CN111822827B - 一种采用焊丝对刀口进行加硬处理的方法以及刀口治具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用焊丝对刀口进行加硬处理的方法以及刀口治具，所述的刀刃加硬处理方法是在刀具加工过程中将待加工刀具装配于治具座中，待加工刀具的刀口与所述治具座形成了封闭式的凹槽结构，通过加热熔化焊丝形成流体，将流体流入凹槽结构中，而后固化达到一次性填充完成，从而在刀口处形成一层加硬层，本发明中的加硬处理方法加工采平躺式加工，路径编程上不需考虑Z轴高度变换；将刀片固定至模具后，不需要翻面再次加工，仅需加工一次即可完成单支刀的加工；仅需控制电流量、移动速度送丝速度保护气量相对较少工作参数，较易控制品质。
Description
技术领域
本发明属于刀具制造技术领域，具体地说是一种采用焊丝对刀口进行加硬处理的方法以及刀口治具，其具体涉及一种刀刃加硬处理方法以及实现上述方法所采用的治具。
背景技术
传统的刀具材料一般选择不锈钢，而为了保证刀具最终的使用性能，在刀具本体通过冲压制造成形后，再通过热处理技术提高其强度、硬度和耐磨性能；但是，采用普通马氏体不锈钢加工而成的刀具，在经过热处理强化后其刀刃部位的硬度一般也只能达到600HV左右，而该硬度值已经无法满足人们对高端刀具应该具有的高硬度、高耐磨性等性能的要求。
目前，很多国内企业解决上述问题的方法是直接选用国外的优质钢材作为刀具材质，例如选用日本的千层钢来制造高性能刀具,以此来保证最终刀具的性能，尤其是刀刃部位的硬度，但是这样会大大增加刀具材质的采购成本，导致刀具制造成本增加，进而增加了刀具的价格。
针对上述采用优质钢材生产整体式刀具导致的成本过高的缺陷，技术人员开发了一种通过焊丝对刀口进行加硬的刀刃处理方法，以提高刀刃硬度的同时降低刀具整体的制造成本，而现今的刀口加硬技术大多为激光熔覆技术，使用熔覆粉末的成本昂贵且有管理环境要求；而且上述刀口加硬技术，其加工过程中皆采用直立式加工，在加工路径编写上需考虑Z轴高度之变换；单只刀需要来回熔覆多次才能达到单支刀之加工；需控制激光功率、激光焦距、出粉量、保护气量、移动速度、熔覆道术等多个工作参数；比如：
如中国专利CN201810538984.7，其公开了一种刀刃处理方法，为了解决目前采用进口优质钢材制作刀具以提高刀具的刀刃性能时，存在刀具制造成本高的问题，其公开了一种刀刃处理方法，该刀刃处理方法，具体包括以下步骤：步骤S1，进行刀体的制造准备，并且对刀刃部分进行清洁处理；步骤S2，采用焊接和激光熔覆的复合方式进行刀刃强化层的加工；步骤S3，对刀刃强化层进行修磨处理，获得最终的切割刃；上述方法对刀具进行刀刃处理时，不仅可以大大提高刀刃的性能，保证刀具的使用效果，而且可以降低对刀体材质的要求，降低刀具成本。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种刀刃加硬处理方法以及实现上述方法所采用的治具，所述的刀刃加硬处理方法是在刀具加工过程中将待加工刀具装配于治具座中，待加工刀具的刀口与所述治具座形成了封闭式的凹槽结构，通过加热熔化焊丝形成流体，将流体流入凹槽结构中，而后固化达到一次性填充完成，从而在刀口处形成一层加硬层，本发明中的加硬处理方法加工采平躺式加工，路径编程上不需考虑Z轴高度变换；将刀片固定至模具后，不需要翻面再次加工，仅需加工一次即可完成单支刀的加工；仅需控制电流量、移动速度送丝速度保护气量相对较少工作参数，较易控制品质。
