专利名称：组合式实用刀片及这种刀片的制造方法
技术领域：
本发明涉及实用刀片，更具体的，涉及这样一种组合式实用刀片，该刀片的外切割缘由耐磨性高的合金制成，该刀片的背衬部由具有韧性的合金例如弹簧钢制成。本发明还涉及制造这种组合式实用刀片的方法。
背景技术：
传统实用刀片由碳素钢制成，且其限定有一背缘、位于刀片的与该背缘相对侧上的切割缘、以及位于刀片相反侧上且在该刀片的背缘与切割缘之间延伸的两侧缘。通常在刀片的背缘内形成有一对槽口，以与刀架内的定位器相啮合。典型的，该刀片的背缘、切割缘以及两侧缘限定了一种近似呈梯形的外围构造。
传统实用刀片是这样制成的，提供碳素钢条，使该钢条通过冲床以在其上的轴向隔开位置冲切出槽口，并在其上模印商标、厂标或其它标识。接着，对钢条进行划线以形成多条轴向隔开的划线，每条划线都对应于相应刀片的一个侧缘，并优选为随后将该经划线的钢条折断成多个刀片限定了一种折断线。接着，再次将经冲孔及划线的钢条卷绕成卷材，对该卷材进行硬化及回火。可在一种“坑类”(pit-type)真空炉内执行硬化及回火操作，在这种方式中，重复地在该真空炉内加热和冷却卷材。选择性，也可直列式地执行硬化及回火操作，在这种方式中，将卷材拆卷为钢条，并顺序地驱使该钢条通过一系列的加热炉站和淬火站以对该钢条进行硬化及回火。通常对碳素钢条进行热处理以使其表面硬度为大约58的洛氏c级硬度(“Rc”)，从而限定了一种较硬且较脆的结构。
接着，按照传统方式对经过热处理的钢条进行粗磨、细磨和刀磨以沿着该钢条的一侧形成切割面，该切割面限定了一种直线切割缘。然后，在每条划线处折断钢条以沿着该划线分离钢条，从而由该钢条形成多个梯形实用刀片。由于整个钢条较硬且较脆(大约58Rc)，因此易于沿着每条划线处折断该钢条，从而在每个刀片的侧面形成光洁边缘。
这种传统实用刀片的缺点之一是每个刀片都由单独一种材料形成，该材料通常是碳素钢，且对该碳素钢进行热处理至一种较硬且较脆的状态，通常大约58Rc。因此，尽管这种刀片限定了一种较硬且耐磨的切割缘，但整个刀片仍然较脆，从而在使用时易于过早断裂或碎裂。另外，这种传统刀片的切割缘常常不像所希望的那样耐磨。但是，由于整个刀片由相同材料制成，因此切割缘硬度和由此该切割缘耐磨性的任何增大都将导致该刀片对于实际使用而言过脆。结果，这种传统实用刀片既无法实现在切割缘处具有理想的耐磨性，又无法实现整体柔韧性以防止在使用过程中碎裂或过早断裂。这种传统实用刀片的另一个缺点是通常采用的碳素钢使得这种刀片较易于被腐蚀，从而需要预先处理该刀片和/或涂覆该刀片以防止这种过早腐蚀，而涂覆该刀片是昂贵的。
某些现有专利教导了被限定为夹层构造、层叠构造或涂层构造的一些组合式实用刀片。例如，Walker的美国专利No.4,896,424展示了一种具有组合式刀片的实用刀，该组合式刀片由钛制成的主体部16和高碳不锈钢制成的切割缘部18所组成，且该切割缘部18经由燕尾接合25与主体部连接。
美国专利Nos.3,279,283、2,093,874、3,681,846和6,105,261一般涉及具有这样一种切割缘的层叠刀或刀片，该切割缘由高碳钢或其它较硬材料制成的芯层和由较软材料制成的一个或多个外层所组成。类似的，美国专利Nos.3,911,579、5,142,785和5,940,975涉及这样一种刀或刀片，该刀或刀片通过将一种较硬的碳涂层(或金刚石类涂层(“DLC”))涂覆到钢基片上而形成。另外，美国专利Nos.5,317,938和5,842,387涉及这样一种刀或刀片，该刀或刀片通过蚀刻硅基片而制成。
这些层叠、夹层和/或涂层构造的缺点之一是它们制造成本较高，因而还没有在实用刀片领域实现广泛的商业应用或认可。
与实用刀片领域完全不同，双金属带锯条已经应用于锯机业多年。例如，美国再发行专利No.26,676展示了一种制造双金属带锯条的方法，其中，通过粗磨和去脂对钢背衬条和高速钢丝进行预处理，然后利用电子束焊接将该钢丝焊接到背衬条上。接着，矫直组合式带材并对该组合式带材进行退火。然后修整经退火带材的侧面，并利用磨铣在组合材料的高速钢边缘内形成带锯条的齿。接着，组装该齿，并对所得到的锯条进行热处理。现有技术中已知有大量方法用于对这种带锯条进行热处理。例如，国际公开专利申请No.WO98/38346表示了对组合式带锯条进行直列式硬化和回火的装置及方法，其中，将刀片卷绕在辊上，并驱使该刀片重复性地通过同一回火炉和淬火区。然后，清洁并包装该经过热处理的组合式带锯条。
尽管在过去的30多年里，这种双金属带锯条在带锯条业已经实现了广泛的商业应用和认可，但在现有技术中还没有任何教义或者使用认为可如双金属带锯条这样，制造具有双金属构造或其它组合式构造的实用刀片。另外，大量障碍阻挠了将这种带锯条技术应用于制造实用刀片。例如，如上所述，传统实用刀片是通过在碳素钢条上形成划线、然后沿着该划线折断钢条以将该钢条分离为梯形刀片而制成的。但是，用于制造双金属带锯条所采用的背衬较柔韧且类似于弹簧，因而不能按照传统方式在该背衬上划线并折断该背衬。而且，与经过热处理的组合条不同，这种较柔韧的材料需要不同的工艺来形成实用刀片。另外，对传统实用刀片进行的热处理不能用于对双金属或其它组合式实用刀片进行热处理。
因此，本发明目的是克服上述现有实用刀片及其制造方法的一个或多个缺点和缺陷，同时提供一种双金属或其它组合式实用刀片及这种实用刀片的制造方法，该刀片限定了一种较硬且耐磨的切割缘以及一种较柔韧且类似于弹簧的背衬。
发明概述本发明旨在一种组合式实用刀片，该刀片包括一背缘、位于刀片的与该背缘相对侧上的切割缘、以及位于刀片相反侧上且在该刀片的背缘与切割缘之间延伸的的两侧缘。在本发明当前的一种优选实施例中，该刀片的背缘、切割缘以及两侧缘限定了一种近似呈梯形的外围构造。本发明的组合式实用刀片还限定了第一和第二金属部，该第一金属部在背缘与第二金属部之间延伸，同时还近似自刀片的一个侧缘延伸至刀片的另一个侧缘。该第一金属部由经过热处理从而使其硬度在大约38Rc至大约52Rc范围内的一种合金钢制成。第二金属部限定了切割缘，且近似自一个侧缘延伸至另一个侧缘，其由经过热处理从而使其硬度在大约60Rc至大约75Rc范围内的一种高速钢或工具钢制成。刀片的焊接区域连接第一和第二金属部，且近似自刀片的一个侧缘延伸至刀片的另一个侧缘。
