CN103962797A - 工具成型方法 - Google Patents

Abstract

一种工具成型方法，让金属材料历经胚体成型与加工处理的生产流程，制作出一款拥有识别结构的工具。加工处理依序包括一道表面硬化步骤，通过热处理提升胚体的表面硬度；一道压纹步骤，利用辊压或冲压等设备的一在胚体表面形成浅槽；以及一道上色步骤，将颜料涂布在浅槽中。如此，胚体表面成型浅槽所需的时间，会比先前技术形成深槽的工时还短，而且不易损伤胚体结构。同时，槽深变浅会减少颜料的填补量，能够降低制作成本，相对提升工具市场的竞争力。

Description

工具成型方法

技术领域

本发明涉及一种工具成型方法。

背景技术

在机具、器材或设备的组装场合，通常会利用套筒、六角扳手、开口扳手或连接杆等工具对螺栓或螺帽执行锁紧或旋松作业。

由于公制与英制的规格，产生许多尺寸不一的螺栓或螺帽，必须从各式各样的工具中挑选出合适的，始能进行松紧作业，相当浪费时间。

于是，美国第6,761,093号（相同于中国台湾公告第507630号）、第7,010,998号（相同于中国台湾公告第555626号）以及第7,543,366号（相同于中国台湾证书第I340063号）等专利案，揭露金属材料历经胚体成型、加工处理等流程，制作出一款拥有识别结构的工具。

在加工处理程序有一道压纹步骤，利用辊压或冲压等设备的一在胚体表面形成深沟，深沟拥有文字、图案、符号或数字等轮廓，充当胚体可供目视辨认的识别结构。拥有识别结构的胚体，其表面硬度历经热处理予以提升，并在后续的上色步骤，将颜料喷涂遍布在深沟中。

但是，这项识别结构必须缓慢地压入表面，才能避免胚体结构受损，相对延长加工时间。而且，颜料流入深沟的填补量随着深度而增加，以至于制作成本居高不下。

即使是申请人拥有的美国第8,020,274号（相同于中国台湾公开第201024037号）专利案，同样不能克服这些问题。

因此，如何缩短工时，降低成本以提升竞争力，就成为本发明亟待解决的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明人深入探讨现有技术的问题，凭借多年从事相关产业的研发与制造的经验，积极寻求解决的道，终于成功地开发出一种工具成型方法，以改善现有产品的问题。

本发明的主要目的在于：以原来的制作流程为基础，改变某些步骤的先后顺序，就能缩短工时、降低成本，进而提升工具市场的竞争力。

缘于上述目的的达成，本发明提供一种工具成型方法，其特征在于，让金属材料历经胚体成型与加工处理的生产流程，制作出一款拥有识别结构的工具；所述的加工处理依序包括下列步骤：

表面硬化步骤，提升胚体的表面硬度；

压纹步骤，在胚体表面形成浅槽；以及

上色步骤，将颜料涂布在浅槽中。

所述的工具成型方法，其中，该胚体为工具雏型，选自套筒胚体、六角扳手胚体、开口扳手胚体或连接杆胚体。

所述的工具成型方法，其中，表面硬化步骤是通过热处理提升胚体的表面硬度。

所述的工具成型方法，其中，压纹步骤是利用辊压设备在胚体表面形成浅槽。

所述的工具成型方法，其中，压纹步骤是利用冲压设备在胚体表面形成浅槽。

所述的工具成型方法，其中，该浅槽轮廓选自文字、图案、符号或数字的轮廓充当胚体供目视辨认的识别结构。

所述的工具成型方法，其中，上色步骤之后是震动研磨步骤，对胚体表面进行处理，同时清除溢出浅槽的多余颜料，使部分颜料保留在浅槽内。

所述的工具成型方法，其中，震动研磨步骤是通过珠击法，让复数颗粒高速且反复冲击胚体表面，清除溢出浅槽的多余颜料，却不会触及浅槽的底部，使部分颜料保留在浅槽内。

所述的工具成型方法，其中，震动研磨步骤之后是电镀步骤，在胚体表面除了颜料以外的部位形成金属薄膜。

本发明还提供一种工具成型方法，其依序包括：

下料步骤，将金属材料运送到生产现场；

锻造步骤，利用锻压机械对金属材料加压产生锻件；

切削步骤，将前述锻件形成胚体；

表面硬化步骤，通过热处理提升胚体表面硬度；

压纹步骤，在胚体表面形成供目视辨认的浅槽；

上色步骤，将颜料涂布在浅槽中；

震动研磨步骤，对胚体表面进行处理，同时清除溢出槽口的多余颜料，使部分颜料保留在浅槽内；

电镀步骤，在胚体表面除了颜料以外的部位形成金属薄膜。

如此，胚体表面成型浅槽所需的时间，会比现有技术形成深槽的工时还短，而且不易损伤胚体结构。同时，槽深变浅会减少颜料的填补量，能够降低制作成本，相对提升工具市场的竞争力。

