CN101372032A - 工具本体的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种工具本体的制造方法，其步骤包含一次备料、准备模具、二次备料、温模、入模及合模、包覆成型及开模等步骤，将一比重、熔点高、刚性佳的金属芯材置入模具中，其中，该芯材具有凹设一空间的头部，该空间环周受封闭的一周壁环绕，该周壁往下一体延伸有一身部，之后，利用上述步骤将一比重低、熔点低的金属材包覆成型于该芯材的头部及身部上形成一外层，以获得一强度佳、质量轻的工具本体。

Description

工具本体的制造方法

技术领域

本发明是与一种工具本体有关，更详而言之，特别是指一种将异质金属材质结合一体成型为工具本体的制造方法。

背景技术

按，现有棘轮扳手本体构造，一般是采用钢、铁等比重高、刚性佳可承受较高扭力的材质成型，该等材质制成的工具本体使用握取上较重，长久操作容易导致手部酸痛或损伤，因此，另一已知棘轮扳手本体构造，请参阅图1所示，是包含有铝合金材质成型的一本体10及一钢材制成的框体20，该本体10具有一头部11及一身部12，该头部11凹设有一组装空间111，该框体20套合于该组装空间111中，该框体20内形成有一容置空间21，供一棘轮组(图上未示)安装其中，另，该组装空间111上再盖设锁固一盖体22，将框体20固设于本体11的组装空间中，如此，可得到质轻的工具本体；惟，现有本体10质量虽较轻，但，该本体10施予扭转操作时，由于该头部11及该身部12均完全为铝合金材质成型，本身质软刚性差，可承受扭力值小，本体10受到较大扭力值的操作时，该身部12无法承受而弯折变形，该头部11则受到套合其中钢性佳的框体20相对推挤组装空间111的内壁缘112，易使头部11变形，造成损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供的一种工具本体的制造方法，是将一比重、熔点高、刚性佳的金属芯材置入模具中，其中，该芯材具有凹设一空间的头部，该空间环周受封闭的一周壁环绕，该周壁往下一体延伸有一身部，该身部至少为头部长度的1.5倍以上，之后，将一比重低、熔点低的金属材包覆成型于该芯材的头部及身部上形成一外层，以获得一强度佳、质量轻的工具本体，达到工具结构强度佳且轻量化的目的。

本发明提供一种工具本体的制造方法，其特征在于，其步骤至少包含：

一、一次备料：准备一芯材，其为一种高比重、刚性佳的金属材，其一头部上凹设一空间，该空间环周受封闭的一周壁环绕，该周壁往下一体延伸有一身部，该身部至少为头部长度的1.5倍；

二、准备模具：该模具由二半模组成，该二半模各设有一模穴，另，一浇注道及一溢料道与该模穴连通，该浇道及溢料道是连通至模具外侧；

三、二次备料：准备已熔融的液态金属材，该液态金属材的比重及熔点低于该芯材；

四、温模：用热能使模具加热至预定温度；

五、入模及合模：将芯材固定悬置于半模的模穴中，将二半模合模；

六、包覆成型：将液态金属材由浇口经该浇注道注入于模穴中，其中，溢满于模穴中的液态金属材会经由该溢料道流出，直到将芯材的头部周壁及其身部完全包覆，冷却液态金属材定型；

七、开模：分开两半模，取出内层为芯材、外层包覆有相异金属材结合成型的一工具本体。

其中，该芯材为一种钢或铁材，其熔点在摄氏900度以上，该液态金属材为一种铝合金，其熔点在摄氏670至680度间，其比重为钢铁的三分之一。

其中，该芯材为一种钢或铁材，其熔点在摄氏900度以上，该液态金属材为一种镁合金，其熔点在摄氏650度，其比重为钢、铁的五分之一。

其中，该温模步骤是将液态金属材注入于模穴中，空载反复成型数次，使热能传递于模具，令模具温度提高至摄氏250-300度间。

其中，该模具的一半模模穴上沿其短轴方向设有一固定件，供该芯材的空间相对插设固定。

其中，该工具本体为一种棘轮扳手的本体。

其中，该空间的封闭端至少贯设有一圆孔，该固定件是对应该空间及其圆孔设置，该液态金属材沿该空间的周壁、及该空间开口端的周壁端面、以及身部包覆，另，该芯材的身部是长于该头部1.5-4倍。