本发明还旨在一种制造组合式实用刀片的方法，该方法包括步骤提供由高速钢或工具钢制成的一种细长钢丝以及由一种合金钢制成的细长背衬条，该背衬条限定了近似平面的上表面、近似平面的下表面以及在该上下表面之间延伸且相对的后缘和前缘。使钢丝与背衬条的前缘对接。接着，向钢丝与背衬条之间的界面施加热能以将该钢丝焊接到背衬条上，从而形成一种组合条，该组合条限定了由钢背衬条形成的第一金属部、由高速钢丝形成的第二金属部、以及连接该第一和第二金属部的一焊接区域。接着，对组合条进行退火，并矫直该经退火的组合条以消除在该经退火的组合条内具有任何隆起或其它非预期弯曲。接着，在经退火的组合条上，通过例如冲孔在沿着第一金属部背缘的轴向相互隔开位置和/或在其它理想位置形成多个槽口。然后硬化经退火和冲孔的组合条，使第一金属部的表面硬度在大约38Rc至大约52Rc的范围内，第二金属部的表面硬度在大约60Rc至大约75Rc的范围内。接着，对经硬化的组合条进行一次优选两次回火和淬火循环。然后，通过例如粗磨、细磨和刀磨在第二金属部的边缘上形成切割面，以沿着组合条中与第一金属部背缘相对的一侧形成一种近似直线的高速钢或工具钢切割缘。然后沿着轴向相互隔开的剪切线或划线模切、弯曲并折断、或分离组合条，以由该组合条形成多个实用刀片。在本发明当前的一种优选实施例中，每个实用刀片都限定了一种近似呈梯形的外围构造，且在其背缘内形成至少一个槽口。
依照本发明的一种替换实施例，在硬化前，通过例如冲孔来模切组合条的高速钢或工具钢边缘，以在每条剪切线或划线与第二金属部的连接处形成槽口。该槽口形成用以自组合条中分离出相邻组合式实用刀片的高速钢切割缘，以便于自该组合条中弯曲并折断刀片和/或形成刀片的切割缘的转角。
依照本发明另一种实施例，在轴向相互隔开的位置对组合条进行划线，以形成多个划线，每个划线都相对于第一金属部的背缘成一锐角，且多个划线限定了多个刀片部及位于该刀片部之间的废料部。在梯形刀片构造中，废料部近似为三角形，刀片部近似为梯形。如上所述，槽口优选形成在每条划线与第二金属部的连接处，以便于自组合条中分离出刀片以及形成刀片切割缘的转角。为自组合条中分离出刀片，在对应划线的一侧上相对于组合条的平面向外弯曲每个废料部。一旦弯曲每个废料部，就在对应划线的另一侧上给组合条施压，以沿着对应划线将刀片部折离已弯曲的废料部。对每条划线重复此过程，或者基本上同时地对每对划线或其它限定每个实用刀片的划线组执行此过程，从而自组合条中形成多个刀片。
本发明实用刀片的一个优点是它们提供了一种相当坚硬且耐磨的切割缘以及一种相当柔韧且类似于弹簧的背衬，特别是与以上所述传统实用刀片相比。因此，与传统实用刀片相比，本发明实用刀片极大地提高了刀片寿命以及刀片整个寿命中的切割性能，另外，特别是与如上所述被限定为夹层构造、层叠构造和/或涂层构造的组合式实用刀片相比，该实用刀片及制造这种刀片的方法比较节省成本。结果，本发明的实用刀片结合了耐磨、柔韧、切割性能好以及节省成本等优点，迄今为止，认为在商业上还无法获得这种实用刀片。
考虑到以下对优选实施例的详细说明及附图，本发明的其它目的及优点将变得明显。
附图的简要说明
图1是采用本发明的一种组合式实用刀片的顶视图；图2是图1所示组合式实用刀片的局部端视图，表示了该刀片的多面切割缘；图3A和3B是流程图，概示了与本发明组合式实用刀片的制造方法相关的程序步骤；图4是一种装置的示意性透视图，该装置用于将一种高速钢丝焊接到弹簧钢背衬上以形成依照本发明的双金属实用刀片；图5是一种装置的示意性透视图，该装置用于对双金属条进行划线及打孔，以制造依照本发明的双金属实用刀片；图6是一种装置的示意性透视图，该装置用于模切依照本发明的双金属条；图7是一种装置和具有形成的槽口的条的示意性透视图，其中，该装置用于在对本发明的条进行硬化之前，在双金属条的高速钢或工具钢边缘内冲切槽口；图8是一种装置的示意性透视图，该装置用于弯曲及猛地折断组合条，以依据本发明另一种可供选择的方法制造组合式实用刀片；图9是沿图8中线9-9的该弯曲并折断装置的局部剖视图；图10是一种组合式双金属条的侧视图，以虚线进一步地表示了图8和9所示弯曲并折断装置的弯曲销和折断孔，该图8和9所示弯曲并折断装置用于对组合条进行操作以形成本发明的组合式实用刀片；图11A-11D是本发明组合式实用刀片的顶视图，表示该实用刀片可采用的示范性形状及构造。
优选实施例的详细说明在图1中，通常利用参考数字10表示采用本发明的一种组合式实用刀片。该实用刀片10限定了一背缘12、相对于该背缘位于刀片相反侧上的切割缘14、以及位于该刀片的相对侧上且在该刀片的背缘与切割缘之间延伸的两侧缘16，18。如图1所典型表示的，在本发明的当前优选实施例中，刀片的背缘、切割缘及侧缘优选限定了一种近似呈梯形的外围构造。但是，如以下将要参照图11A-11D进一步描述的，本发明实用刀片可采用当前已知或以后将要知道的众多不同形状或构造中的任何一种，包括例如，正方形或平行四边形，和/或具有直角、圆角或斜切角的任何理想形状。
刀片10还限定了第一金属部20和第二金属部22。如图1所典型表示的，第一金属部20在背缘12与第二金属部22之间延伸，同时还近似自一个侧缘16延伸至另一个侧缘18。依照本发明，该第一金属部20由通常称之为“合金”钢的钢材料制成，对该“合金”钢进行热处理以使其表面硬度在大约38的洛氏c级硬度(这里称为“Rc”)与大约52Rc之间。第二金属部22限定了切割缘14，且近似自一个侧缘16延伸至另一个侧缘18。依照本发明，该第二金属部22由通常称之为“高速”钢或“工具”钢的钢材料制成，对该“高速”钢或“工具”钢进行热处理以使其表面硬度在大约60Rc至大约75Rc之间。
第一金属部20限定了一种类似于弹簧的背衬，该背衬较柔韧且较坚韧，因而可高度地抵抗疲劳和破裂。另一方面，第二金属部22较坚硬且高度耐磨，因而其限定了一种理想的耐用刀片。结果，本发明组合式实用刀片限定了一种高度耐磨且耐用的刀片，同时该刀片与实质上不可破裂或耐碎裂的背衬相结合。因此，与现有的标准实用刀片完全不同的是，本发明组合式实用刀片提供了一种耐磨性和韧性都得到提高的低成本刀片，在此以前市场上还难以获得这种刀片。
刀片10的第一金属部20优选地由众多不同等级钢中的任何一种制成，该钢可以进行热处理以使其表面硬度优选地在大约38Rc至大约52Rc之间，例如众多不同合金钢或标准AISI等级中的任何一种，包括但不限于6135，6150和D6A。另一方面，第二金属部22优选由众多不同类型的耐磨钢制成，且可对该耐磨钢进行热处理以使其表面硬度优选在大约60Rc至大约75Rc之间，包括众多不同工具钢或高速钢中的任何一种，例如众多不同标准AISI等级中的任何一种，包括但不限于M系列等级，例如M1，M2，M3，M42等；A系列等级，例如A2，A6，A7，A9等；H系列等级，例如H10，H11，H12，H13等；T系列等级，例如T1，T4，T8等；以及W，S，O，D和P系列等级。
