光路刀把的散热装置及光路刀把的制作方法

1.本发明是有关于一种加工工具，且特别是有关于一种光路刀把的散热装置及光路刀把。


背景技术：

2.激光具有可使材料表面快速温升且不影响底材的特性。因此，激光辅助加工技术是一种常见的精密加工技术，其主要应用于模具产业、航太产业、与医疗产业等的难加工材料，例如陶瓷、超合金等难以直接切削的材料。
3.然而，激光加热虽可先行软化材料来提升铣削效率，但容易造成刀把内部的温度过高，而导致刀把损毁。因此，如何有效降低刀把的内部温度为关键的技术之一。


技术实现要素：

4.因此，本发明的一目的就是在提供一种光路刀把的散热装置及光路刀把，其通过削减光路刀把的侧面体积，以及装设高导热金属的导热棒与导热片，可将光路刀把内部的积热有效导出，并可增加散热表面积。通过，可防止光路刀把内部的镜片破裂，并可提升光路刀把的寿命，更可解决公知光路刀把无法长时间运行的问题，进而可提高加工的工作效率。
5.本发明的另一目的就是在提供一种光路刀把的散热装置及光路刀把，其可依照光路刀把的温度分布来调整导热棒的位置，因此可使光路刀把的内部温度的分布均匀。
6.本发明的又一目的就是在提供一种光路刀把的散热装置及光路刀把，其导热棒可采实心设计，通过应用在热源不均匀的情况下也不会影响光路刀把的动平衡，因此产业应用性广泛。
7.本发明的再一目的就是在提供一种光路刀把的散热装置及光路刀把，其导热棒可采用错位排列，通过光路刀把旋转所产生的流体流过光路刀把的表面时，可在突出的导热棒后形成马蹄形涡流，进而可增加光路刀把的表面的热传性。
8.根据本发明的上述目的，提出一种光路刀把的散热装置。光路刀把的散热装置包含至少一个导热片以及多个导热棒。导热片配置成贴设于光路刀把的主体的外侧面上。导热棒依序穿设于导热片与主体中，其中这些导热棒的导热系数大于主体的导热系数。
9.依据本发明的一实施例，上述的至少一个导热片的数量为两个，且本体包含彼此相对的两个削减侧，导热片分别贴设于这些削减侧上。
10.依据本发明的一实施例，上述的导热棒彼此错位排列。
11.依据本发明的一实施例，上述每个导热棒包含实心棒体。
12.依据本发明的一实施例，上述每个导热棒为螺丝，螺丝的头部为圆柱形。
13.依据本发明的一实施例，上述的导热棒以第一间距排成数列，在每列的导热棒中的相邻二者之间的第二间距与每个导热棒的径向尺寸的比值小于或等于5。
14.依据本发明的一实施例，上述的第一间距与每个导热棒的径向尺寸的比值小于或
等于5。
15.依据本发明的一实施例，上述的导热片与导热棒的材料为铜。
16.根据本发明的上述目的，另提出一种光路刀把。此光路刀把包含主体、至少一个导热片、以及多个导热棒。主体具有通道以供光束通过。导热片贴设于主体的外侧面上。每个导热棒包含头部以及杆状部。头部凸设于导热片的外侧面。杆状部与头部接合，且依序穿设于导热片与主体中。
17.依据本发明的一实施例，上述的本体包含多个削减侧，且上述至少一个导热片的数量与这些削减侧的数量相同，且这些导热片分别贴设在削减侧上。
18.依据本发明的一实施例，在每个导热片中，这些导热棒彼此错位排列。
19.依据本发明的一实施例，上述每个杆状部包含实心棒体。
20.依据本发明的一实施例，上述每个杆状部包含螺杆，且每个头部为圆柱形。
21.依据本发明的一实施例，上述的导热片与导热棒的材料为铜。
22.依据本发明的一实施例，上述的导热棒以第一间距排成数列，且第一间距与每个导热棒的径向尺寸的比值小于或等于5。此外，在每列的导热棒中的相邻二者之间的第二间距与每个导热棒的径向尺寸的比值小于或等于5。
附图说明
23.为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，现结合附图说明如下：
24.图1是绘示依照本发明的一实施方式的一种光路刀把的上视示意图；
25.图2是绘示依照本发明的一实施方式的一种光路刀把的侧视示意图。
26.主要附图标记说明：
27.100-光路刀把，110-主体，110a-外侧面，110h-螺孔，112-通道，114-削减侧，116-削减侧，120-散热装置，122-导热棒，122a-头部，122b-杆状部，122h-锁附槽，124-导热片，124a-接合面，124b-外侧面，124h-螺孔，126-导热片，126a-接合面，126b-外侧面，126h-螺孔，d1-径向尺寸，d2-径向尺寸，l1-第一列，l2-第二列，l3-第三列，l4-第四列，l5-第五列，l6-第六列，l7-第七列，p1-第一间距，p2-第二间距，rd-方向。
