电极修整机刀片的制作方法

本申请要求2017年2月23日提交的美国临时申请no.62/462,585和2017年10月11日提交的美国申请no.15/730,069的权益。

i.

背景技术：

本主题是点焊机电极的电极修磨。更具体地，本技术涉及电极修磨机刀片的材料和几何形状。

点焊通常使用成对的成形电极来将所施加的焊接电流集中在夹在成对的成形电极之间的点上。焊接热量来自对所施加的焊接电流的电阻。焊接电极通常由具有低电阻的材料制成，例如铜或铜合金。电极的尺寸和形状取决于应用。特定应用中的焊接质量很大程度上取决于电极的尺寸和形状以及材料。

对于每次焊接，由于热量、压力和在其上累积的腐蚀或碎屑，导致电极的形状、尺寸和表面材料发生微小变化。电极的这些变化会降低后续焊接的质量。为了保持所需的焊接质量并延长电极的使用寿命，在一定数量的焊接之后，通常在电极上进行电极修磨操作，也称为“电极修磨”，以便清除堆积或腐蚀，重塑电极尖端或以其他方式将电极恢复到所需的尺寸、形状、材料或其组合。通常，电极修磨包括铣削操作，该铣削操作使用称为电极修磨机刀片的切割刀片铣削电极的表面。电极修磨通常涉及可操作地使电极和电极修磨机刀片接触，并通过使电极修磨机刀片相对于电极旋转一定时间而从电极切除材料。

电极修磨技术存在多个技术挑战。电极修磨所花费的时间是被修磨的电极不能用于焊接的时间，也称为“停机时间”，因此希望减少或最小化电极修磨所需的时间。此外，电极修磨机装置本身需要维护：电极修磨刀片通常需要以特定维修间隔进行更换或磨锐。在电极修磨机装置上进行维护所花费的时间，例如电极修磨刀片的更换或磨锐，也会导致停机时间，因此希望减少或最小化电极修磨机装置的维护时间。

希望提供能够比传统的电极修磨刀片更快地执行电极修磨操作的电极修磨刀片。希望提供比传统的电极修磨刀片的使用时间更长的电极修磨刀片。

ii.

技术实现要素：

根据本主题的一个方面，提供了一种电极修磨机刀片坯料，其包括由m-2钢形成的主体，所述m-2钢通过双回火硬化至在63至66的范围内并包括端值的洛氏硬度c。可以研磨主体以提供特定的第一几何形状或特定的第二几何形状或特定的第三几何形状或特定的第四几何形状。