其中，该身部下段位置具有较厚的包覆外层以形成一握部。

其中，该身部正面具有较厚的包覆外层，两侧面及背面为较薄的包覆外层形成一区间，该区间可配合高分子聚合材质成型的填补件设置填满形成一握部。

其中，该身部正面具有较厚的包覆外层形成一凸出的标示部，两侧面及背面为较薄的包覆外层形成一区间，将其置入于射出成型的模具中，再以高分子聚合材质射入填满于区间中形成一握部。

其中，该区间表面上布设有数凹孔及缺口，当高分子聚合材质射入填满于区间中，可结合于该等凹孔及缺口。

其中，该区间表面上布设有数凹孔及缺口，将其置入于射出成型模具中，先以一硬塑料材质射入于区间中形成一硬质层，该硬质层上成型有填料空间，该填料空间上具有凸出的凸柱，再次将其置入射出成型模具中，以软橡胶材质射入填满于该填料空间形成一握部。

其中，该区间表面上布设有数凹孔及缺口，以硬塑料材质预先成型相对于该区间形状的一硬质层，将硬质层固设于该区间中，该硬质层上成型有填料空间，该填料空间上具有凸出的凸柱，再将其置入射出成型模具中，以软橡胶材质射入填满于硬质层上形成一握部。

附图说明

为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1是已知工具本体的外观分解图。

图2是本发明较佳实施例的流程图。

图3是本发明较佳实施例的模具成型图。

图4是本发明较佳实施例的芯材入模示意图。

图5是本发明较佳实施例成型后工具本体图。

图6是本发明较佳实施例工具本体成品剖视图。

图7是本发明第二实施例工具本体的握部剖视图。

图8是本发明第三实施例工具本体图。

图9是本发明第三实施例的包覆有高分子聚合物的工具本体剖视图。

具体实施方式

请参阅图2至图4所示，本发明一种工具本体的制造方法的较佳实施例，该工具本体是指一种棘轮扳手的本体，其步骤包含有：

一、一次备料：一芯材30为一种比重高、熔点高、刚性佳的钢或铁制金属材，其熔点在摄氏900度以上，其中，该芯材30具有一头部31及一身部32，该头部31中间位置加工凹设有一空间33，该空间33环周受一封闭的周壁34环绕，且其一封闭端331贯设有四个大小不同的圆孔35，该身部32是由该周壁34往下延伸一体成型，并约为头部31长度的3倍左右，略呈扁平状；

二、准备模具：该模具40由二半模41组成，该二半模41对合面411上各设有对应的二模穴42，其中一半模41的二模穴42上端沿其短轴方向设有一固定件43，且该等模穴42对应于身部32下段位置是往下呈渐扩形状，另，该二半模41的二模穴42间位置设有一浇注道44，该浇注道44是连通至外侧，并在其外侧形成一浇口45，该等模穴42上、下端位置是各设有一溢料道46连通至模具40外侧；

三、二次备料：将铝合金块体置于熔炉中熔融成液态金属材50，该铝合金的熔点在摄氏670至680度间，其比重为钢铁的三分之一；另，该液态金属材50可采用一种镁合金，其熔点在摄氏650度，其比重为钢、铁的五分之一；

四、温模：将液态金属材50先注入于模穴42中，定型后取出，反复多次的空载成型，利用其热能使模具40的温度提高并维持在摄氏250-300度间，完成温模步骤；另，该模具40亦可采用瓦斯燃烧等其它外部加热方式，使模具40达到一定的温模温度；

五、入模及合模：将芯材30的空间33插设固定于半模的固定件43上，其中，各圆孔36亦被该等固定件43填满，固定后，将二半模40合模，使芯材30悬置在二半模41的模穴42中；

六、包覆成型：将该液态金属材50由浇口45注入经该等浇注道44注入于模穴42中，该液态金属材50是沿该空间33的周壁34、及该空间33开口端332的周壁34端面、以及身部32包覆，该空间33及该等圆孔35未受包覆，之后，其溢满于模穴42中的液态金属材50经由该溢料道46流出，直到完全包覆填满于芯材30的头部31及其身部32后，静止冷却10-30秒，使该液态金属材50硬化定型；

