CN111434466A

CN111434466A - 驱动器刀片

Info

Publication number: CN111434466A
Application number: CN201910035237.6A
Authority: CN
Inventors: 欧阳晓川; D·A·彼尔德曼
Original assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Current assignee: Milwaukee Electric Tool Corp
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2019-01-15
Publication date: 2020-07-21
Also published as: EP3894122A4; EP3894122A1; WO2020150299A1; US20200223044A1

Abstract

一种与动力紧固件驱动器一起使用的驱动器刀片，其包括限定纵向轴线的细长主体。主体包括顶表面和与顶表面相对的底表面。第一边缘在顶表面和底表面之间延伸。驱动器刀片还包括沿第一边缘形成并在横向于纵向轴线的方向上延伸的多个齿。驱动器刀片使用金属注射成型工艺制造。

Description

驱动器刀片

技术领域

本发明涉及动力紧固件驱动器，并且更具体地涉及与动力紧固件驱动器一起使用的驱动器刀片。

背景技术

各种用于将紧固件(例如，钉子、平头钉、钉书钉等)驱动到工件中的紧固件驱动器是本领域中已知的。这些紧固件驱动器利用本领域已知的各种方法(例如，由空气压缩机产生的压缩空气、电能、飞轮机构等)将驱动器刀片从上止点位置驱动到下止点位置。

发明内容

在一个方面，本发明提供了一种用于动力紧固件驱动器的驱动器刀片。驱动器刀片包括限定纵向轴线的细长主体。主体包括顶表面和与顶表面相对的底表面。第一边缘在顶表面和底表面之间延伸。驱动器刀片还包括沿第一边缘形成并在横向于纵向轴线的方向上延伸的多个齿。驱动器刀片使用金属注射成型工艺制造。

在另一方面，本发明提供了一种制造用于动力紧固件驱动器的驱动器刀片的方法。该方法包括将粉末形式的第一材料与粘合剂组合物混合以产生第一原料混合物。该方法还包括将第一原料混合物注入模具中以形成未加工的驱动器刀片。该方法还包括从未加工的驱动器刀片去除粘合剂组合物，并热处理未加工的驱动器刀片以减小未加工的驱动器刀片的孔隙率，以产生可用于动力紧固件驱动器的成品驱动器刀片。

通过考虑以下详细描述和附图，本发明的其他特征和方面将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的动力紧固件驱动器的透视图。

图2是图1的动力紧固件驱动器的驱动器刀片的透视图。

图3A是根据本发明另一个实施例的驱动器刀片的透视图。

图3B是图3A的驱动器刀片的侧视图。

图4是用于制造图2的驱动器刀片或图3A至图3B的驱动器刀片的过程的示意图。

在详细解释本发明的任何实施例之前，应该理解，本发明的应用不限于在以下描述中阐述的或在以下附图中示出的构造细节和部件布置。本发明能够具有其他实施例并且能够以各种方式实践或实施。此外，应该理解，这里使用的措辞和术语是为了描述的目的，它们不应该被认为是限制性的。

具体实施方式

参考图1，气弹簧动力紧固件驱动器10可操作以将保持在钉盒14内的紧固件(例如，钉子、平头钉、钉书钉等)驱动到工件中。紧固件驱动器10包括气缸18。可移动活塞(未示出)位于气缸18内。参考图2，紧固件驱动器10还包括驱动器刀片26，驱动器刀片26附接到活塞并可随其移动。紧固件驱动器10不需要外部气压源，而是包括气缸18中的加压气体。

参考图1，紧固件驱动器10包括壳体30，壳体30具有气缸壳体部分34和从其延伸的电机壳体部分38。气缸壳体部分34被构造成支撑气缸18，而电机壳体部分38被构造成支撑电机42和电机42下游的变速器44。此外，所示的壳体30包括从气缸壳体部分34延伸的手柄部分46，以及联接到手柄部分46的相对端的电池附接部分50。电池54可电连接到电机42，以用于向电机42供电。手柄部分46支撑触发器56，触发器56被使用者按压以启动紧固件驱动器10的驱动循环。

参考图2，驱动器刀片26限定纵向轴线58。在驱动循环期间，驱动器刀片26和活塞可沿轴线58在气缸18内在上止点(TDC)或就绪位置以及下止点(BDC)或驱动位置之间移动。紧固件驱动器10还包括提升器组件(未示出)，其由电机42(图1)提供动力，并且可操作以使驱动器刀片26从驱动位置返回到就绪位置。