通过阅读和理解以下详细说明书，本主题的其他益处和优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见。

iii.附图说明

本主题可以采取某些部件的物理形式和部件的布置，其实施例将在本说明书中详细描述并在附图中示出，附图形成本发明的一部分，并且其中：

图1是电极修磨机刀片的一个实施例的俯视图。

图2是图1的实施例的电极修磨机刀片的前视图。

图3是图1的实施例的电极修磨机刀片的仰视图。

图4是图1的实施例的电极修磨机刀片的俯视图。

图5是图1的实施例的电极修磨机刀片的剖视图。

图6是图1的实施例的电极修磨机刀片的截面图。

图7是图1的实施例的电极修磨机刀片的详细视图。

图8是图1的实施例的电极修磨机刀片的详细视图。

图9是图1的实施例的电极修磨机刀片的详细视图。

图10是电极修磨机刀片的另一实施例的俯视图。

图11是图10的实施例的电极修磨机刀片的前视图。

图12是图10的实施例的电极修磨机刀片的仰视图。

图13是图10的实施例的电极修磨机刀片的俯视图。

图14是图10的实施例的电极修磨机刀片的剖视图。

图15是图10的实施例的电极修磨机刀片的截面图。

图16是图10的实施例的电极修磨机刀片的详细视图。

图17是图10的实施例的电极修磨机刀片的详细视图。

图18是图10的实施例的电极修磨机刀片的详细视图。

图19是电极修磨机刀片的又一实施例的俯视图。

图20是图19的实施例的电极修磨机刀片的前视图。

图21是图19的实施例的电极修磨机刀片的仰视图。

图22是图19的实施例的电极修磨机刀片的俯视图。

图23是图19的实施例的电极修磨机刀片的剖视图。

图24是图19的实施例的电极修磨机刀片的截面图。

图25是图19的实施例的电极修磨机刀片的详细视图。

图26是图19的实施例的电极修磨机刀片的详细视图。

图27是图19的实施例的电极修磨机刀片的详细视图。

图28是电极修磨机刀片的再一实施例的俯视图。

图29是图28的实施例的电极修磨机刀片的前视图。

图30是图28的实施例的电极修磨机刀片的仰视图。

图31是图28的实施例的电极修磨机刀片的俯视图。

图32是图28的实施例的电极修磨机刀片的剖视图。

图33是图28的实施例的电极修磨机刀片的截面图。

图34是图28的实施例的电极修磨机刀片的详细视图。

图35是图28的实施例的电极修磨机刀片的详细视图。

图36是图28的实施例的电极修磨机刀片的详细视图。

图37是电极修磨机刀片坯料的一个实施例的俯视图。

图38是图37的实施例的电极修磨机刀片坯料的前视图。

图39是图37的实施例的电极修磨机刀片坯料的仰视图。

图40是图37的实施例的电极修磨机刀片坯料的俯视图。

图41是图37的实施例的电极修磨机刀片坯料的截面图。

图42是图37的实施例的电极修磨机刀片坯料的详细视图。

图43是电极修磨机刀片坯料的第二实施例的俯视图。

图44是图43的实施例的电极修磨机刀片坯料的前视图。

图45是图43的实施例的电极修磨机刀片坯料的仰视图。

图46是图43的实施例的电极修磨机刀片坯料的俯视图。

图47是图43的实施例的电极修磨机刀片坯料的截面图。

图48是图43的实施例的电极修磨机刀片坯料的详细视图。

iv.具体实施方式

现在参照附图，其中所述附图仅用于说明本发明主题的实施例，而不是为了限制本发明主题的实施例，并且其中相同的附图标记应理解为表示相同的部件，提供了一种电极修磨机刀片。

在某些实施例中，电极修磨机刀片152、154、156、158可包括被回火和研磨的主体100。在某些实施例中，主体100可通过铸造、锻造、机械加工或通过良好工程选择的其他操作形成。在某些实施例中，主体100可以由钢形成。在某些实施例中，主体100可由工具钢形成。在某些实施例中，主体100可以由高速钢形成。在某些实施例中，主体100可由钨钢、钼高速钢或钴高速钢形成。在某些实施例中，主体100可以是m1，m2，m7，m35，m42或m50钼高速钢。应该理解，合金的选择取决于多种因素，包括耐磨性、对脱碳的敏感性和成本。

本体100可回火一次、两次或多次。在一些实施例中，对主体100进行回火，使其硬化至在63至66并包括端值的范围内的洛氏硬度c。在一些实施例中，主体100经过双回火，以使其硬化至在63至66并包括端值的范围内的洛氏硬度c。在其他实施例中，本体100的硬度可小于洛氏硬度c63，例如在50至63的洛氏硬度c的范围内，或大于洛氏硬度c66，例如在66至80的洛氏硬度c的范围内。硬度小于洛氏硬度c63的本体100可降低成本或提供抗冲击性。硬度大于洛氏硬度c66的本体100可提高耐磨性和使用寿命。洛氏硬度在63至66之间并包括端值的主体100，可在较硬和较软的质量之间提供理想的折衷。m2钢的主体100可以通过双回火硬化到在63到66的范围内的洛氏硬度c，提供高耐磨性、可接受的脱碳敏感性、高弯曲强度和高韧性。