七、开模：请再配合参阅图5所示，将两半模41分开取出模穴42中已定型的半成品，即可得到一内层为钢制芯材30及外层包覆有铝合金的一体工具本体60。

八、表面处理：本实施例中该模具一次可成型有二工具本体60，故，需将连接于工具本体60上的余料S去除，再经由去除合模线的毛边及振动研磨、抛光、喷砂、阳极处理、涂覆、电镀等二次加工，即可获得表面处理加工的一工具本体60成品。

为供进一步了解本发明构造特征、运用技术手段及所预期达成的功效，兹将本发明使用方式加以叙述，相信当可由此而对本发明有更深入且具体的了解，如下所述：

请配合参阅图6所示，成型后的工具本体60具有相异金属材质结合一体成的一内层61及一外层62，其中，该芯材30被铝合金外层62完全包覆，其身部32下段具有较厚的包覆外层62以形成一握部63，供使用握持，是以，利用本发明制成的工具本体60，其外层62为一铝合金材质，故整体重量可减轻，内层61为一刚性强度佳的芯材30，可承受极高的扭力值，因此，当一棘轮组(图上未示)安装于该空间33中作为工具使用时，由于身部32的长度约略延伸至握部63的末端，当该工具本体60施予扭转操作时，该头部31及该身部32均完全为钢材成型，可承受高扭力值大，受到较大扭力值的操作时，该身部32并无弯折变形损坏情形，该头部31因与身部32为一体成型，强度极佳，亦不会相对推挤包覆于外层62的铝合金，可有效获得一轻量化及高强度的工具本体。

本发明的第二实施例，其中，该工具本体制造步骤概与较佳实施例相同，主要是该工具本体60成型后，请配合参阅图7所示，在其身部32正面具有较厚的包覆外层62，而两侧面及背面形成较薄包覆外层62的区间65，该区间65具有数凹设的凹孔651，以配合高分子聚合材质(可采用橡胶或塑料材质)成型的填补件70固设其中，使该工具本体60的下段位置形成由二异质金属材，及一高分子聚合材质结合成型的一握部63。

本发明的第三实施例，其中，该工具本体制造步骤概与第二实施例相同，请配合参阅图8、图9所示，该工具本体60成型后，该芯材30身部32正面具有较厚的包覆外层62，以形成一标示部64，该标示部64可直接凹设成型或刻印、涂布等方式设有图案、文字、记号等标示641，另，其两侧面及背面则为较薄的包覆外层62以形成一区间65，其中，该区间65的表面上布设有数凹孔651及缺口652，将其置入于射出成型模具中，以硬塑料材质射入于区间65中形成一硬质层66，该硬质层66上具有填料空间661，该填料空间661的表面上布设有凸出的凸柱662，再次将其置入射出成型模具中，以软橡胶材质射入填满于该等填料空间661，形成一软质层67，如此该工具本体的60下段位置形成一握部63，可提高握部63握持的触感；另，该硬质层66亦可预先成型与该区间65为相对形状的板片，直接固设于该区间65后，再进行软质层67的射出成型。

最后，将本发明的特点与功效整理如下：

本发明制成的工具本体，制程可将异质的金属材质结合成一体，使其内层为刚性强度佳的芯材，外层为质轻的铝合金材质包覆，达到工具本体轻量化及高强度的目的，同时，该外层为铝合金材质，因其具有优良的表面处理性，如阳极处理、涂覆、电镀等，尤其阳极处理可利用不同的化学染剂产生各种色彩及及高硬度的皮膜，更可有效提高本体外观的品质。

综上所述，本发明在同类产品中实有其极佳的进步实用性，同时遍查国内外关于此类结构的技术资料，文献中亦未发现有相同的构造存在在先，是以，本发明实已具备发明专利条件，故依法提出申请。

惟，以上所述的，仅是本发明的较佳可行实施例而已，故凡是应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效结构变化，理应包含在本发明的专利范围内。

Claims (13)

