CN102312187B - 刀具表面强化处理成套设备 - Google Patents
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Abstract
一种刀具表面强化处理成套设备，其特征是它包括：真空炉体（1）、盐浴共渗炉体（2）、皮带运输机构（3）、修复机构（4）和控制器（5），通过将刀具放在真空炉体（1）中渗入钴元素，然后冷却后通过皮带运输结构（3）放入盐浴共渗炉体（2）中进行盐浴共渗，经冷却后送到修复机构（4）中皮带运输机上的工作台进行检验修复，整个过程采用自动化控制，其控制部分主要由控制系统（5）完成。利用本发明装置生产的刀片具有使用寿命长，生产成本低的优点，生产刀片的设备全自动化，大大降低了人工劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械加工成套设备，尤其是一种刀具制造设备，具体地说是一种刀具表面强化处理成套设备。
背景技术
目前，我国的数控技术加工设备的研制越来越趋向成熟阶段，然而相对数控机床设备的发展，我国的数控机床刀具的发展相对落后，一些重要的零部件加工大多需从国外购买，费用相当昂贵。目前国内生产的刀具使用寿命低，且对难切削加工的材料切削时，刀具磨损大，蹦刃现象时常发生，随着刀具经常性的蹦刃或磨损，其刀具质量和尺寸都降低，造成刀具的报废，造成刀具加工成本的增加，这将严重阻碍了我国的数控加工技术的发展。
目前在造船业、汽车制造业、飞机飞船制造业、铁路运输业等领域使用的材料很多为难加工材料，其对刀具磨损较大，基于这种情况，就必须找出一种提高刀具性能的加工方法和设备，目前提高刀片性能的方法包括机械法和涂层法，机械方法中焊接方法是刀片和刀架焊接在一起，这本身就降低刀具性能，且熔化焊接方法造成的缺陷多，刀片和刀架的连接牢固度无法保证；涂层方法也有多种，有微弧氧化、激光熔覆等，这些方法存在涂层与母材结合是否牢固问题，在难加工材料加工时，或多或少涂层与刀具母材都会发生脱落，这不利于刀具的使用。
发明内容
本发明的目的是针对目前刀具制造过程中耗时长，周转多，影响和制约生产进度的问题，设计一种能快速制备合格高性能刀具的刀具表面强化处理成套设备。
本发明的技术方案是：
一种刀具表面强化处理成套设备，其特征是它包括：
一真空炉体1，该真空炉体1主要用于在刀片表面渗入钴元素，它主要由真空炉底座1-1、夹持机械手1-2、控制阀1-3、抽气孔1-4、导料管1-5、加热丝1-6、窗口1-7、真空炉1-10和扇门1-8组成，真空炉1-10安装在真空炉底座1-1上，刀片1-9安装在夹持机械手1-2上，通过抽气孔1-4抽取空气，使炉体真空度达到98%以上，打开控制阀1-3将氧化钴通过导料管1-5喷洒在刀片1-9上，然后通过加热丝1-6加热真空炉1-10，氧化钴渗透结束后，打开窗口1-7上的扇门1-8，通过夹持机械手1-2将刀片1-9送到皮带3-6上；
一盐浴共渗炉2，该盐浴共渗炉2主要用于在刀片表面渗入氧化铈，它主要由预热炉2-1、盐浴炉2-2、氧化炉2-3、油炉2-4、取料机械手2-5和转轴组成，当刀片1-9从真空炉1中送到皮带3-6上时，取料机械手2-5将刀片1-9从皮带3-6取出，先放入预热炉2-1中，待预热至设定的温度后再通过取料机械手2-5将刀片1-9从预热炉2-1中取出放入盐浴炉2-2中，待加热到设定的温度后，再将刀片1-9通过取料机械手2-5从盐浴炉2-2中取出，分别放入氧化炉2-3 或油炉2-4中，待冷却后将刀片1-9通过取料机械手2-5从氧化炉2-3或油炉2-4中取出放入皮带4-10上的工作台4-2，所述的预热炉2-1、盐浴炉2-2、氧化炉2-3和油炉2-4通过转轴2-6连接成一个能整体同步转动的结构；
一皮带运输机构3， 该皮带运输机构3由第一滚筒3-1、第二滚筒3-2、第三滚筒3-3、第一电机3-5、第一传感器3-4和皮带3-6组成，刀片1-9从真空炉体1送出，放在皮带3-6上，通过第一电机3-5带动第三滚筒3-3转动，再通过第三滚筒3-3带动第一滚筒3-1和第二滚筒3-2滚动，电机13-5通过第一传感器3-4控制；
一修复机构4，该修复机构4主要由第四滚筒4-1、工作台4-2、探头4-3、第五滚筒4-4、修磨机械手4-5、金刚石砂轮4-6、第六滚筒4-7、第二电机4-8、第二传感器4-9和皮带4-10组成，刀片1-9送到工作台4-2上，通过第二电机4-8带动第六滚筒4-7滚动，第六滚筒4-7又带动第四滚筒4-1和第五滚筒4-4滚动，最终带动皮带4-10运动，将工作台4-2逐渐移到探头4-3底下检测刀片1-9的刃磨情况，需要修磨就通过修磨机械手4-5上安装的金刚石砂轮4-6修磨达到使用要求，第二电机4-8是通过第二传感器4-9控制。