可研磨主体100以具备所需的几何形状。电极修磨机刀片152的第一非限制性实施例在图1-9中示出。电极修磨机刀片154的第二非限制性实施例在图10-18中示出。电极修磨机刀片156的第三非限制性实施例在图19-27中示出。电极修磨机刀片158的第四非制性实施例在图28-36中示出。在没有限制的情况下，电极修磨机刀片152、154、156、158的每个非限制实施例可能由电极修磨机刀片坯料106、108研磨，例如，在没有限制的情况下，电极修磨机刀片坯料106、108中的一个在图37-48中示出。在没有限制的情况下，电极修磨机刀片152和电极修磨机刀片154可以是彼此不同的镜像，但不一定仅仅是手性，其中电极修磨机刀片152可以是右手手性，电极修磨机刀片154可以是左手手性。在没有限制的情况下，电极修磨机刀片156和电极修磨机刀片158可以是彼此不同的镜像，但不一定仅仅是手性，其中电极修磨机刀片156可以是右手手性，电极修磨机刀片158可以是左手手性。镜像实施例可以适于用作电极修磨装置中的匹配的顶部和底部刀片。

在图37-42所示的电极修磨机刀片坯料106的第一非限制实施例中，电极修磨机刀片坯料106具有0.25mm至3.00mm范围内、包括端值的腹板宽度111；在1.00mm至3.00mm的范围内、包括端值的刀片深度112；在2.30mm至6.30mm的范围内、包括端值的刀片深度113；在2度至35度的范围内、包括端值的齿形角114；在0.010mm至0.035mm的范围内、包括端值的切削刃115；在0.010mm至0.035mm的范围内、包括端值的切削刃116；在8.70mm至12.70mm的范围内、包括端值的槽高117；在16.50mm至26.50mm的范围内、包括端值的刀片高度118；在20.50mm至35.50mm的范围内、包括端值的刀片宽度119；在5.70mm至15.70mm的范围内、包括端值的凹口高度120；在8.50mm至18.50mm的范围内、包括端值的凹口高度121；在4.30mm至8.30mm的范围内、包括端值的刀片深度122；在2度到115度的范围内、包括端值的齿形角123；以及在2度至50度范围内、包括端值的后角124。

在图43-48所示的电极修磨机刀片坯料108的第二非限制实施例中，电极修磨机刀片坯料108具有0.25mm至3.00mm范围内、包括端值的腹板宽度131；在1.00mm至3.00mm的范围内、包括端值的刀片深度132；在2.30mm至6.30mm的范围内、包括端值的刀片深度133；在2度至35度的范围内、包括端值的齿形角134；在0.010mm至0.035mm的范围内、包括端值的切削刃135；在0.010mm至0.035mm的范围内、包括端值的切削刃136；在8.70mm至12.70mm的范围内、包括端值的槽口高度137；在16.50mm至26.50mm、包括端值的刀片高度138；在20.50mm至20.5mm的范围内、包括端值的刀片宽度139；在2.90mm至12.90mm范围内、包括端值的凹口高度140；在5.70mm至15.70mm的范围内、包括端值的凹口高度141；在4.30mm至8.30mm的范围内、包括端值刀片深度142；在2度到115度的范围内、包括端值的齿形角143；在2度至50度的范围内、包括端值后角144。

在电极修磨操作中，可以进一步研磨电极修磨刀片坯料106、108以提供切割表面特征，该切割表面特征适于铣削或以其他方式切除相关电极的材料。电极修磨刀片152可以通过进一步研磨电极修磨刀片坯料106形成，以形成图1-9中所示的特征。电极修磨刀片154可以通过进一步研磨电极修磨刀片坯料108形成，以形成图10-18中所示的特征。电极修磨刀片156可以通过进一步研磨电极修磨刀片坯料106形成，以形成图19-27所示的特征。电极修磨刀片158可以通过进一步研磨电极修磨刀片坯料108形成，以形成图28-36中所示的特征。