继续参考图2，驱动器刀片26包括细长主体66，细长主体66具有第一平坦表面(即，前表面68)和相对的第二平坦表面(即，后表面70)。第一边缘74沿着主体66的一个侧面在前表面68和后表面70之间延伸，并且第二边缘78沿着主体66的相对的侧面在前表面68和后表面70之间延伸。前表面68平行于后表面70。同样，边缘74、78也是平行的。

驱动器刀片26包括沿主体66的第一边缘74形成的多个提升齿82。第一边缘74在轴线58的方向上延伸，并且提升齿82在横向于轴线58的方向上从第一边缘74突出。在驱动器刀片26从驱动位置返回到就绪位置期间，提升齿82相继与提升器组件接合。

驱动器刀片26还包括第一端90和与第一端90相对的第二端94。前表面68和后表面70以及第一边缘74和第二边缘78在第一端90和第二端94之间延伸。在所示的驱动器刀片26的实施例中，第一端90包括用于与活塞连接的螺纹柱。驱动器刀片26的第二端94垂直于轴线58定向，以用于撞击从钉盒14供给的紧固件并将紧固件驱动到工件中。

图3A至图3B示出了根据本发明另一个实施例的驱动器刀片26a，其中与图2中所示的驱动器刀片26相似的特征的附图标记添加了字母“a”。驱动器刀片26a包括从第一边缘74a延伸的多个提升齿82a。另外，驱动器刀片26a包括从第二边缘78a延伸的多个突起86。特别地，突起86在横向于纵向轴线58a的方向上从第二边缘78a延伸。在一个实施例中，多个突起86被构造成与紧固件驱动器10的闩锁(未示出)接合，以阻止驱动器刀片26a朝向驱动位置移动。

传统上，锻造和/或机加工工艺用于制造如图2至图3B所示的驱动器刀片。然而，在所示的实施例中，使用嵌件成型工艺(例如一次性金属注射成型(“MIM”)工艺)来制造驱动器刀片26、26a。在这种一次性金属注射成型工艺中，驱动器刀片26、26a由具有第一硬度的第一材料110(例如，金属或金属合金)制成。第一材料110的第一硬度选择为至少为最小值，并且至少和与提升齿82、82a接触的提升器组件的部件一样硬，以减少在使用紧固件驱动器10期间驱动器刀片26、26a的磨损。在一个实施例中，第一材料110包括铁合金组合物。例如，铁合金组合物可包含碳、铬、铁、锰、钼、硅和/或钒的合金。在所示的驱动器刀片26、26a的实施例中，铁合金组合物基本上由(按重量计)：0.45％至0.55％的碳、3％至3.5％的铬、92％至94.9％的铁、0.2％至0.9％的锰、1.3％至1.8％的钼、0.2％至1％之间的硅，以及0.2％至0.3％之间的钒组成。

在另一个实施例中，驱动器刀片26、26a可以使用多于一种材料形成，以使得驱动器刀片26、26a使用多次注射金属注射成型工艺制造。例如，驱动器刀片26、26a的主体66、66a可以由具有第一硬度的第一材料110制成，并且提升齿82、82a(以及可选地，突起86)可以由具有不同的第二硬度的第二材料114制成。在该示例中，金属注射成型工艺是双射金属注射成型工艺。选择第一材料110和第二材料114，以使得第二硬度大于第一硬度。因此，提升齿82、82a的硬度大于主体66、66a的硬度，以减少在使用紧固件驱动器10期间提升齿82、82a的磨损。由于主体66、66a和提升齿82、82a的分别不同的材料110、114在双射金属注射成型工艺期间结合或整体形成，因此用于将提升齿82、82a连接到主体66、66a的二次制造工艺是不必要的。在一个实施例中，第二材料114也可包括铁合金组合物。

在驱动器刀片26、26a的其他实施例中，其他部分可由不同材料制成，以为驱动器刀片26、26a的相应部分提供不同的材料特性(例如，硬度)。例如，在紧固件驱动操作期间撞击紧固件的驱动器刀片26、26a的第二端94、94a可以由比主体66、66a的其余部分更硬的材料制成。

参考图4，金属注射成型工艺依次包括将第一材料110与粘合剂组合物118混合的原料混合工艺116，使用模具126的注射成型工艺122，去除粘合剂组合物118的脱粘合工艺130，以及热处理工艺134。

