TWI590898B - 滾刀製造方法 - Google Patents

Description

滾刀製造方法

本發明是關於一種滾刀製造方法，其是以一銲覆製程在一柱狀基材的一表面堆積耐磨材料，以形成複數個刀刃雛形，再以一刀刃成型加工製程使該些刀刃雛形形成為複數個刀刃，以使該柱狀基材與該些刀刃構成一滾刀的製造方法。

請參閱台灣發明專利申請第085114029號說明書的第4至5頁其揭露「滾刀的製造方法是預先在圓柱形基材上以銑槽加工銑出刃口槽道之位置，接著再逐道堆積銲覆硬面層，使硬面層材質能填補刃口槽道並與基材熔合，最後再抓出先前所銑出之刃口槽道的位置重新進行銑槽加工，則堆積之硬面層即成為刃口所在位置」，由於銲覆的硬面層是填補刃口槽道後，之後再以銑刀對位基材上刃口槽道以對刃口槽道中的硬面層進行銑切，而形成刃口。

此種滾刀刃口的成形方式，因堆積方向與刃口平行，在刃口方向累積凝固縮收應力，不管堆積單層或多層，每道堆積層皆會熔融週圍基材，基材對硬面層會有較高稀釋效應，影響硬面層耐磨損性能，且因槽道為V形開口，容易發生底部未熔合缺陷，在刃口成形加工中即常有崩刀情形發生，製造品質不穩定。

請參閱台灣發明專利申請第085114029號說明書的第10至11頁其揭露「將銲覆材料銲覆在圓柱材10的整個柱材表面，之後再對銲覆在圓柱材10的整個柱材表面的銲覆材料進行外圓切削、洗槽加工作業等製成，以在圓柱材10外緣銑出刃口，而形成旋轉刀具」。

此種滾刀刃口的成形方式，由於銲覆材料銲覆在圓柱材10的整個柱材表面，須耗費相對於刃口開槽堆積方式更多的硬面材料，刃口成形先銑削加工須移除更多的硬面材料，相對地，也增加了旋轉刀具的製造成本。

本發明之一種滾刀製造方法，可降低刃口成形刀具(如銑刀或研磨刀等)的損耗，且可節省銲覆材料的浪費及減少銲覆製程的時間，以降低滾刀的製造成本。

本發明之主要目的在於提供一種滾刀製造方法其包含提供一柱狀基材、一銲覆製程以及一刀刃成型加工製程，在提供該柱狀基材的步驟中，該柱狀基材具有一表面，在該表面具有複數個待銲覆區及複數個空白區域，且相鄰的該些待銲覆區之間具有一空白區域，在進行該銲覆製程的步驟中，將至少一銲覆材料銲覆於該些待銲覆區，以使該銲覆材料形成為複數個刀刃雛形，且使相鄰的該些刀刃雛形之間具有一溝槽，在進行該刀刃成型加工製程的步驟中，是對該些刀刃雛形進行加工，使該些刀刃雛形形成為複數個刀刃。

本發明在該銲覆製程中，是在該柱狀基材的該些待銲覆區銲覆形成該些刀刃雛形，且使相鄰的該些刀刃雛形之間具有該溝槽，因此與先前技術相較，在銲覆製程中可節省銲覆材料及銲覆時間，再者，由於在銲覆製程中已形成該些刀刃雛形及該些溝槽，因此在該刀刃成型加工製程中，可避免先前技術中刀刃的成形刀具必須移除部分銲覆在整個柱材表面的銲覆材料而造成刀刃成形刀具損耗的問題。

請參閱第1至7圖，本發明的一第一實施例，一種滾刀製造方法其至少包含「提供一柱狀基材」、「一銲覆製程」以及「一刀刃成型加工製程」。

首先，請參閱第1圖，在該「提供一柱狀基材」步驟中，提供一柱狀基材10，該柱狀基材10為一圓形的柱狀體，在本實施例中，該柱狀基材10的材料選自於不鏽鋼材質(如SUS 304)，該柱狀基材10具有一表面11，在該表面11具有複數個待銲覆區12及複數個空白區域13，且相鄰的該些待銲覆區之間具有一空白區域13，該些待銲覆區12的面積可依據所欲成型的滾刀形狀預先預留。