1.一种工具本体的制造方法，其特征在于，其步骤至少包含：

一、一次备料：准备一芯材，其为一种高比重、刚性佳的金属材，其一头部上凹设一空间，该空间环周受封闭的一周壁环绕，该周壁往下一体延伸有一身部，该身部至少为头部长度的1.5倍；

二、准备模具：该模具由二半模组成，该二半模各设有一模穴，另，一浇注道及一溢料道与该模穴连通，该浇道及溢料道是连通至模具外侧；

三、二次备料：准备已熔融的液态金属材，该液态金属材的比重及熔点低于该芯材；

四、温模：用热能使模具加热至预定温度；

五、入模及合模：将芯材固定悬置于半模的模穴中，将二半模合模；

六、包覆成型：将液态金属材由浇口经该浇注道注入于模穴中，其中，溢满于模穴中的液态金属材会经由该溢料道流出，直到将芯材的头部周壁及其身部完全包覆，冷却液态金属材定型；

七、开模：分开两半模，取出内层为芯材、外层包覆有相异金属材结合成型的一工具本体。

2.如权利要求1中所述的一种工具本体的制造方法，其特征在于，其中，该芯材为一种钢或铁材，其熔点在摄氏900度以上，该液态金属材为一种铝合金，其熔点在摄氏670至680度间，其比重为钢铁的三分之一。

3.如权利要求1中所述的一种工具本体的制造方法，其特征在于，其中，该芯材为一种钢或铁材，其熔点在摄氏900度以上，该液态金属材为一种镁合金，其熔点在摄氏650度，其比重为钢、铁的五分之一。

4.如权利要求1中所述的一种工具本体的制造方法，其特征在于，其中，该温模步骤是将液态金属材注入于模穴中，空载反复成型数次，使热能传递于模具，令模具温度提高至摄氏250-300度间。

5.如权利要求1中所述的一种工具本体的制造方法，其特征在于，其中，该模具的一半模模穴上沿其短轴方向设有一固定件，供该芯材的空间相对插设固定。

6.如权利要求1中所述的一种工具本体的制造方法，其特征在于，其中，该工具本体为一种棘轮扳手的本体。

7.如权利要求1中所述的一种工具本体的制造方法，其特征在于，其中，该空间的封闭端至少贯设有一圆孔，该固定件是对应该空间及其圆孔设置，该液态金属材沿该空间的周壁、及该空间开口端的周壁端面、以及身部包覆，另，该芯材的身部是长于该头部1.5-4倍。

8.如权利要求1中所述的一种工具本体的制造方法，其特征在于，其中，该身部下段位置具有较厚的包覆外层以形成一握部。

9.如权利要求1中所述的一种工具本体的制造方法，其特征在于，其中，该身部正面具有较厚的包覆外层，两侧面及背面为较薄的包覆外层形成一区间，该区间可配合高分子聚合材质成型的填补件设置填满形成一握部。

10.如权利要求1中所述的一种工具本体的制造方法，其特征在于，其中，该身部正面具有较厚的包覆外层形成一凸出的标示部，两侧面及背面为较薄的包覆外层形成一区间，将其置入于射出成型的模具中，再以高分子聚合材质射入填满于区间中形成一握部。

11.如权利要求10中所述的一种工具本体的制造方法，其特征在于，其中，该区间表面上布设有数凹孔及缺口，当高分子聚合材质射入填满于区间中，可结合于该等凹孔及缺口。

12.如权利要求10中所述的一种工具本体的制造方法，其特征在于，其中，该区间表面上布设有数凹孔及缺口，将其置入于射出成型模具中，先以一硬塑料材质射入于区间中形成一硬质层，该硬质层上成型有填料空间，该填料空间上具有凸出的凸柱，再次将其置入射出成型模具中，以软橡胶材质射入填满于该填料空间形成一握部。

13.如权利要求10中所述的一种工具本体的制造方法，其特征在于，其中，该区间表面上布设有数凹孔及缺口，以硬塑料材质预先成型相对于该区间形状的一硬质层，将硬质层固设于该区间中，该硬质层上成型有填料空间，该填料空间上具有凸出的凸柱，再将其置入射出成型模具中，以软橡胶材质射入填满于硬质层上形成一握部。

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