在原料混合工艺116期间，将粘合剂组合物118添加到第一材料110中以促进通过注射成型工艺122的处理。结果，粉末形式的第一材料110与粘合剂组合物118被均匀混合，以提供具有确定稠度的第一原料混合物138。如果是双射金属注射成型工艺，则也是粉末形式的第二材料114也与粘合剂组合物118均匀混合，以提供具有与第一混合物138大体相同的稠度的第二原料混合物142。在所示的驱动器刀片26、26a的实施例中，粘合剂组合物118包括热塑性粘合剂。或者，粘合剂组合物118可包括其他合适的粘合剂组合物(例如蜡)。在下面描述的烧结工艺166期间，第一原料混合物138和第二原料混合物142中的每一个中的粘合剂组合物118的量被选择为分别匹配主体66、66a和提升齿82、82a的收缩率。

注射成型工艺122包括通过注射成型机150处理第一原料混合物138和第二原料混合物142。特别地，工艺122包括将第一原料混合物138注入模具126中。如果是双射金属注射成型工艺，则将第一原料混合物138注入模具126的第一部分中，并将第二原料混合物142注入模具126的第二部分中。完成注射成型工艺122后，暂时的或未加工的(在金属注射成型工业中称为“生坯(green)”)驱动器刀片154被制造为包括第一材料110(和第二材料114，如果是双射金属注射成型工艺)和粘合剂组合物118。由于粘合剂组合物118的存在，“生坯”驱动器刀片154比成品驱动器刀片26、26a大。

在注射成型工艺122之后，将“生坯”驱动器刀片154从模具126移除并继而进行脱粘合工艺130。脱粘合工艺130去除粘合剂组合物118。在脱粘合工艺130期间，“生坯”驱动器刀片154变换成“棕坯(brown)”驱动器刀片158(如在金属注射成型工业中已知的)，其仅包括第一材料110(和第二材料114，如果是双射金属注射成型工艺)。在所示实施例中，脱粘合工艺130包括化学洗涤162。或者，脱粘合工艺130可包括热蒸发工艺以从“生坯”驱动器刀片154去除粘合剂组合物118。“棕坯”驱动器刀片158在没有粘合剂组合物118的情况下是易碎且多孔的。

为了减小“棕坯”驱动器刀片158的孔隙率，执行热处理工艺134以使“棕坯”驱动器刀片158原子扩散从而形成成品工具头26、26a。热处理工艺134将“棕坯”驱动器刀片158暴露于升高的温度以促进原子扩散，从而允许原子相互作用并融合在一起。在所示实施例中，热处理工艺134包括烧结工艺166。或者，脱粘合工艺130和热处理工艺134可以组合为单个过程，使得在较低温度下，在去除粘合剂组合物118的脱粘合工艺130中将发生热蒸发。并且，在较高温度下，原子扩散将降低“棕坯”驱动器刀片158中的孔隙率，以产生最终的成品驱动器刀片26、26a。

在一些实施例中，烧结工艺166包括热等静压(HIP)工艺，其在预定的时间量内利用高压和高温以令部件(例如驱动器刀片26、26a)具有更高的密度。在一个示例中，“棕坯”驱动器刀片158位于高温炉中，高温炉封闭在压力容器中。“棕坯”驱动器刀片158内的任何空隙在高压和高温下坍塌并融合在一起，以消除“棕坯”驱动器刀片26、26a内的任何缺陷。这样，经受热等静压工艺的驱动器刀片26、26a可具有密度的增加、整个驱动器刀片26、26a孔隙率的降低和/或微裂纹的减少。

金属注射成型工艺允许在不需要后成形工艺(即，机加工)的情况下制造具有相对地复杂的形状的驱动器刀片26、26a，因此与其他制造工艺(例如锻造和机加工)相比降低了成本。此外，利用多步骤金属注射成型工艺，驱动器刀片26、26a的不同部分可以由不同材料制成，以为驱动器刀片26、26a的相应部分提供不同的材料特性(例如，硬度)。因此，在没有使用多种不同的制造和组装工艺来分别形成然后连接驱动器刀片26、26a的不同部分的伴随成本的情况下，可以改善驱动器刀片26、26a的性能和磨损特性。