在本實施例中，是將該柱狀基材10裝設於一電腦數值控制機台(CNC機台，圖未繪出)，並以該柱狀基材10的軸心與該電腦數值控制機台的軸心偏斜2至5度的傾斜角後，再進行該「銲覆製程」步驟。

請參閱第2及3圖，在該「提供一柱狀基材」步驟之後進行該「銲覆製程」步驟，在進行該「銲覆製程」步驟中，將至少一銲覆材料銲覆於該些待銲覆區12，以使該銲覆材料形成為複數個刀刃雛形14，且使相鄰的該些刀刃雛形14之間具有一溝槽15，在本實施例中，該銲覆材料可為粉末或線材，該些銲覆材料可選自於鈷基硬面合金(例如：Stellite合金)、鎳基硬面合金(例如：colmonoy合金)或鐵基硬面合金(例如：工具鋼、高速鋼)等材料，該銲覆製程可選自於雷射銲覆，請參查第3圖，各該刀刃雛形14是由複數個銲覆層14a堆銲而成，且各該銲覆層14a厚度介於0.2mm至1mm，藉由該些銲覆層14a堆銲可在該些待銲覆區12上形成該些刀刃雛形14，因此可依需求形成不同形狀的刀刃雛形。

請參閱第4及5圖，在該「銲覆製程」步驟之後進行該「刀刃成型加工製程」步驟，在進行該「刀刃成型加工製程」步驟中，是以一成形刀具(圖未繪出)對該些刀刃雛形14進行加工，對該些刀刃雛形14進行的加工方法選自於研磨或銑切，其是以一研磨刀具或銑刀對該些刀刃雛形14進行加工研磨或銑切加工，以使該些刀刃雛形14形成為複數個刀刃16，該些刀刃16與該柱狀基材10構成一滾刀100。

請參閱第4、5、6及7圖，較佳地，在進行該「刀刃成型加工製程」中，延著各該溝槽15在該柱狀基材10的該些空白區域13分別形成一凹槽17，使各該溝槽15與各該凹槽17構成一逃料槽道S，在本實施例中，是在該些刀刃雛形14形成為該些刀刃16後，再以一成形刀具(如研磨刀具或銑刀等)對該柱狀基材10的該些空白區域13進行研磨或銑切，以使該柱狀基材10形成有該些凹槽17。

由於在該「銲覆製程」步驟，是以該銲覆材料在該柱狀基材10的該些待銲覆區12形成該些刀刃雛形14及該些溝槽15，因此可節省銲覆材料及銲覆製程的時間，此外由於在該「銲覆製程」步驟中已形成該刀刃雛形14，因此在該「刀刃成型加工製程」中，可減少該成形刀具的磨耗，因此可降低該滾刀100的製造成本，此外，由於該銲覆材料所形成的該些刀刃雛形14是由複數個銲覆層14a堆積，因此該些銲覆層14a由該柱狀基材10往該些刀刃雛形14末端方向，自第二銲覆層14a以後受柱狀基材10稀釋效應逐漸降低，有助於刃口耐磨損性能的增進。

請參閱第8至11圖，本發明的一第二實施例，一種滾刀製造方法其至少包含「提供一柱狀基材」、「一銲覆製程」以及「一刀刃成型加工製程」，其中該「提供一柱狀基材」及該「刀刃成型加工製程」與第一實施例相同，第二實施例與第一實施例的差異在於該「銲覆製程」。

請參閱第8至11圖，在本實施例中，各該刀刃雛形14具有一第一雛形部14b及一第二雛形部14c，首先，請參閱第8及9圖，在進行該「銲覆製程」步驟中，是將一第一銲覆材料銲覆於該些待銲覆區12，以形成該第一雛形部14b，該第一銲覆材料選自鈷基硬面合金(例如：stellite合金)、鎳基硬面合金(例如：colmonoy合金)或鐵基硬面合金(例如：工具鋼、高速鋼)等材料，請參閱第10及11圖，將一第二銲覆材料銲覆於該第一雛形部14b上，以形成該第二雛形部14c，該第二銲覆材料可以選自與第一銲覆材料同系列合金，惟其硬度高於第一銲覆材料，或者該第二銲覆材料係選擇為第一銲覆材料與碳化物的複合材，相同地，在相鄰的該些刀刃雛形14之間具有該溝槽15，較佳地，該第二雛形部14c的硬度大於該第一雛形部14b，使刃口有極佳耐磨損性能，又能因該第一雛形部14b的硬度較低，而能減緩應力梯度的產生，以避免該些刀刃16進行切削時崩裂。