一控制装置5，该控制装置5主要由控制器5-1、电脑5-2和数据线5-3组成，控制器5-1通过数据线5-3控制各执行部件的动作，并通过电脑5-2实时显示；
所述的盐浴炉2-2的加热温度为500-600℃，加入的氧化铈的含量占总盐浴配料的质量百分比为2~5%。
所述的真空炉的真空度不小于98%，加热温度为1200~1400℃，保温时间为1~5小时。
本发明的有益效果：
本发明可大大提高刀具的力学性能，尤其是刀具的耐磨性得到了很大提高，在加工难加工材料时，磨损量小，刀片尺寸基本不发生变化。
利用本发明的装置生产的刀片，其使用寿命长，大大降低了刀片生产成本，而且生产刀片的设备全自动化，大大降低了人工劳动力，在一定程度上也降低了刀片生产成本。
利用本发明的设备生产的刀片能很好地完成对难加工材料的加工。
本发明结构简单，制造方便。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示。
一种刀具表面强化处理成套设备，它包括真空炉体1、盐浴共渗炉2、皮带运输机构3、修复机构4和控制装置5，各部分之间的周转主要依靠皮带运输机构加以实现，如图1所示，将刀具放在真空炉体1中渗入钴元素，然后冷却后通过皮带运输结构3放入盐浴共渗炉体2中进行盐浴共渗，经冷却后送到修复机构4中皮带运输机上的工作台进行检验修复，整个过程采用自动化控制，其控制部分主要由控制系统5完成。其中真空炉体1主要用于在刀片表面渗入钴元素，真空炉的真空度不小于98%，加热温度为1200~1400℃，保温时间为1~5小时。真空炉体1主要由真空炉底座1-1、夹持机械手1-2、控制阀1-3、抽气孔1-4、导料管1-5、加热丝1-6、窗口1-7、真空炉1-10和扇门1-8组成，真空炉1-10安装在真空炉底座1-1上，刀片1-9安装在夹持机械手1-2上，通过抽气孔1-4抽取空气，使炉体真空度达到98%以上，打开控制阀1-3将氧化钴通过导料管1-5喷洒在刀片1-9上，然后通过加热丝1-6加热真空炉1-10，氧化钴渗透结束后，打开窗口1-7上的扇门1-8，通过夹持机械手1-2将刀片1-9送到皮带3-6上；盐浴共渗炉2主要用于在刀片表面渗入氧化铈，盐浴炉2-2的加热温度为500-600℃，加入的氧化铈的含量占总盐浴配料的质量百分比为2~5%，盐浴共渗炉2它主要由预热炉2-1、盐浴炉2-2、氧化炉2-3、油炉2-4、取料机械手2-5和转轴组成，当刀片1-9从真空炉1中送到皮带3-6上时，取料机械手2-5将刀片1-9从皮带3-6取出，先放入预热炉2-1中，待预热至设定的温度后再通过取料机械手2-5将刀片1-9从预热炉2-1中取出放入盐浴炉2-2中，待加热到设定的温度后，再将刀片1-9通过取料机械手2-5从盐浴炉2-2中取出，分别放入氧化炉2-3 或油炉2-4中，待冷却后将刀片1-9通过取料机械手2-5从氧化炉2-3或油炉2-4中取出放入皮带4-10上的工作台4-2，所述的预热炉2-1、盐浴炉2-2、氧化炉2-3和油炉2-4通过转轴2-6连接成一个能整体同步转动的结构；皮带运输机构3由第一滚筒3-1、第二滚筒3-2、第三滚筒3-3、第一电机3-5、第一传感器3-4和皮带3-6组成，刀片1-9从真空炉体1送出，放在皮带3-6上，通过第一电机3-5带动第三滚筒3-3转动，再通过第三滚筒3-3带动第一滚筒3-1和第二滚筒3-2滚动，电机13-5通过第一传感器3-4控制；修复机构4主要由第四滚筒4-1、工作台4-2、探头4-3、第五滚筒4-4、修磨机械手4-5、金刚石砂轮4-6、第六滚筒4-7、第二电机4-8、第二传感器4-9和皮带4-10组成，刀片1-9送到工作台4-2上，通过第二电机4-8带动第六滚筒4-7滚动，第六滚筒4-7又带动第四滚筒4-1和第五滚筒4-4滚动，最终带动皮带4-10运动，将工作台4-2逐渐移到探头4-3底下检测刀片1-9的刃磨情况，需要修磨就通过修磨机械手4-5上安装的金刚石砂轮4-6修磨达到使用要求，第二电机4-8是通过第二传感器4-9控制。控制装置5主要由控制器5-1、电脑5-2和数据线5-3组成，它全部可以采用现有的常规控制技术加以实现，控制器5-1通过数据线5-3控制各执行部件的动作，并通过电脑5-2实时显示。