以下，基于附图详述相关实施例的目的、构造及特征，相信本发明采用的技术、手段及功效，当可由之得一深入而具体的了解。

附图说明

图1是本发明第一工具成型的流程图；

图2a、图2b、图2c、图2d是完成胚体成型流程所制作的工具雏型；

图3是完成压纹步骤的套筒胚体立体图；

图4是完成上色步骤的套筒胚体进入震动研磨期间的动作示意图；

图5是完成电镀步骤的套筒胚体局部剖视图；

图6是本发明第二工具成型的流程图。

附图标记说明：10-胚体成型；12-下料；14-锻造；16-切削；18-成品；20-加工处理；21-热处理；22-压纹；23-上色；24-震动研磨；25-电镀；26-研磨；30-套筒胚体；31-浅槽；32-颜料；33-颗粒；34-薄膜；40-六角扳手胚体；50-开口扳手胚体；60-连接杆胚体。

具体实施方式

请参阅图1，阐明金属材料历经胚体成型10与加工处理20的生产流程，制作出一款拥有识别结构的工具。

前述胚体成型10程序由一道下料12步骤经过一道锻造14步骤至一道切削16步骤。这项流程可视需要调节时间长短，亦能添加其他所需的步骤。

在下料12步骤中，生产者根据订单制作一份生产计划，采购所需的金属材料，利用交通工具或其他运输机械设备运送到生产现场。

迈入锻造14阶段，利用锻压机械对金属材料加压产生塑性变形，从而获得符合要求的锻件，这个锻件具有一定机械性能、一定形状和尺寸。

接着执行切削16步骤，采用锯切、剪切、车削、钻孔、铣切、刨切、研磨、搪孔等机械器具、设备与刀具，依计划所需的几何形状和尺寸，将前述锻件的部分材料分离或移除，形成合乎要求的胚体。

这些胚体的表面是内部材料与周围环境的交界区域，通常是指最外层的物质分子下探到几个或几十个μm（10-6m）厚度的材料，必须予以加工才能改善获得下列优良的状态，诸如：

1）增加表面硬度与耐磨耗等机械性质；

2）增加表面对氧化和腐蚀的抵抗能力；

3）增加表面的耐热、热传导与热反射等特性；

4）改善表面粗糙度以减少摩擦作用；

5）改善表面的导电性质；

6）改变表面对光的反射且选择性吸收等特性；

7）增进表面的干净、光泽、颜色及美观等。

此处所称胚体为工具雏型，选自套筒胚体30（如图2a）、六角扳手胚体40（如图2b）、开口扳手胚体50（如图2c）及连接杆胚体60（如图2d）组成族群之一。

为了帮助阅读者明了本发明的精髓，下面会以套筒胚体为例，具体说明胚体成为工具的制作流程。

前述加工处理20程序，从一道表面硬化步骤开始，对套筒胚体进行诸如压纹22、上色23与震动研磨24等成型识别结构的系列步骤，经过一道电镀25步骤，即可获得符合要求的套筒成品18。

在表面硬化步骤中，通过温度的控制与冷却速率的调整，先行提升套筒胚体的表面硬度，同时改变韧性、应力（应变）、延展性与弹性等性质，如热处理21。简单的说，套筒胚体加热到一定的温度，保温一定的时间，以一定的速率降温到室温或更低，改善材料组织结构并获得优异性能。

进行压纹22步骤时，是利用辊压或冲压等设备的一在套筒胚体30坚硬的表面形成若干浅槽31，每一浅槽31拥有文字、图案、符号或数字等轮廓，充当胚体可供目视辨认的识别结构（如第3图）。由于设备的辊体或冲头在触及胚体一面刻划有所需的凸出部，凸出部拥有文字、图案、符号或数字等造型，能够快速地压入胚体坚硬的表面形成浅槽，自然能够缩短加工的时间。尤其是，胚体结构不易受到浅槽破坏。