正如相关领域技术人员基于这里所述内容能够认识到的，这里所公开的用于构成第一及第二金属部20和22的目前优选材料仅仅是示范性的，同样地可以采用许多其它类型金属来形成本发明的组合式实用刀片，该其它类型金属是目前已知或以后将要知道用于实现该第一和/或第二金属部功能的金属。
如图1所进一步表示的，每个组合式实用刀片10都限定了一对切口或槽口24，该一对槽口24形成在背缘12内且相互横向隔开。如图1所典型表示的，每个槽口24都限定了一种凹入的近似半圆形轮廓，该槽口24用以与安装在刀架(未表示)内的一种对应定位器相啮合，从而将刀片固定在该刀架内。正如相关领域技术人员基于这里所述内容能够认识到的，该槽口24可为众多不同形状和/或构造中的任何一种且可位于众多不同位置中的任何一个上，刀片可包括任何数量的这种槽口或其它凹口，该其它凹口是相关领域技术人员已知或以后将要知道用于实现与刀架、或刀片驱动机构、或这种夹具的定位器相啮合功能的凹口。
仍如图1所示，刀片10还限定了一个定位孔26，该定位孔26近似位于刀片的中央部内且贯穿第一金属部。如以下将要进一步描述的，该定位孔26用以接收一种刀片定位装置，以将该刀片定位在模具内、刀片弯曲并折断装置内、或其它在制造依照本发明刀片的过程中使用的刀片形成装置内。如相关领域技术人员基于这里所述内容能够认识到的，该孔26可采用众多不同形状或构造中的任何一种，刀片可具有任何数量的这种孔、或其它用于实现将刀片正确定位在模具内或其它制造装置内功能的结构特征。另外，定位孔26可位于实用刀片上众多不同位置中的任何一个上，或者可位于邻近该刀片的废料内以及形成该刀片的双金属条内。
如图1所进一步表示的，刀片10限定了一焊接区域28，该焊接区域28形成在第一和第二金属部20和22之间，且其限定了自一侧缘16延伸至另一侧缘18的一条连接线。如以下将要进一步描述的，通过给第一和第二金属部20和22的接触面施加热能例如通过电子束焊接来使该第二金属部与第一金属部20连接，以将该第一金属部焊接到第二金属部上并形成由此得到的焊接区域，该焊接区域限定了位于两不同金属部之间的一条连接线。
仍如图1所示，切割缘14限定了自一侧缘16延伸至另一侧缘18的一种近似直线的切割缘。如图2所示，该切割缘14优选限定了位于刀片相反面上的第一切割面30，以及位于该第一切割面30的横向内部且与各个第一切割面30邻接的第二切割面32。如图2所典型表示的，第一切割面30限定了第一夹角“A”，第二切割面32限定了第二夹角“B”。优选的，第二夹角B小于第一夹角A。在本发明当前的优选实施例中，第一夹角A为大约26，第二夹角B为大约18。但是，如相关领域技术人员基于这里所述内容能够认识到的，这些夹角仅仅是示范性的，可根据刀片的物理性能和/或拟定应用随意地设定这些夹角。如相关领域技术人员可进一步认识到的，本发明实用刀片可包括任何数量的切割面。
转到图3A和3B，以下将更详细地描述本发明组合式实用刀片的一种制造方法。如步骤100和102所示，按照相关领域普通技术人员已知的方式，对形成第一金属部20的背衬钢和形成第二金属部22的高速钢丝或工具钢丝进行清洗等以为焊接做准备。如图4所示，所提供的背衬钢优选为可卷绕成一个或多个卷材的一个或多个连续细长条34的形式。每个背衬条34都限定了一个近似平面的上侧36、一个近似平面的下侧38、以及分别相对的后缘40和前缘42。类似的，所提供的高速钢丝优选为可卷绕成一个或多个卷材的一段或多段连续钢丝44的形式。
在图3A的步骤104，使高速钢丝或工具钢丝44与背衬条34的前缘42对接，并向该钢丝与背衬条之间的接触面施加热能，从而将该钢丝焊接到背衬条上，并形成一种双金属条或组合条46，该双金属条或组合条46限定了由背衬钢条46形成的第一金属部20、由高速钢丝44形成的第二金属部22、以及连接该第一和第二金属部的焊接区域28。如图4所示，一种典型的焊接装置48包括横向相互隔开的对向辊50，该对向辊50用于使高速钢丝44与背衬条34的前缘42邻接，以及用于可转动地驱使该组合条或双金属条46经过焊接装置。一种热能源52安装在该焊接装置48内，其将热能施加给高速钢丝44与背衬条前缘42之间的接触面，以将该钢丝焊接到背衬条上。在本发明当前的优选实施例中，该热能源52将电子束54发射到高速钢丝与背衬条之间的接触面，以将该钢丝电子束焊接到背衬条上。但是，如相关领域技术人员基于这里所述内容能够认识到的，在本发明方法中同样地可采用当前已知或以后将要知道、用于实现电子束焊接装置功能的众多其它能源和/或连接方法中任何一种。例如，用于将高速钢丝焊接到背衬条上的能源可采用激光或其它能源的形式，同样地可采用除电子束焊接之外的其它焊接工艺。
如图3A的步骤106所示，在将钢丝焊接到背衬条上后，接着可卷绕双金属条46，以对该条进行退火和/或将该条输送至退火站。如步骤108所示，按照相关领域普通技术人员已知的方式，对双金属条46进行退火。典型的，在相关领域普通技术人员已知的一种真空炉内对该双金属条46进行退火，其中，将多个卷材相互铅直地安放在一导热架上，然后将该架放置在一真空炉内以在预定的退火温度下均热(soak)该卷材一段预定时间。在本发明当前的优选实施例中，在这样一种温度下对双金属条46进行长达约5小时的退火，该温度在大约1400°F至大约1600°F的范围内。接着，以预定速率冷却该受热卷材，以获得预期的物理性能。例如，在真空炉内最初可以每小时大约50°F的速率冷却卷材，直至该卷材到达大约1000°F，接着以更快的速率冷却该卷材。如相关领域技术人员基于这里所述内容能够认识到的，这些温度和时间仅是示意性的，可依据不同因素中的任何一种随意地改变该温度和时间，这些因素例如具体的材料、双金属条46的构造和/或尺寸、将钢丝焊接到背衬上的焊接工艺类型、和/或所得到刀片的预期物理性能。