在权利要求中阐述了本发明的各种特征。

Claims

1.一种用于动力紧固件驱动器的驱动器刀片，其特征在于，所述驱动器刀片包括：

细长主体，其限定纵向轴线，所述细长主体包括：

顶表面和底表面，所述底表面与所述顶表面相对，

第一边缘，其在所述顶表面和所述底表面之间延伸；以及

多个齿，其沿所述第一边缘形成，并且所述多个齿在横向于所述纵向轴线的方向上延伸，

其中，所述驱动器刀片使用金属注射成型工艺制造。

2.如权利要求1所述的驱动器刀片，其特征在于，所述细长主体由第一材料制成，并且其中所述金属注射成型工艺是一次性金属注射成型工艺。

3.如权利要求2所述的驱动器刀片，其特征在于，所述第一材料包括铁合金组合物。

4.如权利要求3所述的驱动器刀片，其特征在于，所述铁合金组合物包含碳、铬、铁、锰、钼、硅和/或钒的合金。

5.如权利要求3所述的驱动器刀片，其特征在于，所述铁合金组合物按重量计基本上由0.45％至0.55％的碳、3％至3.5％的铬、92％至94.9％的铁、0.2％至0.9％的锰、1.3％至1.8％的钼、0.2％至1％的硅，以及0.2％至0.3％的钒组成。

6.如权利要求1所述的驱动器刀片，其特征在于，所述细长主体由第一材料制成，并且所述齿由第二材料制成，并且其中所述金属注射成型工艺是双射金属注射成型工艺，其中所述细长主体和所述齿在不需要额外的制造步骤的情况下结合。

7.如权利要求6所述的驱动器刀片，其特征在于，所述第一材料和所述第二材料各自包括铁合金组合物。

8.如权利要求1至7中任一项所述的驱动器刀片，其特征在于，所述细长主体包括第一端，所述第一端具有螺纹柱，其用于连接到所述动力紧固件驱动器的活塞。

9.如权利要求8所述的驱动器刀片，其特征在于，所述细长主体包括与所述第一端相对的第二端，并且其中所述第二端垂直于所述纵向轴线定向。

10.如权利要求1至7中任一项所述的驱动器刀片，其特征在于，所述细长主体包括在所述顶表面和所述底表面之间延伸的第二边缘，其中所述第二边缘位于所述纵向轴线的与所述第一边缘相对的一侧，并且其中所述驱动器刀片还包括多个突起，所述多个突起沿所述第二边缘形成并在横向于所述纵向轴线的方向上延伸。

11.一种制造用于动力紧固件驱动器的驱动器刀片的方法，其特征在于，所述方法包括：

将粉末形式的第一材料与粘合剂组合物混合，以产生第一原料混合物；

将所述第一原料混合物注入模具中以形成未加工的驱动器刀片；

从所述未加工的驱动器刀片去除所述粘合剂组合物；以及

热处理所述未加工的驱动器刀片以减小所述未加工的驱动器刀片的孔隙率，以产生可用于所述动力紧固件驱动器的成品驱动器刀片。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一材料是铁合金组合物。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述铁合金组合物包含碳、铬、铁、锰、钼、硅和/或钒的合金。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述铁合金组合物按重量计基本上由0.45％至0.55％的碳、3％至3.5％的铬、92％至94.9％的铁、0.2％至0.9％的锰、1.3％至1.8％的钼、0.2％至1％的硅，以及0.2％至0.3％的钒组成。

15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

将粉末形式的第二材料与第二粘合剂组合物混合，以产生第二原料混合物；以及

将所述第二原料混合物注入所述模具中以形成所述未加工的驱动器刀片。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，注入所述第一原料混合物包括将所述第一原料混合物注入所述模具的第一部分以形成所述未加工驱动器刀片的第一部分，并且其中注入所述第二原料混合物包括将所述第二原料混合物注入所述模具的第二部分以形成所述未加工驱动器刀片的单独的第二部分。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述未加工的驱动器刀片的所述第一部分是所述驱动器刀片的细长主体，并且其中所述未加工的驱动器刀片的所述第二部分是沿所述细长主体的边缘形成的多个齿。

18.如权利要求11至17中任一项所述的方法，其特征在于，从所述未加工的驱动器刀片去除所述粘合剂组合物包括将所述未加工的驱动器刀片通过化学洗涤或使用热蒸发工艺。

19.如权利要求11至17中任一项所述的方法，其特征在于，热处理所述未加工的驱动器刀片包括烧结所述未加工的驱动器刀片。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，烧结所述未加工的驱动器刀片包括使用热等静压工艺来增加所述未加工驱动器刀片的密度。