效果例1：采用本发明的装置制造刀片，其使用寿命为10～12小时，而普通刀片使用寿命2～3小时，通过本发明制造出的刀片使用寿命得到大大提高，是普通刀具使用寿命的3～4倍。其制造过程是全程自动化过程，降低了人工劳动力，这又提高了生产的安全性。
效果例2：采用本发明装置生产的刀片，切削TC17材料得到的表面粗糙度达到0.45，传统的刀片切削TC17材料的表面粗糙度为1.6左右。本发明制造的刀片可以降低表面粗糙度达71.9%，这大大提高了切削加工表面质量，同时说明刀具耐磨性好。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (3)
1.一种刀具表面强化处理成套设备，其特征是它包括：
一真空炉体（1），该真空炉体（1）主要用于在刀片表面渗入钴元素，它主要由真空炉底座（1-1）、夹持机械手（1-2）、控制阀（1-3）、抽气孔（1-4）、导料管（1-5）、加热丝（1-6）、窗口（1-7）、真空炉（1-10）和扇门（1-8）组成，真空炉（1-10）安装在真空炉底座（1-1）上，刀片（1-9）安装在夹持机械手（1-2）上，通过抽气孔（1-4）抽取空气，使炉体真空度达到98%以上，打开控制阀（1-3）将氧化钴通过导料管（1-5）喷洒在刀片（1-9）上，然后通过加热丝（1-6）加热真空炉（1-10），氧化钴渗透结束后，打开窗口（1-7）上的扇门（1-8），通过夹持机械手（1-2）将刀片（1-9）送到皮带（3-6）上；
一盐浴共渗炉（2），该盐浴共渗炉（2）主要用于在刀片表面渗入氧化铈，它主要由预热炉（2-1）、盐浴炉（2-2）、氧化炉（2-3）、油炉（2-4）、取料机械手（2-5）和转轴组成，当刀片（1-9）从真空炉（1）中送到皮带（3-6）上时，取料机械手（2-5）将刀片（1-9）从皮带（3-6）取出，先放入预热炉（2-1）中，待预热至设定的温度后再通过取料机械手（2-5）将刀片（1-9）从预热炉（2-1）中取出放入盐浴炉（2-2）中，待加热到设定的温度后，再将刀片（1-9）通过取料机械手（2-5）从盐浴炉（2-2）中取出，分别放入氧化炉（2-3） 或油炉（2-4）中，待冷却后将刀片（1-9）通过取料机械手（2-5）从氧化炉（2-3）或油炉（2-4）中取出放入皮带（4-10）上的工作台（4-2），所述的预热炉（2-1）、盐浴炉（2-2）、氧化炉（2-3）和油炉（2-4）通过转轴（2-6）连接成一个能整体同步转动的结构；
一皮带运输机构（3）， 该皮带运输机构（3）由第一滚筒（3-1）、第二滚筒（3-2）、第三滚筒（3-3）、第一电机（3-5）、第一传感器（3-4）和皮带（3-6）组成，刀片（1-9）从真空炉体（1）送出，放在皮带（3-6）上，通过第一电机（3-5）带动第三滚筒（3-3）转动，再通过第三滚筒（3-3）带动第一滚筒（3-1）和第二滚筒（3-2）滚动，第一电机（3-5）通过第一传感器（3-4）控制；
一修复机构（4），该修复机构（4）主要由第四滚筒（4-1）、工作台（4-2）、探头（4-3）、第五滚筒（4-4）、修磨机械手（4-5）、金刚石砂轮（4-6）、第六滚筒（4-7）、第二电机（4-8）、第二传感器（4-9）和皮带（4-10）组成，刀片（1-9）送到工作台（4-2）上，通过第二电机（4-8）带动第六滚筒（4-7）滚动，第六滚筒（4-7）又带动第四滚筒（4-1）和第五滚筒（4-4）滚动，最终带动皮带（4-10）运动，将工作台（4-2）逐渐移到探头（4-3）底下检测刀片（1-9）的刃磨情况，需要修磨就通过修磨机械手（4-5）上安装的金刚石砂轮（4-6）修磨达到使用要求，第二电机（4-8）是通过第二传感器（4-9）控制；
一控制装置（5），该控制装置（5）主要由控制器（5-1）、电脑（5-2）和数据线（5-3）组成，控制器（5-1）通过数据线（5-3）控制各执行部件的动作，并通过电脑（5-2）实时显示。
2.根据权利要求1所述的刀具表面强化处理成套设备，其特征是所述的盐浴炉（2-2）的加热温度为500-600℃，加入的氧化铈的含量占总盐浴配料的质量百分比为2~5%。
3.根据权利要求1所述的刀具表面强化处理成套设备，其特征是所述的真空炉的真空度不小于98%，加热温度为1200~1400℃，保温时间为1~5小时。
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