CN105792984A - 切割刀片及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制造铝或者铝合金制切割刀片的方法。该方法包括以下步骤:?制造具有期望的切割刀片形状的铝或者铝合金制的薄板(12);?执行该刀片的锐化操作;?对刀片进行阳极化处理,以便至少在刀片的被锐化的部分上形成氧化铝(Al2O3)层。该锐化操作包括:将薄板置于平坦的支撑表面上,?使用于铝的锐化刀具(30)沿着与支撑表面(22)相对的薄板表面的外部的周向边缘(14)前行,锐化刀具适于根据预先确定的锐化角度减小所述周向边缘的厚度以便通过去除削片而获得切削刃。
Description
本发明涉及一种制造切割刀片(例如,餐刀)的方法。
众所周知,切割刀片通常由钢或者陶瓷(虽然不那么普遍)制成。钢制刀片具有良好的切割质量,当它们失去刀刃时很容易重新锐化,钢制刀片非常坚固耐用并且通常成本很低。但是,特别是如果达到一定的尺寸时,例如对于一些厨房用刀,不锈钢刀片过重并且不灵便。
陶瓷刀片比钢制刀片轻,陶瓷刀片在切割食物方面还具有其他的优点,但是陶瓷刀片非常易碎并且难以锐化,而且它的平均成本也比钢制刀片高。
一种已知的金属材料是铝及其合金,因为它具有轻质、机械耐受性和可加工性好的特点而被使用。
实际上,人们曾经尝试用铝及其合金制造切割刀片;但是,这种尝试没有成功,这主要由于铝材料质软并且不能以传统的方式研磨的原因。
本发明的目的是提出一种新的用铝或者铝合金制造切割刀片的方法,其能够有效地克服传统切割刀片(例如钢或者陶瓷制成的刀片)的限制。
这种目的被通过根据权利要求1的制造切割刀片的方法和用根据权利要求10的切割刀片实现。
通过以下基于附图的实施例的非限制性实例的描述可以清楚看出本发明的特点和优势。在所述的附图中:
-图1是在切割刀片的预锐化步骤期间从装置的上方观察的俯视图;
-图2示出了装置的端视图;
-图3是图2中的圆圈A处的细部放大视图;
-图4是在切割刀片的锐化步骤期间从装置的上方观察的俯视图;
-图5示出了锐化装置的端视图;
-图6是图5中的圆圈A处的细部放大视图;和
-图7示出了切割刀片的切削刃的轮廓。
如附图所示,以铝及铝合金制成的切割刀片(例如,餐刀)从制造铝或者铝合金坯料12开始,该坯料12成形为具有期望的切割刀片形状的薄板。
例如,所述的薄板12通过模制、切割(例如,激光或者水切割)或者剪切获得。为了恰当地锐化,薄板的至少一侧(在所示的实例中是下侧12’)应当是完全平坦的,这将在下文中进一步说明。
然后,对薄板12进行锐化操作(图4-7)。
在锐化操作结束时,对由薄板12加工处理而获得的刀片进行阳极氧化处理,以便至少在刀片的锐化部分上形成氧化铝(Al2O3)层。这种氧化铝层为刀片提供了对于有效地切割而言必需的特性,特别是硬度、抗腐蚀能力和抗磨损能力。
回到锐化操作,这个操作涉及工件夹持设备20,该工件夹持设备20例如由钢制成,工件夹持设备20包括完全平的支撑表面22,该支撑表面22限定薄板座24,薄板12容纳并限制于薄板座24中。例如,所述的薄板座24成形为与薄板12的形状相反。薄板座24沿着工件夹持设备20的周边部分成形,使得当薄板12定位在薄板座24上时,薄板的待锐化的边缘14朝外以被下文描述的锐化工具加工。
为了锐化薄板12的边缘14,采用机加工工具来移除切削下来的铝屑,该机加工工具适于根据预先确定的锐化角度削减所述边缘的厚度以获得切削刃。
在一个优选的实施例中,所述的用于削片的移除的机加工工具是用于铝的锐化刀具30。所述锐化刀具30制作成沿着与支撑表面22相对的薄板表面的外部16的周向边缘14前进,以便根据预先确定的锐化角度α通过移除削片而削减所述的边缘14的厚度。执行这种机械加工以获得切削刃。
