积屑会黏附在工件表面上，影响工件的表面粗糙度。

(2)刀具刀尖的实际位置也会随着积屑所产生的积屑瘤变化而改变，影响加工成品的公差。