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种采用焊丝对刀口进行加硬处理的刀口治具，其包括治具座和盖板，其中治具座包括治具本体、导柱、刀具放置槽、第一定位孔、第一固定孔，所述的治具本体为长方体结构，所述治具本体的上端面上设置有一个向所述治具本体的下端面延伸的所述刀具放置槽，所述刀具放置槽的形状与所述待加工刀具的外形相匹配，所述刀具放置槽的尺寸大于所述待加工刀具的尺寸以实现所述刀具放置槽对于所述待加工刀具的容纳，所述刀具放置槽中与所述待加工刀具的柄部相配合的部位设置有一凸出于所述刀具放置槽上端面的所述导柱，所述待加工刀具的柄部设置有与所述导柱间隙配合的导孔；所述刀具放置槽中靠近所述刀具放置槽与所述待加工刀具的刀背相配合的一端分别设置有所述第一定位孔和所述第一固定孔，所述第一定位孔的数量为一个，所述第一固定孔的数量为两个及两个以上；所述盖板为板状结构，所述盖板包括盖板本体，所述盖板本体的形状与所述刀具放置槽的形状相匹配，所述盖板本体上靠近所述盖板本体与所述待加工刀具的刀背相配合的一端分别设置有第二定位孔和第二固定孔，所述第二定位孔的数量为一个，所述第二固定孔的数量为两个及两个以上，其中所述第一固定孔与所述第二固定孔的数量相同；所述第二定位孔与所述第一定位孔相配合实现所述盖板安装固定在所述治具座过程中的定位功能；所述第一固定孔与所述第二固定孔相配合实现通过螺栓将所述盖板安装固定在所述治具座上；其中，所述待加工刀具的厚度大于所述刀具放置槽的深度，而所述盖板本体上靠近所述盖板本体与所述待加工刀具的刀背相配合的一端设置有凸台，而所述凸台凸出于所述盖板本体的高度等于所述待加工刀具的厚度与所述刀具放置槽的深度的差值；
当需要进行所述待加工刀具的加硬处理时，首先将所述待加工刀具上的导孔穿过所述治具座上的所述导柱，实现对所述待加工刀具在所述治具座上的定位，并将所述待加工刀具放置在所述刀具放置槽内，由于所述刀具放置槽形状的设置，会实现所述待加工刀具的刀背靠在所述刀具放置槽的内表面，因而，在所述导柱和所述刀具放置槽的限位下能保证所述待加工刀具稳定地放置在所述刀具放置槽内；然后，通过所述治具座上的所述第一定位孔和所述盖板本体上的所述第二定位孔将所述盖板定位在所述治具座上，最后通过螺栓将将所述盖板固定安装在所述治具座上；即，完成了所述待加工刀具与所述治具座的装配；此时，所述待加工刀具的刀口与所述治具座形成了封闭式的凹槽结构；
所述采用焊丝对刀口进行加硬处理的方法的过程如下：
1)进行待加工刀具的制造准备；并且对刀刃部分进行清洁处理；
2)将待加工刀具装配于治具座中，待加工刀具的刀口与所述治具座形成了封闭式的凹槽结构；
3)采用焊接的方式进行刀刃加硬处理；即，通过加热熔化焊丝形成流体，将流体流入凹槽结构中，而后固化达到一次性填充完成，加工过程中不需要翻面再次加工；
4)对刀刃加硬部位进行修磨处理，获得最终的切割刃；具体可以参见附图8-9，其中附图8是焊丝流体填充完成并固化后的刀具结构图，其刀刃部位固结了焊丝加硬部位，并且依据开刃斜面进行修磨；附图9是刀具修磨完成后的结构图，其刀刃处包括刀口刃面和焊丝加硬刃面；
优选，所述的焊丝优选为一种Cr系不锈钢焊丝，规格为SUS440C，其含碳量0.95～1.2％，Si：1％以下，Mn：1％以下，P：0.04％以下，S：0.03以下，Ni：0.6％以下，Cr：16～18％，Mo：0.75％以下；