为了从薄板的边缘准确地移除材料,薄板座24的支撑表面22以均匀的方式抵抗由锐化刀具30施加的压力是重要的。为此目的,支撑表面22的最外部分由金属抵抗板26(例如,钢制的)形成。所述的金属板26具有在机械加工的期间吸收由刀具产生的振动和支撑薄板12的双重功能。
在一个优选的实施例中,锐化刀具30至少是螺旋旋转刀具(helicalrolling cutter,螺旋滚刀)32。这种刀具的切削刃总是接合在材料上。在这样做时,它减小了刀片的边缘14的表面粗糙度。切削刃的螺旋相对于平面支撑表面的轴线确定了锐化角度α。
优选地,锐化刀具的切削刃32涂覆有多晶金刚石或者由渗碳碳化钨制成。
在机械加工的期间,刀具30和坯料12通过制冷-润滑液保持冷却。不让铝或者铝合金制成的坯料过热实际上是非常重要的,因为过热将导致材料开裂。相反,为了获得最好的表面光洁度,必须以无尘切割(clean cut)去除材料。
如上所述,锐化刀具30的倾斜度决定了刀片的锐化角度。清楚的是,更宽的角度(接近与薄板的侧表面相切)对于刀具在薄板上的冲击是有益的,但是所制成的刀片会具很厚的锐边,并且因此对于待切削材料而言不够锋利。反之,非常小的锐化角度使切削刃非常薄,并且是非常锋利的,但是增大了在锐化操作的期间使薄板的边缘断裂的风险。
在一个有益的实施例中,为了在小锐化角度的情况下消除或者减小薄板断裂的风险,锐化刀具30在薄板12的外部16的边缘14上进行加工,其中,薄板12具有根据预先确定的角度(下文中称之为预锐化角度)朝向所述的边缘14逐渐减小了的厚度。这样,即使锐化角度非常小,机械加工也只影响薄板的外部16的非常小的端部部分并且实质上消除了使所述的外部断裂的风险。同时,通过预锐化角度给定的切削刃的倾斜度(小于锐化角度给定的倾斜度)使得刀片非常薄并且锋利。
在一个实施例中,在锐化操作之前使薄板12的外周边部分变薄的操作通过第一机械加工而获得,第一机械加工在下文中被称为预锐化步骤(图1-3)。
这种预锐化步骤使用与上文中所描述的相同的工件夹持设备20。在支撑并锁定到薄板座24的平面支撑表面22上之后,与支撑表面相对的薄板表面的外部16通过用于铝的粗加工刀具40进行去除削片的机械加工。
在一个实施例中,所述的粗加工刀具40是具有涂覆有金刚石粉末的烧结***物42的刀具。与锐化刀具30(如上所述,其是具有螺线形或者螺旋形切削刃的圆柱形刀具)不同,预锐化刀具40设有多个***物42,该多个***物42限定了如图3中所示的工作表面。
在一个实施例变型中,薄板通过模制成型,薄板的倾斜的外部16可以完全地或者部分地在所述的模制步骤中形成。
在一个实施例变型中,可以通过磨石执行锐化步骤和预锐化步骤或者粗加工步骤,该磨石通过磨耗而去除削片。
现在回到阳极氧化(或者阳极化)处理,氧化物层的典型厚度是大约40-60微米。这个氧化物层既形成在薄板的表面的下方也形成在所述表面的上方。
为了使得氧化物层均匀分布,特别是在切削刃14上,而对所述切削刃进行倒圆角操作,该操作(半径R在数个μm(图7)的量级)不会影响刀片的锐化。
例如,在锐化之后并且在氧化处理之前,用金刚石布对刀片进行机械加工,消除微小毛刺并且在切削刃14上产生用于形成氧化物的充分倒圆角。
在一个优选的实施例中,阳极氧化处理包括用银离子的处理。例如,EP1207220A1中描述了一个这样的处理。在实践中,氧化铝的微小孔隙被银离子密封。实际上,银薄膜形成在氧化物层上,其为刀片提供了自润滑性质、高抗腐蚀能力和对细菌、霉菌和水垢的免疫力,后面的特性对于厨房用刀的刀片应用是非常有益的。
本发明除了它的制造方法之外还涉及一种切割刀片,该切割刀片包括铝或者铝合金制成的板状本体,该板状本体具有平坦侧12’和通过至少一个倾斜平面16连接到所述的平坦侧上的相对侧。所述的平坦侧和所述的倾斜平面形成锐化边缘14。该锐化边缘14具有微倒圆的切削刃,即具有在数个μm的量级上的圆角。至少所述的锐化边缘被氧化铝层覆盖。