在退火后，如有必要，接着拆卷双金属条46，如步骤110所示，以及矫直该金属条，如步骤112所示。在焊接及退火后，双金属条46可能出现明显的弯曲或其它的非预期弯折，因此必须在进一步加工之前，消除这种弯曲。在本发明当前的优选实施例中，通过使双金属条经过矫直装置内的一组加压辊来机械矫直该双金属条46，该矫直装置是相关领域普通技术人员已知的一种矫直装置，例如商标为BrudererTM的装置。但是，正如相关领域技术人员基于这里所述内容能够认识到的，同样可以采用当前已知或以后将要知道用于实现像双金属条46一类金属件矫直功能的大量矫直装置中任何一种。例如，作为机械矫直装置的一种替换方式，可通过按照相关领域普通技术人员已知的方式给双金属条46施加热量和张力来矫直该双金属条46。
如果必要，如步骤114所示，可再次卷绕经矫直的双金属条46以便运输及进一步加工。接着如果必要，如图3B的步骤116所示，拆卷经退火及矫直的双金属条46。在步骤118，对双金属条进行打孔，以沿着该经退火的双金属条的背缘40形成相互轴向隔开的多个槽口或其它切口24，同时对该双金属条进行划线，以形成限定每个刀片的侧缘16和18的多条划线。如图5所示，一种用于在双金属条46上执行打孔及划线操作的典型装置通常由参考数字56表示。该装置56包括一种划线工具或器具58，该划线工具58安装在一支架60上且位于工件支承面62的上方，双金属条46支承在该工件支承面62上。如图5中箭头所示，可垂直移动划线工具以与双金属条啮合及啮离，同时还可相对于该双金属条横向移动划线工具。因此，如图5所典型表示的，控制划线工具58以与双金属条的上表面36接合并移入和/或横向移过该双金属条，反过来又对该金属条的上表面进行划线，从而在该条上形成多条相互轴向隔开的划线64，每条划线限定了相应实用刀片10的一个侧缘16或18(图1)。如相关领域技术人员基于这里所述内容能够认识到的，划线工具可采用当前已知或以后将要知道用于实现如这里所述对组合条进行划线功能的大量构造中任何一种。例如，可采用一种顺序冲模以冲打出每个刀片的定位孔26。接着，该相同顺序冲模同时地或者顺序地在每个刀片的背缘和/或切割缘内形成槽口24，98，以及形成划线64。这里采用的术语“划线”指利用组合条表面内的凹槽或刻痕所限定的一种线。这种线可由当前已知或以后将要知道的大量器具或工具中的任何一种形成。
依照本发明当前的优选实施例，划线的深度优选在刀片厚度的大约40％至大约50％的范围内，最优选在该刀片厚度的大约45％至大约48％的范围内。在所示实施例中，刀片厚度大约为0.6mm，划线的深度优选在大约0.27mm至大约0.29mm的范围内。对于目前这种刀片设计以及构件材料，划线深度大于刀片厚度的大约50％易于使双金属条在经过加热炉时沿着该划线处被拉开。同时依照本发明当前的优选实施例，每条划线近似为V形，且每条V形划线的夹角优选在大约50°至大约60°的范围内。在本发明的所示实施例中，每条划线的夹角为大约55°。划线的夹角越大，划线时作用于刀片背面上的压力越大，因而划线工具越有可能在该刀片背面上产生连锁反应(ripple effect)。另一方面，该夹角越小，划线工具在使用过程中将磨损得越快。
装置56还包括一冲头66，该冲头66限定了多个切割面68，每个切割面68的形状和位置与各个槽口24及孔26对应。如图5所示，冲头66与驱动源70例如一种液压缸传动连接，可移动该冲头66以与工件支承面62上的双金属条啮合和啮离，从而在该双金属条内切割出槽口24和孔26。如相关领域技术人员基于这里所述内容能够认识到的，可利用计算机控制划线工具58和冲头66，以自动地驱使该划线工具和冲头与双金属条啮合及啮离，同时可采用一种驱动机构(未表示)来相对于划线工具和冲头自动地指引(index)双金属条。类似的，可将划线工具和冲头安装在相互不同的装置或工作站内，和/或该划线工具和冲头可采用当前已知或以后将要知道用于给双金属条施加划线或在该双金属条内切割出槽口和/或孔的大量其它工具中任何一种。例如，如上所述，可采用一种顺序冲模来冲打出定位孔和槽口，以及形成划线。另外，如以下还要描述的，在图3B的步骤118，可在每条划线与切割缘的接合点处，给刀片的高速钢或工具钢切割缘开槽口，以便于自组合条中分离出刀片以及形成该刀片的切割缘的转角。
如果必要，如图3B的步骤120所示，可再次卷绕经冲孔和划线的双金属条46，以便临时储存或将其输送至硬化及回火站。接着如果必要，在步骤122，拆卷双金属条，以及在步骤124，对拆卷后的金属条进行硬化及回火。如相关领域技术人员基于这里所述内容能够认识到的，可采用当前已知或以后将要知道用于对双金属条46一类物体进行硬化和回火的大量不同硬化和加火工艺及方法中任何一种，来执行该硬化和回火操作。在本发明当前的优选实施例中，在大约2000°F至大约2200°F的温度范围内以及大约3分钟至大约5分钟的硬化时间范围内对双金属条46进行硬化。硬化后，接着在第一回火循环内对双金属条进行回火，其中，温度在大约1000°F至大约1200°F的范围内，回火时间在大约3分钟至大约5分钟的范围内。在第一回火循环之后，利用空气冷却使双金属条淬火至室温。在本发明当前的优选实施例中，“直列式”地执行该硬化及回火循环，从而连续地驱使双金属条首先经过一细长的硬化炉，然后经过细长的第一回火炉，再经过一淬火站，接着再经过另外至少一个回火炉和淬火站。但是，正如相关领域技术人员基于这里所述内容能够认识到的，可使双金属条重复性地经过同一回火炉和淬火站，和/或可将该双金属条卷绕成卷材并在一种“坑类”炉或其它炉内进行回火和淬火。另外，淬火可以是这里所述的空气淬火，或者可以是油淬火，或者可以是当前已知或以后将要知道用于对这里所公开类型的经回火物体进行淬火的其它类型淬火。类似的，可根据需要对组合条进行任意次数的回火及淬火循环，以使所得到的刀片具有理想的物理性能。
如果必要，在步骤126，再次卷绕经回火及淬火的双金属条46，以输送至下一回火站，以及在步骤128，拆卷该双金属条以进行第二回火循环。如以上所述，通过使对双金属条进行加工的一个或多个站直列式布置，可省略这些及其它卷绕和拆卷步骤。在步骤130，在第二回火循环内再次对双金属条进行回火，其中，温度在大约1000°F至大约1200°F的范围内，回火时间在大约3分钟至大约5分钟的范围内。在第二回火循环后，将该双金属条淬火至室温。在当前的优选实施例中，淬火是空气淬火；但如上所述，此淬火可采取当前已知或以后将要知道用于对这里所公开类型物体进行淬火工艺的大量其它类型中任何一种。接着，在步骤132，再次卷绕经回火及淬火的双金属条，以便临时储存和/或输送至粗磨站、模切站、或弯曲和折断站。