具体实施方式
28.有鉴于光路刀把本身的热传导速率低，而导致加工时所产生的热都积在光路刀把的内部发热源，因此本发明在此提出一种光路刀把的散热装置与光路刀把。本发明将导热性佳的导热棒穿设于光路刀把的本体中，并将导热片贴附在光路刀把的主体的外侧面上，通过可将光路刀把内部的热量导出，并可增加散热表面积。因此，本发明的应用可防止光路刀把的内部镜片破裂，而可延长光路刀把的寿命，亦可解决公知光路刀把无法长时间运行的问题，进而可提升加工效率。
29.请参照图1与图2，其是分别绘示依照本发明的一实施方式的一种光路刀把的上视示意图与侧视示意图。本实施方式的光路刀把100可应用在铣削主轴装置中，而接合在铣削主轴的底部。铣削主轴装置进行加工操作时，光路刀把100可以铣削主轴的轴心为旋转轴转动，例如沿方向rd转动。本实施方式的光路刀把100的散热装置120主要是通过固体热传导
的方式将光路刀把100的内部积热导出，因此相较于利用流体流通于刀把的冷却方式，本实施方式因无需考量刀把旋转时的流体管路设计，而可大幅降低刀把设计的复杂度，可有效降低刀把的制作成本。
30.光路刀把100主要可包含主体110与散热装置120。主体110可包含通道112。通道112可供来自铣削主轴的加工光束通过，来对工件进行铣削加工。通道112中可根据光学需求而设置分光元件、反射元件、及/或透镜元件。加工光束可例如为激光。主体110的材料可为金属，例如钢材。
31.在一些例子中，主体110可通过削减中空圆管的一或多个侧面体积而制得。因此，主体110可包含一或多个削减侧。在一些示范例子中，如图1所示，主体110包含两个削减侧114与116。削减侧114与116可例如分别位于主体110的相对二侧。举例而言，可把一般的圆柱状刀把的主体的侧面削掉部分而形成二个对称平面，而形成近似上下二个类马蹄形组成的类椭圆结构，如图1所示。由于主体110本身的热传导速率低，容易使热积在光路刀把100的内部发热源，因此这些例子在不破坏动平衡及影响光路刀把100的结构强度的情况下，削减主体110的侧面多余的体积，通过可缩短热源至主体110的表面的距离，而可使光路刀把100内部热能更快的被传导出主体110的表面。故，可提升散热效率。
32.在一些例子中，光路刀把100的散热装置120主要包含至少一个导热片以及多个导热棒122。在图1所示的示范例子中，光路刀把100的散热装置120包含二个导热片124与126，其中导热片124与126彼此相对设置。本发明的散热装置的导热片的数量与设置位置可根据各光路刀把的结构、重量分布、与热源分布来调整。亦即，光路刀把可包含单一个导热片，也可包含二个以上的导热片。
33.导热片124与126配置成贴设在主体110的外侧面110a上。在一些示范例子中，导热片124与126可分别贴设于主体110的削减侧114与116上。在这样的例子中，散热装置120的导热片124与126的数量与主体110的削减侧114与116的数量相同。主体110的外侧面110a在削减侧114与116可均为平坦面，导热片124与126则可分别具有平坦的接合面124a与126a，接合面124a与126a分别贴合在削减侧114与116的平坦面上。通过，导电片124与126可更服贴地接合在削减侧114与116上，有利于热的传导。导电片124与126的导热系数大于主体110的导热系数，以提供较佳的散热效果。导电片124与126的材料可例如为铜。
34.请继续参照图1，导热棒122依序穿设于导热片124或126、以及主体110中。导热棒122的导热系数大于主体110的导热系数，以提升散热效果。导热棒122的材料可例如为铜。在一些例子中，每个导热棒122包含头部122a与杆状部122b，其中杆状部122b与头部122a互相接合。头部122a的径向尺寸d1大于杆状部122b的径向尺寸d2。杆状部122b依序穿设于导热片124或126、与主体110中。此时，头部122a则凸设于导热片124的外侧面124b或导热片126的外侧面126b。
35.在一些示范例子中，每个导热棒122为螺丝。如图2所示，导热棒122的头部122a可例如为圆柱形。圆柱形的头部122a于流体流过时有利于涡流的生成。此外，头部122a的顶部可凹设有锁附槽122h。锁附槽122h的形状可为一字型、十字型、或六角型等多边形槽。如图1所示，杆状部122b可包含螺杆，杆状部122b的外侧面具有螺纹。导热片124与126可分别设有多个螺孔124h与126h，其中螺孔124h与126h分别贯穿导热片124与126。主体110亦设有多个螺孔110h，其中这些螺孔110h的位置与尺寸可分别对应于螺孔124h与126h。螺孔110h可贯