紧接着，将调配的液态颜料32（如图4）涂布在套筒胚体30的浅槽31，完成上色23步骤。

此处所称颜料32又称为色素，是指可溶性和不可溶性的有机或无机物质，能使浅槽染上一定的颜色。尤其是，浅槽能够减少颜料32的填补量。

当然，颜料32难免会溢出浅槽31外面。只要执行震动研磨24步骤，例如珠击法，让复数颗粒33高速且反复冲击套筒胚体30表面，清除溢出浅槽的多余颜料32，却不会触及浅槽的底部，使部分颜料32保留在浅槽31内（如图4、图5）。

同时，颗粒冲击套筒胚体表面，会产生形变不均的雾面效果，使胚体保有压缩的残留应力，以增进耐疲劳性，达到除锈、去毛刺、去氧化层、摩擦系数调整、精密度调整、高附着力、美化及消光等特性。

然后，将拥有识别结构的套筒胚体浸入容器的电镀液且联结电镀设备的阴极，阳极联结同样浸入电镀液的金属物品，完成电镀25步骤的准备作业。

通电后，阳极金属的电子成为阳离子，以电镀液为媒介，沉积覆盖在阴极的套筒胚体30表面除了颜料以外的部位形成金属薄膜34（如图5）。

中断电源，将套筒自容器的电镀液取出，完成拥有识别结构的成品18。

因为薄膜附着于成品18表面散发金属色泽，与识别结构的颜料产生明显的色差对比，提高目视清晰程度，通过识别结构的文字、数字或图形轻易辨认公制或英制规格尺寸，缩减搜索所花的时间。再者，识别结构的颜料不易污损或剥落，相对延长清楚识别的期限。

尤其是，套筒胚体表面成型浅槽所需的时间，远较现有技术形成深槽的工时还短，而且不易损伤胚体结构。同时，槽深变浅会减少颜料的填补量，能够降低制作成本，相对提升工具市场的竞争力。

根据上述步骤，还能衍生其他工具成型的流程。譬如图6，不同于前述生产流程之处在于：一道研磨26步骤，隶属于加工处理20流程的辅佐性工序，对完成热处理21（表面硬化步骤）的胚体来说，可以清除表面的污物或毛边，还能增进表面附着能力。

此处所称研磨，是指高硬度颗粒通过结合材料固着于磨轮，以高速旋转方式去除胚体表面材料。

上述实施例仅为说明本发明，非为限制本发明。熟习此技艺者从上述实施例衍生的各种变化、修改与应用均在本发明的范畴内。

Claims (10)

1.一种工具成型方法，其特征在于，让金属材料历经胚体成型与加工处理的生产流程，制作出一款拥有识别结构的工具；所述的加工处理依序包括下列步骤：

表面硬化步骤；

压纹步骤，在胚体表面形成浅槽；以及

上色步骤，将颜料涂布在浅槽中。

2.如权利要求1所述的工具成型方法，其特征在于，该胚体为工具雏型，选自套筒胚体、六角扳手胚体、开口扳手胚体或连接杆胚体。

3.如权利要求1所述的工具成型方法，其特征在于，表面硬化步骤是采用热处理方式。

4.如权利要求1所述的工具成型方法，其特征在于，压纹步骤是利用辊压设备在胚体表面形成浅槽。

5.如权利要求1所述的工具成型方法，其特征在于，压纹步骤是利用冲压设备在胚体表面形成浅槽。

6.如权利要求1至5中任一项所述的工具成型方法，其特征在于，该浅槽轮廓选自文字、图案、符号或数字的轮廓，充当胚体供目视辨认的识别结构。

7.如权利要求6所述的工具成型方法，其特征在于，上色步骤之后是震动研磨步骤，对胚体表面进行处理，同时清除溢出浅槽的多余颜料，使部分颜料保留在浅槽内。

8.如权利要求7所述的工具成型方法，其特征在于，震动研磨步骤是通过珠击法，让复数颗粒高速且反复冲击胚体表面，清除溢出浅槽的多余颜料，却不会触及浅槽的底部，使部分颜料保留在浅槽内。

9.如权利要求7所述的工具成型方法，其特征在于，震动研磨步骤之后是电镀步骤，在胚体表面除了颜料以外的部位形成金属薄膜。

10.一种工具成型方法，其特征在于，依序包括：

下料步骤，将金属材料运送到生产现场；

锻造步骤，利用锻压机械对金属材料加压产生锻件；

切削步骤，将前述锻件形成胚体；

表面硬化步骤，通过热处理提升胚体表面硬度；

压纹步骤，在胚体表面形成供目视辨认的浅槽；

上色步骤，将颜料涂布在浅槽中；

震动研磨步骤，对胚体表面进行处理，同时清除溢出槽口的多余颜料，使部分颜料保留在浅槽内；

电镀步骤，在胚体表面除了颜料以外的部位形成金属薄膜。