优选地,氧化铝层具有大约40-60μm的总厚度,所述氧化铝层在铝或者铝合金制的本体的表面的内侧和外侧延伸。
优选地,所述的氧化铝层用银离子处理。
应当注意的是,切割刀片可以用金刚石砂轮或者盘重新锐化而不需要去除氧化铝层、抛光及复原刀片的锐化边缘。
本领域技术人员可以对根据本发明的制造切割刀片的方法的实施例做出修改和变更,用其他功能等同物替换一些元件以便满足可能发生的需求而同时保持落在权利要求的保护范围内。作为属于可能的实施例而描述的每个特征可以独立于所描述的其他实施例来实现。
Claims (14)
1.制造铝或者铝合金制切割刀片的方法,包括以下步骤:
-制造具有期望的切割刀片的形状的铝或者铝合金制的薄板;
-执行所述刀片的锐化操作;
-对所述刀片进行阳极化处理,以便至少在所述刀片的被锐化的部分上形成氧化铝(Al2O3)层,
其中,所述锐化操作包括以下步骤:
-将所述薄板置于平坦的支撑表面上;
-使得用于去除铝削片的机加工工具沿着所述薄板的与所述支撑表面相对的薄板表面的外部的周向边缘前行,所述机加工工具适于根据预先确定的锐化角度减小所述周向边缘的厚度以获得切削刃。
2.根据前述权利要求所述的方法,其中,在所述阳极化处理之前,对所述切削刃进行微倒圆角处理,所述微倒圆角处理使得还在所述切削刃上形成氧化铝。
3.根据权利要求1或者2所述的方法,其中,用于去除铝削片的所述机加工工具是用于铝的锐化刀具或者是磨石。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述锐化刀具是持续接合螺旋旋转锐化刀具,其中,相对于平坦的所述支撑表面的螺旋轴线决定了所述锐化角度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述锐化刀具的切刀涂覆有多晶金刚石或者由渗碳碳化钨制成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,包括在所述锐化步骤之前对所述薄板进行预锐化的步骤,其中,根据预先定义的预锐化角度,由待锐化的所述周向边缘界定的所述薄板的外部的厚度朝着所述周向边缘逐渐减小。
7.根据前述权利要求所述的方法,其中,所述预锐化的步骤包括以下步骤:
-将所述薄板置于平坦的支撑表面上,
-对与所述支撑表面相对的所述薄板表面的所述外部执行用于去除削片的机械加工。
8.根据前述权利要求所述的方法,其中,所述用于去除削片的机械加工通过用于铝的粗加工刀具或者通过磨石执行。
9.根据前述权利要求所述的方法,其中,所述粗加工刀具是具有涂覆有金刚石粉末的烧结***物的刀具。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述薄板通过模制、激光切割或者剪切获得。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述阳极化处理包括用银离子对氧化物的微小孔隙的进行密封步骤。
12.切割刀片,包括铝或者铝合金制的板状本体,所述板状本体具有一个平坦侧和通过至少一个倾斜平面连接到所述平坦侧的相对侧,其中所述平坦侧和所述倾斜平面形成锐化边缘,所述锐化边缘具有微倒圆的切削刃,至少所述锐化边缘涂覆有氧化铝层。
13.根据前述权利要求所述的切割刀片,其中所述氧化铝层具有大约40-60μm的总厚度,所述氧化铝层在铝或铝合金制的所述板状本体的表面的内侧和外侧延伸。
14.根据权利要求10或者11所述的切割刀片,其中所述氧化铝层用银离子处理。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160720 |