第一电极修磨刀片152具有在0度至35度范围内、包括端值的r1-1钻尖角；在0度至35度范围内、包括端值的r1-2后角；在9.00mm至13.00mm范围内、包括端值的r1-3断屑槽直径；13.00mm至17.00mm范围内、包括端值的r1-4断屑槽直径；在7.00mm至12.00mm范围内、包括端值的r2-1后尺寸；在2度至85度的范围内、包括端值的r2-2的后角；在0.20mm至0.40mm范围内、包括端值的r2-3槽深度；在2到85度的范围内、包括端值的r2-4槽角；在0.177mm至0.203mm的范围内、包括端值的r2-5槽半径；在10.010mm至0.350mm的范围内、包括端值的r2-6切屑机；在20.010mm至0.500mm的范围内、包括端值的r2-7切屑机；在0.010mm至0.450mm的范围内、包括端值的r2-8切屑机；在0.010mm至0.025mm的范围内、包括端值的r2-9切屑机半径；在11.00mm至15.00mm的范围内、包括端值的r3-1断屑槽直径；在0到35度的范围内、包括端值的r4-1槽旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的r4-2阶段1旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的r5-1电极角；在0到35度的范围内、包括端值的r5-2槽电极角。

第二电极修磨刀片154具有在0度至35度范围内、包括端值的l1-1钻尖角；在0度至35度范围内、包括端值的l1-2后角；在9.00mm至13.00mm范围内、包括端值的l1-3断屑槽直径；在13.00mm至17.00mm范围内、包括端值的l1-4断屑槽直径；在9.00mm至12.00mm范围内、包括端值的l2-1后尺寸；在2度至85度的范围内、包括端值的l2-2后角；在0.20mm至0.40mm范围内、包括端值的l2-3槽深度；在2到85度的范围内、包括端值的l2-4槽角；在0.177mm至0.203mm的范围内、包括端值的l2-5槽半径；在10.010mm至0.350mm的范围内、包括端值的l2-6切屑机；在20.010mm至0.500mm的范围内、包括端值的l2-7切屑机；在30.010mm至0.450mm的范围内、包括端值的l2-8切屑机；在0.010mm至0.025mm的范围内、包括端值的l2-9切屑机半径；在11.00mm至15.00mm的范围内、包括端值的l3-1断屑槽直径；在0到35度的范围内、包括端值的l4-1槽旋转角；在在0到35度的范围内、包括端值的l4-2阶段1旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的l5-1电极角；在0到35度的范围内、包括端值的l5-2槽电极角。

第三电极修磨刀片156具有在0度至35度范围内、包括端值的r1-1钻尖角；在0度至35度范围内、包括端值的r1-2后角；在10.00mm至16.00mm范围内、包括端值的r1-3断屑槽直径；在16.00mm至20.00mm范围内、包括端值的r1-4断屑槽直径；在9.00mm至13.00mm范围内、包括端值的r2-1后尺寸；在2度至85度的范围内、包括端值的r2-2后角；在0.20mm至0.40mm范围内、包括端值的r2-3槽深度；在2到85度的范围内、包括端值的r2-4槽角；在0.177mm至0.203mm的范围内、包括端值的r2-5槽半径；在0.010mm至0.350mm的范围内、包括端值的r2-6切屑机；在0.010mm至0.500mm的范围内、包括端值的r2-7切屑机；在0.010mm至0.450mm的范围内、包括端值的r2-8切屑机；在0.010mm至0.025mm的范围内、包括端值的r2-9切屑机半径；在14.00mm至18.00mm的范围内、包括端值的r3-1断屑槽直径；在0到35度的范围内、包括端值的r4-1槽旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的r4-2阶段1旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的r4-3阶段2旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的r5-1电极角；以及在0到35度的范围内、包括端值的r5-2槽电极角。

第四电极修磨刀片158具有在0度至35度范围内、包括端值的l1-1钻尖角；在0度至35度范围内、包括端值的l1-2后角；在10.00mm至16.00mm范围内、包括端值的l1-3断屑槽直径；在16.00mm至20.00mm范围内、包括端值的l1-4断屑槽直径；在9.00mm至13.00mm范围内、包括端值的l2-1后尺寸；在2度至85度的范围内、包括端值的l2-2后角；在0.20mm至0.40mm范围内、包括端值的l2-3槽深度；在2到85度的范围内、包括端值的l2-4槽角；在0.177mm至0.203mm的范围内、包括端值的l2-5槽半径；在0.010mm至0.350mm的范围内、包括端值的l2-6切屑机；在0.010mm至0.500mm的范围内、包括端值的l2-7切屑机；在0.010mm至0.450mm的范围内、包括端值的l2-8切屑机；在0.010mm至0.025mm的范围内、包括端值的l2-9切屑机半径；在14.00mm至18.00mm的范围内、包括端值的l3-1断屑槽直径；在0到35度的范围内、包括端值的l4-1槽旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的l4-2阶段1旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的l4-3阶段2旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的l5-1电极角；在0到35度的范围内、包括端值的l5-2槽电极角。