如果必要，在步骤134，再次拆卷经退火、硬化及回火的双金属条46，以及在步骤136，对该双金属条进行粗磨、细磨、刀磨、模切、或弯曲并折断步骤。更具体的，按照相关领域普通技术人员已知的方式，对双金属条46进行粗磨、细磨和刀磨以形成图2所示切割面30和32，从而沿着与第一金属部背缘相对的组合条一侧限定一种高速钢或工具钢的直线切割缘。接着，沿着图5所示划线64模切、弯曲并折断、或者分离该经粗磨、细磨和刀磨的双金属条46，从而自组合条中形成多个实用刀片。如上所述，在本发明当前的优选实施例中，每个实用刀片都限定了一种近似呈梯形的外围构造，且其内形成有槽口24和中央孔26，如图1所典型表示的，或者如以下将要描述的。
如图6所示，一种用于模切双金属条的典型装置通常用参考数字72表示。该装置72分别包括阳模74和阴模76，其中，该阴模76与一轴杆78连接，该轴杆78反过来又与一液压缸或类似驱动源80传动连接以移动阴模76，使该阴模76与放置在阳模74上方的双金属条46啮合和啮离。阳模74包括一定位销82，该定位销82自阳模74起向上凸起且容纳在双金属条的孔26内，从而在阳模与阴模之间准确地定位该双金属条。如图6中虚线所示，阴模76具有刀片状边缘84，阳模74具有相对的刀片状边缘86，该边缘84和86分别位于双金属条46的划线部64的上方和下方，且该双金属条46容纳在阴模76与阳模74之间。接着，为模切金属条，启动驱动源80以驱使阴模76向下移动并与该双金属条啮合，从而使得阴阳刀片状边缘84和86相互协作而沿着划线剪切该双金属条，由此形成体现本发明的单个实用刀片，如图1所典型表示的。在此模切操作过程中，由于双金属条的第一和第二金属部20和22具有各自的相对硬度，因此利用刀片状边缘沿着划线64剪断位于第一金属部20内的双金属条，而利用该刀片状边缘沿着部分划线啪地一下折断位于较硬且较脆的第二金属部22内的双金属条。由此，在较硬且较脆的第二金属部内，该划线理想为一种间断线(或者理想为一种“断裂路径”)，因而划线对于在刀片的这些区域内提供整齐且锋利的边缘来说是重要的。
依照本发明的一种替换实施例，如图7所典型表示的，可在步骤124的硬化处理之前对双金属条46进行冲孔，以避免随后在步骤136处需要切割较硬且较脆的高速钢边缘，从而防止切割缘14及形成在其上的切割面30和32可能受到破坏，这种破坏可能发生在模切过程中。如图7所典型表示的，依照本发明用于对高速钢边缘进行打孔的一种装置通常用参考数字88来表示。该装置88包括一冲头或类似工具90，该冲头90安装在工具支架92上且位于工件支承面94的上方，双金属条46支承在该工件支承面94上。该工具支架92与一液压缸或类似驱动源96传动连接，以驱使冲头90与双金属条46的高速钢边缘14啮合和分离。如图7所典型表示的，冲头90具有这样一种形状及构造，使得可在每条划线64与高速钢边缘或第二金属部22之间的交界处形成槽口98。因此，如图7所典型表示的，每个槽口98都沿着各条划线延伸过该划线的第二金属部22，从而沿着该划线处使各个刀片的高速钢部分与双金属条的其它部分分离。
选择性的，如以下还要描述的，每条划线可仅沿着第二金属部横向范围的一部分延伸，以便整齐地分离刀片与组合条和/或形成切割缘的角。接着，当如图6所示模切或者当如以下所述弯曲并折断双金属条46时，设备仅需要沿着划线切割或折断该条的第一金属部20，而不需要切割或折断通过开槽操作已经除去的高速钢边缘部。如上所述，第一金属部20较柔韧且其硬度远远小于第二金属部22，因此，可沿着划线64容易地且整齐地模切、弯曲并折断、或者分离该第一金属部20。硬化后，由于第二金属部22较硬且较脆，因而这部分可能较难以模切。但是，硬化前，高速钢边缘的表面硬度在大约25Rc的范围内，因而在加工过程的这个阶段可以较容易且整齐地切割该高速钢边缘。相应的，图7所示替换工艺及构造能有助于避免经硬化的高速钢边缘受到破坏，这可能发生在模切此边缘时。
图7所示槽口98为V形槽口。但是，如相关领域普通技术人员基于这里所述内容能够认识到的，这些槽口或切口可采取大量不同形状中任何一种，该大量不同形状要求能在划线处分离每个刀片的高速钢边缘与组合条的剩余部分。类似的，如以下还要描述的，可这样形成该槽口，使得所形成的切割缘的角为直角形、倾斜形或其它任何理想形状。如相关领域技术人员基于这里所述内容还能认识到的，由于在某些情况下为模切双金属条的第一金属部20并不需要划线，因此在本发明可供选择的实施例中可以省略该划线。
再转到图3B，在步骤138，堆叠刀片，以及在步骤140，按照相关领域普通技术人员已知的方式包装该经堆叠的刀片。
转到图8和9，一种用于弯曲并折断组合条46以形成实用刀片10的装置通常用参考数字142表示。该装置142包括一刀片支承件144、安装在该刀片支承件一侧上的驱动装置146、以及相对于该驱动装置146安装在刀片支承件另一侧上的刀片盒148。该驱动装置146包括一传动板147，将该传动板147安装在直线轴承(未表示)上且与一种适当驱动源例如液压缸或气压缸(未表示)传动连接，以如图8中箭头所示将该驱动板移向及移离刀片支承件144。该驱动装置146还包括第一弯曲销150，其可滑动地容纳在贯穿刀片支承件144的第一销孔152内；第二弯曲销154，其可滑动地容纳在贯穿刀片支承件的第二销孔156内；第一折断冲头(breaking punch)158，其具有一支撑轴杆160，该支撑轴杆160可滑动地容纳在贯穿刀片支承件的第一冲头孔162内；以及第二折断冲头164，其具有一支撑轴杆166，该支撑轴杆160可滑动地容纳在第二冲头孔168内。该第一切断冲头158包括第一刀片释放销170，第二切断冲头164包括第二刀片释放销172。如以下将要进一步描述的，每个刀片释放销170和172都施加以朝向图9所示页面外方向的弹簧荷载。相应的，一旦自组合条46中弯曲并折断出每个刀片10，该施加以弹簧荷载的销170和172就驱使每个刀片10进入刀片盒148。该装置142还包括施加以弹簧荷载的加压板174，以将组合条46压向刀片支承件144。加压板174安装在一轴杆176上，该轴杆176可滑动地容纳在一孔178中，而该孔178形成在支承块180内，以如图8中箭头所示将该加压板174移向及移离刀片支承件。一盘簧182或类似偏压件与加压板174及支承轴杆176连接，以正常地将该加压板偏压向刀片支承件。如图8所示，刀片盒148与刀片支承件144隔开，从而在两者之间限定一刀片间隙184。穿过该刀片间隙184且在图8和9中均沿着从右手侧至左手侧的方向输送组合条46。面向刀片支承件144的刀片盒148的表面186限定了一种规尺或模具，组合条被压向该表面186以执行弯曲和折断操作。