优选，所述的焊接采用TIG焊接，所述TIG焊接相同工艺参数：焊接电流80～220A，电弧电压12～20V，焊接速度为2～5mm/s，送丝速度依据刀具厚度调整。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明中的检测治具通过推拉力计配合设计的专用检测治具，可以快速的测量出待检测刀具的刀口特定部位的侧面抗压值，对产品的性能进行检查和判定，而目前没有有效的检测手段可以直观的体现其检测有效性，扭力测试虽然可以知道其扭矩，但无法测量其刀口特定部位的结合强度，此治具对刀口加硬的产品尤其适用，可以通过设计不同尺寸的刀具固定槽来适应不同的刀口宽度，在治具上加以限位，准确的测量其刀口加硬部位的结合强度；通过测试验证设定合理的抗压值，从而为批量生产提供有效的检测手段。
附图说明
图1为现有技术中的粉末刀口加硬方法所采用的结构示意图；
图2为本发明中的待加工刀具的结构示意图；
图3为本发明中的治具的主视图；
图4为本发明中的治具的侧视图；
图5为本发明中的盖板的主视图；
图6为本发明中的盖板的侧视图；
图7为本发明中的刀具加硬处理过程的整体结构示意图；
图8为本发明中的刀口加硬处理完成后的结构示意图；
图9为本发明中的刀口开刃处理完成后的结构示意图；
附图中的标记为：1-待加工刀具、2-治具座、21-治具本体、22-导柱、23-刀具放置槽、24-第一定位孔、25-第一固定孔、3-盖板、31-盖板本体、32-第二定位孔、33-第二固定孔、34-凸台、41-刀刃部位、42-焊丝加硬部位、43-开刃斜面、51-刀口刃面、52-焊丝加硬刃面。
具体实施方式
下面结合图1-9与具体实施方式对本发明做进一步的说明。
参见附图1，其为现有技术中的粉末刀口加硬方法所采用的结构示意图，可见，其加工过程中为了实现对刀刃两侧均实现加硬处理，需要将待加工刀直立放置，即，刀具加工过程中皆直立式加工，由于刀具刀刃的圆弧结构，导致需要在加工路径编写上必须考虑Z轴高度的变换，导致加工复杂；而且由于其加工方式为点加工，需要来回熔覆多次才能达到单支刀的加工，因而为了保证加工质量，需要对控制激光功率、激光焦距、出粉量、保护气量、移动速度、熔覆道术等多个工作参数进行精确控制，导致控制复杂。
针对上述现有技术中的不足，本发明提供了一种采用焊丝对刀口进行加硬处理的方法以及刀口治具，具体参见附图2-9，一种采用焊丝对刀口进行加硬处理的刀口治具，其包括治具座2和盖板3，其中治具座2包括治具本体21、导柱22、刀具放置槽23、第一定位孔24、第一固定孔25，所述的治具本体21为长方体结构，所述治具本体21的上端面上设置有一个向所述治具本体21的下端面延伸的所述刀具放置槽23，所述刀具放置槽23的形状与所述待加工刀具1的外形相匹配，所述刀具放置槽23的尺寸大于所述待加工刀具的尺寸以实现所述刀具放置槽23对于所述待加工刀具1的容纳，所述刀具放置槽23中与所述待加工刀具1的柄部相配合的部位设置有一凸出于所述刀具放置槽23上端面的所述导柱22，所述待加工刀具1的柄部设置有与所述导柱22间隙配合的导孔；所述刀具放置槽23中靠近所述刀具放置槽23与所述待加工刀具1的刀背相配合的一端分别设置有所述第一定位孔24和所述第一固定孔25，所述第一定位孔24的数量为一个，所述第一固定孔25的数量为两个及两个以上；所述盖板3为板状结构，所述盖板3包括盖板本体31，所述盖板本体31的形状与所述刀具放置槽23的形状相匹配，所述盖板本体31上靠近所述盖板本体31与所述待加工刀具1的刀背相配合的一端分别设置有第二定位孔32和第二固定孔33，所述第二定位孔32的数量为一个，所述第二固定孔33的数量为两个及两个以上，其中所述第一固定孔25与所述第二固定孔33