所提供的电极修磨刀片152，154，156，158是令人感兴趣的，因为材料和几何形状适于提供相对于现有技术更优异性能和使用寿命。已经发现电极修磨刀片152，154，156，158在现有技术的电极修磨刀片的一半时间内提供合适的电极修磨。已经发现由电极修磨刀片坯料106，108制成的电极修磨刀片152，154，156，158的使用寿命是现有技术的电极修磨刀片的两倍。

表i中提供了一组使用电极修磨刀片的电极修磨的测试结果，所述电极修磨刀片符合本文提供的本主题。测试在伺服机器人和焊枪上进行。该表显示了两组列，每对列都有一个cut列和一个amp列。表头为cut的列的单位是毫米，表示从sq型电极修磨刀片的测试电极移除的材料。表头为amp的列的单位是在1马力的电动机上得到的安培值。第一对列表示在批号(lotcode)17电极修磨刀片上进行的测试。表头为参考刀具的第二对列表示在批号15电极修磨刀片上进行的测试。在数据的基础上，专家估计，使用批号17电极修磨刀片比使用批号15电极修磨刀片的焊接电极寿命增加27％。如所测试的，批号17的电极修磨刀片是使用本文提供的主题的电极修磨刀片，并且在下文的至少一个条目中提出，而批号15刀具是传统的电极修磨刀片。应该理解的是，所提供的保持可接受的研磨质量同时将研磨电极寿命延长27％的电极修磨刀片相对传统技术有了非常显著的改进。

表1

符合本主题的其他示例在以下编号的条目中列出。

条目1.一种电极修磨机刀片，包括通过双回火硬化至洛氏硬度c范围为63至66并包括端值的m2钢主体，所述主体被研磨以具备几何形状，所述几何形状具有：在0度至35度范围内、包括端值的r1-1钻尖角；在0度至35度范围内、包括端值的r1-2后角；在9.00mm至13.00mm范围内、包括端值的r1-3断屑槽直径；13.00mm至17.00mm范围内、包括端值的r1-4断屑槽直径；在7.00mm至12.00mm范围内、包括端值的r2-1后尺寸；在2度至85度的范围内、包括端值的r2-2的后角；在0.20mm至0.40mm范围内、包括端值的r2-3槽深度；在2到85度的范围内、包括端值的r2-4槽角；在0.177mm至0.203mm的范围内、包括端值的r2-5槽半径；在10.010mm至0.350mm的范围内、包括端值的r2-6切屑机；在20.010mm至0.500mm的范围内、包括端值的r2-7切屑机；在0.010mm至0.450mm的范围内、包括端值的r2-8切屑机；在0.010mm至0.025mm的范围内、包括端值的r2-9切屑机半径；在11.00mm至15.00mm的范围内、包括端值的r3-1断屑槽直径；在0到35度的范围内、包括端值的r4-1槽旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的r4-2阶段1旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的r5-1电极角；在0到35度的范围内、包括端值的r5-2槽电极角。