图10中，在装置142内被弯曲并折断的组合条46具有定位孔26，该定位孔26形成在组合条的废料部内，即相邻刀片10的划线64之间。另外，该组合条46具有多个槽口98，该槽口98形成在每条划线64与第二金属部之间连接处的第二金属部22内。如自图10中可见，每个槽口98都横向伸入第二金属部22内且延伸过该第二金属部宽度的大约一半。另外，每个槽口中沿组合条轴向的端面都几乎垂直于切割缘(即，每个槽口都近似为矩形)。按照这种方式，当弯曲及折断组合条、并以如下将要描述的方式使刀片分离时，每个切割缘14的角都是直角。每个槽口98的深度(即，在组合条上的横向尺寸)都足以自该组合条中移除未限定划线64的各个切割缘14部分以及含有各条过浅划线任何部分的各个切割缘14部分，所述过浅划线由于切割面30，32的斜面构造而使得划线过浅，从而不能有效地自该组合条中弯曲并折断出刀片，并因而限定了一种光洁转角(即，一种直线边缘或由光洁断面沿着各条划线所限定的一种边缘)。相应的，槽口98的明显优点是它们有助于在切割刀片的转角处形成一种光洁断面。另外，通过形成切割缘的转角以限定一种直角边缘、圆形边缘、倾斜边缘或其它理想形状的边缘，可使该刀片转角与尖转角相比明显更为坚固，并由此与尖转角相比不易于破碎和/或断裂。正如相关领域技术人员基于这里所述内容能够认识到的，该槽口可采取大量不同形状、构造和/或尺寸中任何一种或随意选择，只希望这些形状、构造和/或尺寸能便于制造刀片和/或提高该刀片的性能。如上所述，优选地在图3B所示步骤118处利用顺序冲模或者其它适当工具或设备来形成该槽口98。
在该弯曲并折断装置142的操作过程中，经由该装置的刀片间隙184且沿图10所示箭头C的方向即图8-10所示每幅图中由右手侧至左手侧的方向输送组合条46。首先，利用一种定位销(未表示)将组合条46固定在适当位置，该定位销容纳在对应的定位孔26中。接着，启动驱动装置142，使其移向刀片支承件144，各个第一和第二弯曲销150和154以及各个第一和第二折断冲头158和164都构造用以如后所述绕每条划线顺序地弯曲并折断组合条。首先，利用驱动装置142驱使第一弯曲销150压向组合条，以绕对应划线64即沿图10所示页面外方向弯曲图10所示第一三角形188。如可见，限定对应划线64的组合条46部分被驱使压向模具186，并由此绕该模具及划线弯曲对应的三角形，将该三角形弯离刀片支承件144。在第一弯曲销150向外弯曲第一三角形188的同时，将第一折断冲头158压向刀片，以相对于第一弯曲销150同时地向对应划线64另一侧上的组合条46施加压力。接着，驱使第一弯曲销154压向图10所示第二三角形190处的组合条46，以反过来绕对应划线即图10所示页面外方向向外弯曲该第二三角形。在第二弯曲销154向外弯曲第二三角形190的同时，将第二折断冲头164压向组合条，以相对于第二弯曲销154同时地向对应划线64另一侧上的组合条施加压力。接着，第一折断冲头158在对应划线64处啪地折断组合条，第一三角形188下落而离开刀片。接着，第二折断冲头164在对应划线64处啪地折断组合条，施加以弹簧荷载的销170和172向外驱使所得到刀片10进入刀片盒148内。然后，向后驱动该驱动装置142，即驱使该驱动装置142离开刀片支承件144，而施加以弹簧荷载的加压174将组合条的第二三角形190向内弯向刀片支承件144，从而矫直该组合条的对应部分，并允许该组合条随后经过刀片间隙184，引导该组合条46向前经过刀片间隙以按照如上所述方式弯曲并折断该组合条的下一刀片部。对每个刀片部重复此过程，直至使所有刀片10都弯曲并折离组合条46。正如相关领域普通技术人员基于这里所述内容能够认识到的，弯曲销和折断冲头可采取当前已知或以后将要知道用于执行如这里所述这些组件功能的大量不同形状和/或构造中任何一种。例如，如图8中虚线所示，可利用倾斜表面限定弯曲销的端部以便于弯曲操作。类似的，折断冲头也可限定为倾斜或其它表面以便于冲压及折断刀片，而不损坏该刀片。
如图8所示，刀片盒148包括一种可调节的刀片支架190，该刀片支架192可滑动地安装在该盒内，且该支架192包括一种可调节的旋钮194，该旋钮194用于在刀片盒内牢固地锁定刀片支架192的位置。当使刀片10弯曲并折离组合条46后，利用施加以弹簧荷载的销170和172将它们堆叠在刀片支架192上。驱动装置142还包括一种刀片防护装置196，该防护装置196位于装置142的弯曲及折断区域上，以防止刀片向上移动并保持它们位于刀片盒内。
正如相关领域技术人员基于这里所述内容能够认识到的，在不脱离如所附权利要求书限定的本发明范围的情况下，可对以上所述本发明组合式实用刀片及制造这种刀片的方法的实施例以及其它实施例作出大量改变及修正。例如，如图11A-11D所示，刀片10可采取大量不同形状和/或构造中的任何一种。如图11A所示，梯形刀片10的切割缘14可限定为直角，该直角由以上参照图10所示的槽口98形成。在图11B中，通过在组合条46内形成圆形槽口98，刀片的切割缘14可限定为相应形状的角。选择性的，如图11B中的虚线所示，刀片10可限定为矩形，或如点划线所示，该刀片可限定为平行四边形。在图11C中，刀片10限定了多个由划线64及各个槽口98分隔的平行四边形部分。按照与如上参照图10所述槽口98同样的方式，该槽口98横向伸入每个第二金属部内。图11C的刀片10设计用在相关领域普通技术人员已知的一种“折断”式刀架内，由此在对应切割缘部分14被磨损时，可折断各个平行四边形部分(或其它形状部分，如果需要的话)以露出新的切割缘部分。类似的，尽管以上所述组合式实用刀片10限定为双金属构造，本发明刀片同样可限定为三金属构造或其它组合构造。例如，如图11D所示，本发明的实用刀片可限定形成在刀片相对侧上的高速钢或工具钢切割缘14，14’(第二切割缘14’用虚线表示)，在该靠外的高速钢边缘之间形成有较柔韧且类似于弹簧的部分。类似的，可沿着中间或沿着一条轴向延伸线切割三金属组合条以形成两个双金属条，然后再切割每个双金属条以形成本发明刀片。如图11D所表示的，可利用相对于切割缘成倾斜角度的横向表面形成该切割缘14，14’的转角。
另外，通过采用直列式加工装置，可省略图3A和3B中所示的卷绕及拆卷步骤，即使不是全部省略也可省略其中的多项。同时，可首先例如通过模切或者弯曲并折断自组合条中冲切出刀片，然后对所冲切出的刀片执行热处理、粗磨或其它修整步骤以形成最终的实用刀片。因此，对优选实施例的详细说明应被认为是示意性的，而非限制性的。