穿主体110的侧壁，亦可没有贯穿主体110的侧壁。使用者可将锁附工具，例如螺丝起子或板手，嵌卡于锁附槽122h中，再利用锁附工具将导热棒122的杆状部122b旋锁于导热片124的螺孔124h或导热片126的螺孔126h、以及主体110的螺孔110h中。
36.由于杆状部122b具有螺纹，因此可增加导热棒122与导热片124或126、以及主体110之间的接触面积，而可加快导热棒122的导热速度。导热棒122的一端的杆状部122b接近热源，通过可将光路刀把100内部的热更有效率地导出至主体110的外侧面110a上的导热片124与126。导热棒122的另一端的头部122a则卡设在导热片124的外侧面124b或导热片126的外侧面126b外，如此可使导热棒122所导出的热能分散到整个导热片124与126，而可使得散热面积大幅增加，进而可提高散热效率。在一示范例子中，导热棒122可贯穿主体110的侧壁，以更靠近光路刀把100的内部热源，更进一步地提升导热效果。
37.导热棒122的排列可依需求，例如温度分布与重量分布，而予以调整。举例而言，可依照不同光路刀把100的温度分布，来调整导热棒122的位置，以使得光路刀把100的内部呈现较均温的状态。导热棒122在每个导热片124与126上可排成数列，例如第一列l1、第二列l2、第三列l3、第四列l4、第五列l5、第六列l6、与第七列l7，如图2所示。在一些例子中，第一列l1至第七列l7可以第一间距p1排列。此外，在第一列l1至第七列l7的每列中，导热棒122可以第二间距p2排列。第一间距p1与第二间距p2可相同，亦可不同。在一些示范例子中，在每列中，相邻二导热棒122之间的第二间距p2与每个导热棒122的径向尺寸，即导热棒122的头部122a的径向尺寸d1，的比值小于或等于5。此外，第一间距p1与每个导热棒122的头部122a的径向尺寸d1的比值亦可例如小于或等于5。
38.在每个导热片124与126上，每列的导热棒122可以非错位方式排列，例如各列的导热棒122彼此对齐。在一些示范例子中，如图2所示，各列的导热棒122以彼此错位方式排列。在导热棒122采错位方式排列的例子中，光路刀把100旋转所产生的流体，例如气流，流过光路刀把100的表面时，会碰到这些突出于导热片124的外侧面124b与导热片126的外侧面126b上的头部122a而形成涡流，如此一来可增加光路刀把100的表面热传性。气流流过头部122a后所形成的涡流可例如呈马蹄形。导热棒122非以错位方式排列时，涡流有可能不会在气流流过每个头部122a后形成。
39.导热棒122的杆状部122b可为空心棒体或实心棒体。在一些示范例子中，导热棒122的杆状部122b为实心棒体，因此杆状部122b的截面积较大，热传导效果较佳。此外，在导热棒122的杆状部122b采用实心设计的例子中，导热棒122应用在热源不均匀的情况下也不会影响光路刀把100的动平衡，因此可应用的产业较广。
40.由上述的实施方式可知，本发明的一优点就是因为本发明的通过削减光路刀把的侧面体积，以及装设高导热金属的导热棒与导热片，可将光路刀把内部的积热有效导出，并可增加散热表面积。因此，可防止光路刀把内部的镜片破裂，并可提升光路刀把的寿命，更可解决公知光路刀把无法长时间运行的问题，进而可提高加工的工作效率。
41.由上述的实施方式可知，本发明的另一优点就是因为本发明的光路刀把的散热装置可依照光路刀把的温度分布来调整导热棒的位置，因此可使光路刀把的内部温度的分布均匀。
42.由上述的实施方式可知，本发明的又一优点就是因为本发明的光路刀把的散热装置的导热棒可采实心设计，通过应用在热源不均匀的情况下也不会影响光路刀把的动平
衡，因此产业应用性广泛。
43.由上述的实施方式可知，本发明的再一优点就是因为本发明的光路刀把的散热装置的导热棒可采用错位排列，通过光路刀把旋转所产生的流体流过光路刀把的表面时，可于这些突出的导热棒后形成马蹄形涡流，进而可增加光路刀把的表面的热传性。
44.虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何在此技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。