条目2.一种电极修磨机刀片，包括通过双回火硬化至洛氏硬度c范围为63至66并包括端值的m2钢主体，所述主体被研磨以具备几何形状，所述几何形状具有：在0度至35度范围内、包括端值的l1-1钻尖角；在0度至35度范围内、包括端值的l1-2后角；在9.00mm至13.00mm范围内、包括端值的l1-3断屑槽直径；在13.00mm至17.00mm范围内、包括端值的l1-4断屑槽直径；在9.00mm至12.00mm范围内、包括端值的l2-1后尺寸；在2度至85度的范围内、包括端值的l2-2的后角；在0.20mm至0.40mm范围内、包括端值的l2-3槽深度；在2到85度的范围内、包括端值的l2-4槽角；在0.177mm至0.203mm的范围内、包括端值的l2-5槽半径；在10.010mm至0.350mm的范围内、包括端值的l2-6切屑机；在20.010mm至0.500mm的范围内、包括端值的l2-7切屑机；在30.010mm至0.450mm的范围内、包括端值的l2-8切屑机；在0.010mm至0.025mm的范围内、包括端值的l2-9切屑机半径；在11.00mm至15.00mm的范围内、包括端值的l3-1断屑槽直径；在0到35度的范围内、包括端值的l4-1槽旋转角；在在0到35度的范围内、包括端值的l4-2阶段1旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的l5-1电极角；在0到35度的范围内、包括端值的l5-2槽电极角。

条目3.一种电极修磨机刀片，包括通过双回火硬化至洛氏硬度c范围为63至66并包括端值的m2钢主体，所述主体被研磨以具备几何形状，所述几何形状具有：在0度至35度范围内、包括端值的r1-1钻尖角；在0度至35度范围内、包括端值的r1-2后角；在10.00mm至16.00mm范围内、包括端值的r1-3断屑槽直径；在16.00mm至20.00mm范围内、包括端值的r1-4断屑槽直径；在9.00mm至13.00mm范围内、包括端值的r2-1后尺寸；在2度至85度的范围内、包括端值的r2-2后角；在0.20mm至0.40mm范围内、包括端值的r2-3槽深度；在2到85度的范围内、包括端值的r2-4槽角；在0.177mm至0.203mm的范围内、包括端值的r2-5槽半径；在0.010mm至0.350mm的范围内、包括端值的r2-6切屑机；在0.010mm至0.500mm的范围内、包括端值的r2-7切屑机；在0.010mm至0.450mm的范围内、包括端值的r2-8切屑机；在0.010mm至0.025mm的范围内、包括端值的r2-9切屑机半径；在14.00mm至18.00mm的范围内、包括端值的r3-1断屑槽直径；在0到35度的范围内、包括端值的r4-1槽旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的r4-2阶段1旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的r4-3阶段2旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的r5-1电极角；以及在0到35度的范围内、包括端值的r5-2槽电极角。

条目4.一种电极修磨机刀片，包括通过双回火硬化至洛氏硬度c范围为63至66并包括端值的m2钢主体，所述主体被研磨以具备几何形状，所述几何形状具有：在0度至35度范围内、包括端值的l1-1钻尖角；在0度至35度范围内、包括端值的l1-2后角；在10.00mm至16.00mm范围内、包括端值的l1-3断屑槽直径；在16.00mm至20.00mm范围内、包括端值的l1-4断屑槽直径；在9.00mm至13.00mm范围内、包括端值的l2-1后尺寸；在2度至85度的范围内、包括端值的l2-2后角；在0.20mm至0.40mm范围内、包括端值的l2-3槽深度；在2到85度的范围内、包括端值的l2-4槽角；在0.177mm至0.203mm的范围内、包括端值的l2-5槽半径；在0.010mm至0.350mm的范围内、包括端值的l2-6切屑机；在0.010mm至0.500mm的范围内、包括端值的l2-7切屑机；在0.010mm至0.450mm的范围内、包括端值的l2-8切屑机；在0.010mm至0.025mm的范围内、包括端值的l2-9切屑机半径；在14.00mm至18.00mm的范围内、包括端值的l3-1断屑槽直径；在0到35度的范围内、包括端值的l4-1槽旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的l4-2阶段1旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的l4-3阶段2旋转角；在0到35度的范围内、包括端值的l5-1电极角；在0到35度的范围内、包括端值的l5-2槽电极角。

上文已经描述了非限制性实施方案。对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本主题的一般范围的情况下，上述方法和装置可以包含变化和修改。本主题旨在包括所有这些修改和变更，只要它们落入所附权利要求或其等同物的范围内。

已经如此描述了本发明，现在要求保护。