权利要求
1.一种组合式实用刀片，包括第一边缘、第二边缘、位于所述刀片的与所述第二边缘相对侧上的第三边缘、以及位于所述刀片的与所述第一边缘相对侧上的第四边缘，所述第四边缘限定了至少一个切割缘；第一和第二金属部，所述第一金属部在所述第一边缘与所述第二金属部之间延伸且在所述第二边缘与所述第三边缘之间延伸，所述第一金属部由经过热处理从而使其硬度在大约38Rc至大约52Rc范围内的一种钢制成，所述第二金属部限定了所述切割缘且在所述第二边缘与所述第三边缘之间延伸，所述第二金属部由经过热处理从而使其硬度在大约60Rc至大约75Rc范围内的一种工具钢制成；以及一焊接区域，连接所述第一和第二金属部且在所述刀片的第二边缘与第三边缘之间延伸。
2.如权利要求1所限定的组合式实用刀片，其特征在于，所述第二金属部主要由高速工具钢组成。
3.如权利要求1所限定的组合式实用刀片，其特征在于，所述刀片的第一、第二、第三以及第四边缘近似限定了梯形、矩形以及平行四边形之一。
4.如权利要求1所限定的组合式实用刀片，其特征在于，所述至少一个切割缘限定了一种直线边缘。
5.如权利要求1所限定的组合式实用刀片，还限定了形成在背缘内的至少一个槽口。
6.如权利要求4所限定的组合式实用刀片，其特征在于，所述切割缘限定了近似自所述刀片第二边缘延伸至所述刀片第三边缘的一种近似直线边缘，以及形成在所述刀片相反面上的至少两个切割面。
7.如权利要求1所限定的组合式实用刀片，其特征在于，所述第一和第二金属部的交界面限定了一种对接，所述对接近似形成一条位于所述焊接区域内的连接线。
8.如权利要求1所限定的组合式实用刀片，还限定了在所述切割缘各端的转角，所述各个转角由这样一种表面形成，该表面是(i)圆形的，(ii)近似垂直于所述切割缘的，以及(iii)相对于所述切割缘成倾斜角度的表面之一。
9.如权利要求1所限定的组合式实用刀片，还包括另一个第二金属部，所述另一个第二金属部由经过热处理从而使其硬度在大约60Rc至大约75Rc范围内的一种工具钢制成，且所述另一个第二金属部位于所述第一金属部的与所述第二金属部相对的那一侧上，所述第四边缘限定了第一切割缘，所述第一边缘限定了位于所述刀片的与所述第一切割缘相对侧上的第二切割缘。
10.如权利要求1所限定的组合式实用刀片，还限定了多条划线以及多个槽口，所述多条划线相互轴向隔开，所述多个槽口形成在所述各条划线与所述第二金属部的连接处，以便于自所述刀片中弯曲并折断出各个切割部分。
11.如权利要求1所限定的组合式实用刀片，其特征在于，依照这样一种方法制造所述组合式实用刀片，所述方法包括以下步骤提供由耐磨钢制成的一种细长钢丝以及由一种钢制成的细长背衬条，所述背衬条限定了第一面、第二面以及在所述第一和第二面之间延伸的相对横向边缘；使所述钢丝与所述背衬条的横向边缘接触；向所述钢丝与所述背衬条之间的界面施加热能以将所述钢丝焊接到所述背衬条上，从而形成一种组合条，所述组合条限定了由所述钢背衬条形成的第一金属部、由所述耐磨钢丝形成的第二金属部、以及连接所述第一和第二金属部的一焊接区域；对所述组合条进行热处理；在所述第二金属部内形成至少一个切割面，从而沿着所述组合条的侧面形成一种近似直线的耐磨钢切割缘；以及在多个轴向间隔的位置分离所述组合条，从而自所述组合条中形成多个组合式实用刀片。
12.如权利要求11所限定的组合式实用刀片，其特征在于，所述制造组合式实用刀片的方法还包括步骤在轴向相互隔开的位置对所述组合条进行划线，以形成多条划线，所述多条划线限定了位于其间的多个刀片部；以及在所述多条划线处分离所述组合条，从而自所述组合条中形成多个组合式实用刀片。
13.如权利要求11所限定的组合式实用刀片，其特征在于，在所述制造组合式实用刀片的方法中，所述热处理步骤包括硬化所述组合条；对所述硬化的组合条进行回火；以及对所述硬化的组合条进行淬火。
14.如权利要求12所限定的组合式实用刀片，其特征在于，所述制造组合式实用刀片的方法还包括步骤在所述组合条的第二金属部内形成多个相互轴向隔开的槽口，所述多个槽口中每一个都形成在各条划线与所述第二金属部的连接处，所述多个槽口至少用于以下两目的之一(i)便于自所述组合条中分离出所述刀片，以及(ii)限定所述刀片切割缘的转角形状。
15.如权利要求14所限定的组合式实用刀片，其特征在于，所述多个槽口中每个都横向伸入所述切割缘的第二金属部内，其深度足以自所述组合条中移除未限定划线的各个切割缘部分。
16.如权利要求12所限定的组合式实用刀片，其特征在于，所述分离组合条以形成多个实用刀片的步骤包括至少以下两步之一(i)在所述多条划线处弯曲并折断所述组合条，从而自所述组合条中分离出所述刀片；以及(ii)在所述多条划线处模切所述组合条，从而自所述组合条中分离出所述刀片。
17.如权利要求16所限定的组合式实用刀片，其特征在于，所述分离组合条以形成多个实用刀片的步骤还包括在所述组合条的第二金属部内形成多个相互轴向隔开的槽口，所述多个槽口中每一个都形成在各条划线与所述第二金属部的连接处。
18.如权利要求11所限定的组合式实用刀片，其特征在于，所述分离组合条以形成多个实用刀片的步骤包括至少以下两步之一(i)在多个轴向隔开的位置模切所述组合条，从而自所述组合条中分离出所述刀片；以及(ii)将所述组合条冲切为多个分离的刀片部，并进行热处理，以及在所述分离的刀片部内形成切割缘。
19.如权利要求18所限定的组合式实用刀片，其特征在于，所述步骤(i)还包括在所述组合条的第二金属部内形成多个相互轴向隔开的槽口；以及所述步骤(ii)还包括在所述冲切之前对所述组合条进行退火。
20.一种组合式实用刀片，包括第一边缘、第二边缘、位于所述刀片的与所述第二边缘相对侧上的第三边缘、以及位于所述刀片的与所述第一边缘相对侧上的第四边缘，所述第四边缘限定了至少一个切割缘；第一装置，用于形成一种耐磨切割缘，所述耐磨切割缘的硬度在大约60Rc至大约75Rc的范围内，且近似自所述第二边缘延伸至所述第三边缘；第二装置，用于给所述第一装置形成一种弹簧状背衬，所述背衬的硬度在大约38Rc至大约52Rc的范围内，所述第二装置在所述第一边缘与所述第一装置之间延伸且近似自所述第二边缘延伸至所述第三边缘；以及一焊接区域，连接所述第一和第二装置且近似自所述刀片的第二边缘延伸至第三边缘。