的数量相同；所述第二定位孔32与所述第一定位孔24相配合实现所述盖板3安装固定在所述治具座2过程中的定位功能；所述第一固定孔25与所述第二固定孔33相配合实现通过螺栓将所述盖板3安装固定在所述治具座2上；其中，所述待加工刀具1的厚度大于所述刀具放置槽23的深度，而所述盖板本体31上靠近所述盖板本体31与所述待加工刀具1的刀背相配合的一端设置有凸台34，而所述凸台34凸出于所述盖板本体31的高度等于所述待加工刀具1的厚度与所述刀具放置槽23的深度的差值；
当需要进行所述待加工刀具1的加硬处理时，首先将所述待加工刀具1上的导孔穿过所述治具座2上的所述导柱22，实现对所述待加工刀具1在所述治具座2上的定位，并将所述待加工刀具1放置在所述刀具放置槽23内，由于所述刀具放置槽23形状的设置，会实现所述待加工刀具1的刀背靠在所述刀具放置槽23的内表面，因而，在所述导柱22和所述刀具放置槽23的限位下能保证所述待加工刀具1稳定地放置在所述刀具放置槽23内；然后，通过所述治具座2上的所述第一定位孔24和所述盖板本体31上的所述第二定位孔32将所述盖板3定位在所述治具座2上，最后通过螺栓将将所述盖板3固定安装在所述治具座2上；即，完成了所述待加工刀具1与所述治具座2的装配；此时，所述待加工刀具1的刀口与所述治具座2形成了封闭式的凹槽结构；
所述采用焊丝对刀口进行加硬处理的方法的过程如下：
1)进行待加工刀具的制造准备；并且对刀刃部分进行清洁处理；
2)将待加工刀具装配于治具座中，待加工刀具的刀口与所述治具座形成了封闭式的凹槽结构；
3)采用焊接的方式进行刀刃加硬处理；即，通过加热熔化焊丝形成流体，将流体流入凹槽结构中，而后固化达到一次性填充完成，加工过程中不需要翻面再次加工；
4)对刀刃加硬部位进行修磨处理，获得最终的切割刃；具体可以参见附图8-9，其中附图8是焊丝流体填充完成并固化后的刀具结构图，其刀刃部位41固结了焊丝加硬部位42，并且依据开刃斜面43进行修磨；附图9是刀具修磨完成后的结构图，其刀刃处包括刀口刃面51和焊丝加硬刃面52；
其中，所述的焊丝优选为一种Cr系不锈钢焊丝，规格为SUS440C，其含碳量0.95～1.2％，Si：1％以下，Mn：1％以下，P：0.04％以下，S：0.03以下，Ni：0.6％以下，Cr：16～18％，Mo：0.75％以下；
其中，所述的焊接采用TIG焊接，所述TIG焊接相同工艺参数：焊接电流80～220A，电弧电压12～20V，焊接速度为2～5mm/s，送丝速度依据刀具厚度调整。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明中的采用焊丝对刀口进行加硬处理与传统粉末刀口加硬不同，本发明采用的焊丝是具有容易收纳管理以及强度高的440焊丝，相较粉末熔覆刀口加硬，本发明中的焊丝刀口加硬有着更高的耗材使用利用率；
其次，粉末刀口加硬，加工皆采直立式加工，在加工路径编写上需考虑Z轴高度之变换；而本发明中的焊丝刀口加硬，加工采平躺式加工，路径编程上不需考虑Z轴高度变换；粉末刀口加硬加工过程，单只刀需要来回熔覆多次才能达到单支刀的加工；而本发明中的焊丝刀口加硬，将刀片固定至模具后，仅需加工一次即可完成单支刀的加工；粉末刀口加硬，需控制激光功率、激光焦距、出粉量、保护气量、移动速度、熔覆道术等多个工作参数；而本发明中的焊丝刀口加硬，仅需控制电流量、移动速度送丝速度保护气量相对较少工作参数，较易控制品质。
综上所述仅体现了本发明的优选技术方案，本领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，都应为本发明的技术范畴。