由於本發明在該「銲覆製程」步驟中已形成該些刀刃雛形14及該些溝槽15，因此可節省銲覆材料及銲覆製程的時間，且在該「刀刃成型加工製程」中，可減少該成形刀具的磨耗，因此可降低該滾刀100的製造成本。

本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。

100‧‧‧滾刀
10‧‧‧柱狀基材
1‧‧‧表面
12‧‧‧待銲覆區
13‧‧‧空白區域
14‧‧‧刀刃雛形
14a‧‧‧銲覆層
14b‧‧‧第一雛形部
14c‧‧‧第二雛形部
15‧‧‧溝槽
16‧‧‧刀刃
17‧‧‧凹槽
S‧‧‧逃料槽道

第1圖：本發明「滾刀製造方法」的柱狀基材的立體圖。 第2圖：本發明「滾刀製造方法」的柱狀基材及刀刃雛形的立體圖。 第3圖：本發明「滾刀製造方法」的柱狀基材及刀刃雛形的剖體圖。 第4圖：本發明「滾刀製造方法」的柱狀基材及刀刃的立體圖。 第5圖：本發明「滾刀製造方法」的柱狀基材及刀刃的剖體圖。 第6圖：本發明「滾刀製造方法」的柱狀基材及刀刃的立體圖。 第7圖：本發明「滾刀製造方法」的柱狀基材及刀刃的剖體圖。 第8圖：本發明「滾刀製造方法」的柱狀基材及刀刃雛形的立體圖。 第9圖：本發明「滾刀製造方法」的柱狀基材及刀刃雛形的剖體圖。 第10圖：本發明「滾刀製造方法」的柱狀基材及刀刃雛形的立體圖。 第11圖：本發明「滾刀製造方法」的柱狀基材及刀刃雛形的剖體圖。

10‧‧‧柱狀基材

11‧‧‧表面

12‧‧‧待銲覆區

13‧‧‧空白區域

14‧‧‧刀刃雛形

14a‧‧‧銲覆層

15‧‧‧溝槽

Claims (10)

1. 一種滾刀製造方法，其包含： 提供一柱狀基材，該柱狀基材具有一表面，該表面具有複數個待銲覆區及複數個空白區域，且相鄰的該些待銲覆區之間具有一空白區域； 一銲覆製程，將至少一銲覆材料銲覆於該些待銲覆區，以使該銲覆材料形成為複數個刀刃雛形，且使相鄰的該些刀刃雛形之間具有一溝槽；以及 一刀刃成型加工製程，對該些刀刃雛形進行加工，使該些刀刃雛形形成為複數個刀刃。
2. 如申請專利範圍第1項所述之滾刀製造方法，其中各該刀刃雛形具有一第一雛形部及一第二雛形部，該第一雛形部是以一第一銲覆材料銲覆於該些待銲覆區，該第二雛形部是以一第二銲覆材料銲覆於該第一雛形部上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之滾刀製造方法，其中該第二雛形部的硬度大於該第一雛形部。
4. 如申請專利範圍第3項所述之滾刀製造方法，其中該第二銲覆材料的硬度高於第一銲覆材料。
5. 如申請專利範圍第1項所述之滾刀製造方法，其中在進行該刀刃成型加工製程中，延著各該溝槽在該柱狀基材的該些空白區域分別形成一凹槽，各該溝槽與各該凹槽構成一逃料槽道。
6. 如申請專利範圍第5項所述之滾刀製造方法，其中在該些刀刃雛形成為該些刀刃後，再形成該些凹槽。
7. 如申請專利範圍第1項所述之滾刀製造方法，其中該銲覆材料選自於鈷基硬面合金、鎳基硬面合金或鐵基硬面合金。
8. 如申請專利範圍第1項所述之滾刀製造方法，其中各該刀刃雛形是由複數個銲覆層堆銲而成，且各該銲覆層厚度介於0.2mm至0.5mm。
9. 如申請專利範圍第1項所述之滾刀製造方法，其中在進行該銲覆製程，是以雷射銲覆方法將該銲覆材料銲覆於該些待銲覆區。
10. 如申請專利範圍第1項所述之滾刀製造方法，其中對該些刀刃雛形進行加工的加工方法選自於研磨、銑切。