21.如权利要求20所限定的组合式实用刀片，其特征在于，所述第一和第二装置的交界面限定了一种对接，所述对接近似形成一条位于所述焊接区域内的连接线。
22.如权利要求20所限定的组合式实用刀片，其特征在于，所述第一装置限定了一种近似直线的切割缘，所述切割缘近似自所述刀片的第二边缘延伸至第三边缘。
23.如权利要求22所限定的组合式实用刀片，其特征在于，所述切割缘限定了位于所述刀片相反面上的至少两个切割面。
24.如权利要求20所限定的组合式实用刀片，其特征在于，所述第一装置由焊接到所述第二装置上的一种工具钢丝形成，且对所述工具钢丝进行热处理以使其硬度在大约60Rc至大约75Rc的范围内。
25.如权利要求20所限定的组合式实用刀片，其特征在于，所述第二装置由焊接到所述第一装置上的一种合金钢条形成，且对所述合金钢条进行热处理以使其硬度在大约38Rc至大约52Rc的范围内。
26.一种制造组合式实用刀片的方法，其中，每个刀片都包括第一边缘、位于所述刀片的与所述第一边缘相对侧上的至少一个切割缘、第二边缘、位于所述刀片的与所述第二边缘相对侧上的第三边缘；第一和第二金属部，其中，所述第一金属部形成一种弹簧状背衬，所述背衬在所述第一边缘与所述第一金属部之间延伸且还在所述第二边缘与所述第三边缘之间延伸，所述第二金属部限定了所述切割缘且在所述第二边缘与所述第三边缘之间延伸；以及一焊接区域，所述焊接区域连接所述第一和第二金属部且近似自所述刀片的第二边缘延伸至第三边缘，所述方法包括步骤提供由耐磨钢制成的一种细长钢丝以及由一种钢制成的细长背衬条，所述背衬条限定了第一面、第二面以及在所述第一和第二面之间延伸的相对横向边缘；使所述钢丝与所述背衬条的横向边缘接触；向所述钢丝与所述背衬条之间的界面施加热能以将所述钢丝焊接到所述背衬条上，从而形成一种组合条，所述组合条限定了由所述钢背衬条形成的第一金属部、由所述耐磨钢丝形成的第二金属部、以及连接所述第一和第二金属部的一焊接区域；对所述组合条进行热处理；在所述第二金属部内形成至少一个切割面，从而沿着所述组合条的侧面形成一种近似直线的耐磨钢切割缘；以及在轴向相互隔开的位置对所述组合条进行划线，以形成多条划线，所述多条划线限定了多个刀片部和位于所述刀片部之间的废料部；以及在一条对应划线的一侧上相对于所述组合条平面向外弯曲所述至少一个废料部；以及在所述对应划线的另一侧上向所述组合条施压，从而沿着所述对应划线折离所述刀片部与所述被弯曲的废料部。
27.如权利要求26所限定的组合式实用刀片的制造方法，其特征在于，所述热处理包括对所述组合条进行退火；硬化所述经退火的组合条；对所述硬化的组合条进行回火；以及对所述硬化的组合条进行淬火。
28.如权利要求27所限定的组合式实用刀片的制造方法，还包括步骤矫直所述经退火的组合条。
29.如权利要求26所限定的组合式实用刀片的制造方法，其特征在于，对所述多条划线重复所述在划线一侧上弯曲所述组合条的步骤、在所述划线的另一侧上向所述组合条施压的步骤、以及沿着所述划线折断所述组合条的步骤，从而自所述组合条中形成多个刀片。
30.如权利要求26所限定的组合式实用刀片的制造方法，其特征在于，所述刀片部近似为梯形，每个所述废料部近似为三角形。
31.如权利要求26所限定的组合式实用刀片的制造方法，其特征在于，所述对组合条进行划线的步骤包括对所述组合条进行划线至所述划线的深度为所述组合条厚度的大约40％至大约50％。
32.如权利要求31所限定的组合式实用刀片的制造方法，其特征在于，所述对组合条进行划线的步骤包括对所述组合条进行划线至所述划线的深度为所述组合条厚度的大约45％至大约48％。
33.如权利要求27所限定的组合式实用刀片的制造方法，还包括至少重复一次以下步骤(i)对所述硬化的组合条进行回火的步骤，(ii)对所述硬化的组合条进行淬火的步骤。
34.如权利要求26所限定的组合式实用刀片的制造方法，其特征在于，对所述钢丝与所述背衬条之间的界面施加热能的步骤包括将所述铜线电子束焊接到所述背衬条上。
35.如权利要求26所限定的组合式实用刀片的制造方法，还包括步骤形成多个贯穿所述第一金属部且相互轴向隔开的定位孔；以及通过将一种定位装置插入至少一个所述孔内以相对于一种弯曲和折断装置定位所述组合条，从而比照所述定位孔弯曲并折断所述第一和第二金属部中至少一个。
36.如权利要求26所限定的组合式实用刀片的制造方法，其特征在于，硬化所述第一金属部以使其表面硬度在大约38Rc至大约52Rc的范围内。
37.如权利要求26所限定的组合式实用刀片的制造方法，其特征在于，硬化所述第二金属部以使其表面硬度在大约60Rc至大约75Rc的范围内。
38.如权利要求26所限定的组合式实用刀片的制造方法，还包括步骤使第二耐磨钢丝与所述背衬条的另一边缘对接；向所述第二钢丝与所述背衬条之间的界面施加热能，以将所述第二钢丝焊接到所述背衬条上；以及在由所述第二钢丝形成的耐磨钢边缘内形成至少一个切割面，从而沿着与另一切割缘相对的所述组合条一侧形成近似为直线的第二耐磨钢切割缘。
39.如权利要求26所限定的组合式实用刀片的制造方法，其特征在于，所述对组合条进行划线的步骤包括形成这样一种划线，所述划线限定了范围在大约50°至大约60°之间的夹角。
40.如权利要求26所限定的组合式实用刀片的制造方法，还包括步骤在所述组合条的第二金属部内形成多个相互轴向隔开的槽口，所述多个槽口中每个都形成在对应划线与所述第二金属部的连接处。
全文摘要
一种组合式实用刀片(10)以及制造这种刀片的方法，涉及使一工具钢丝(44)与一合金钢背衬条(34)的前边缘对接。该钢丝(44)电子束焊接到背衬条(34)上以形成一组合条(46)，该组合条(46)限定了由合金钢背衬条(34)形成的第一金属部(20)、由工具钢丝(44)形成的第二金属部(22)、以及连接该第一和第二金属部(20，22)的焊接区域(28)。然后，对该组合条(46)进行退火，并伸直经退火的组合条以消除其内存在的任何弯度。然后，硬化该经退火的组合条(46)，从而使第一金属部(20)的表面硬度在大约38Rc至大约52Rc的范围内，以及第二金属部(22)的表面硬度在大约60Rc至大约75Rc的范围内。
文档编号B21D53/64GK1549759SQ02817090
公开日2004年11月24日 申请日期2002年7月24日 优先权日2001年7月26日
发明者威廉·B·科布, 布赖恩·K·道格拉斯, 马塞罗·奥利韦拉, K 道格拉斯, 奥利韦拉, 威廉 B 科布 申请人:美国制锯有限公司