Claims (4)
1.一种采用焊丝对刀口进行加硬处理的刀口治具，其特征在于，其包括治具座(2)和盖板(3)，其中，治具座(2)包括治具本体(21)、导柱(22)、刀具放置槽(23)、第一定位孔(24)、第一固定孔(25)；所述的治具本体(21)为长方体结构，所述治具本体(21)的上端面上设置有一个向所述治具本体(21)的下端面延伸的所述刀具放置槽(23)，所述刀具放置槽(23)的形状与待加工刀具(1)的外形相匹配，所述刀具放置槽(23)的尺寸大于所述待加工刀具的尺寸以实现所述刀具放置槽(23)对于所述待加工刀具(1)的容纳，所述刀具放置槽(23)中与所述待加工刀具(1)的柄部相配合的部位设置有一凸出于所述刀具放置槽(23)上端面的所述导柱(22)，所述待加工刀具(1)的柄部设置有与所述导柱(22)间隙配合的导孔；所述刀具放置槽(23)中靠近所述刀具放置槽(23)与所述待加工刀具(1)的刀背相配合的一端分别设置有所述第一定位孔(24)和所述第一固定孔(25)，所述盖板(3)为板状结构，所述盖板(3)包括盖板本体(31)，所述盖板本体(31)的形状与所述刀具放置槽(23)的形状相匹配，所述盖板本体(31)上靠近所述盖板本体(31)与所述待加工刀具(1)的刀背相配合的一端分别设置有第二定位孔(32)和第二固定孔(33)，所述第二定位孔(32)与所述第一定位孔(24)相配合实现所述盖板(3)安装固定在所述治具座(2)过程中的定位功能；所述第一固定孔(25)与所述第二固定孔(33)相配合实现通过螺栓将所述盖板(3)安装固定在所述治具座(2)上；
所述第一定位孔(24)的数量为一个，所述第一固定孔(25)的数量为两个及两个以上；
所述待加工刀具(1)的厚度大于所述刀具放置槽(23)的深度，而所述盖板本体(31)上靠近所述盖板本体(31)与所述待加工刀具(1)的刀背相配合的一端设置有凸台(34)，而所述凸台(34)凸出于所述盖板本体(31)的高度等于所述待加工刀具(1)的厚度与所述刀具放置槽(23)的深度的差值；
采用焊丝对刀口进行加硬处理的方法，所述方法包括如下步骤：
1)进行待加工刀具的制造准备；并且对刀刃部分进行清洁处理；
2)将待加工刀具装配于刀口治具中，待加工刀具的刀口与治具座形成了封闭式的凹槽结构；
3)采用焊接的方式进行刀刃加硬处理；即，通过加热熔化焊丝形成流体，将流体流入凹槽结构中，而后固化达到一次性填充完成，加工过程中不需要翻面再次加工；
4)对刀刃加硬部位进行修磨处理，获得最终的切割刃；
所述的焊丝的具体成分为C：0.95～1.2％，Si：1％以下，Mn：1％以下，P：0.04％以下，S：0.03以下，Ni：0.6％以下，Cr：16～18％，Mo：0.75％以下，其余为Fe。
2.如权利要求1所述的采用焊丝对刀口进行加硬处理的刀口治具，其特征在于，所述第二定位孔(32)的数量为一个，所述第二固定孔(33)的数量为两个及两个以上。
3.如权利要求1或2所述的采用焊丝对刀口进行加硬处理的刀口治具，其特征在于，所述第一固定孔(25)与所述第二固定孔(33)的数量相同。
4.如权利要求1所述的采用焊丝对刀口进行加硬处理的刀口治具，其特征在于，所述的焊接采用TIG焊接，所述TIG焊接的工艺参数：焊接电流80～220A，电弧电压12～20V，焊接速度为2～5mm/s，送丝速度依据刀具厚度调整。
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