CN102343556A

CN102343556A - 一种硬质合金刀片刃口钝化方法及装置

Info

Publication number: CN102343556A
Application number: CN2011103015804A
Authority: CN
Inventors: 陈守强; 彭路贵
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2012-02-08

Abstract

一种硬质合金刀片刃口钝化方法及装置，可有效地保证刃口钝化的一致性，提高钝化质量，延长刀片的使用寿命，并且可显著地提高刃口钝化处理的效率。刃口钝化方法是采用高压液体、磨料固液两相射流，喷射作用于待处理硬质合金刀片刃口，微量去除刃口材料使之钝化。刃口钝化装置包括：喷嘴(40)，与高压液体系统和磨料系统相连接；工作台(31)，其上设置有用于固定待处理硬质合金刀片的夹具(32)；驱动装置，使工作台(31)与喷嘴(40)产生相对位移。

Description

一种硬质合金刀片刃口钝化方法及装置

技术领域

本发明涉及硬质合金刀具，特别涉及一种硬质合金刀片刃口钝化方法，以及利用该方法对硬质合金刀具进行刃口钝化的装置。

背景技术

硬质合金刀片经过压型烧结技术、刃磨及研磨后，由于硬质合金本身的脆性，刃口非常锋利脆弱，其刃口还总是存在细微的锯齿缺口，切削很容易产生硬质合金刀片的崩刃，降低了刀片的使用寿命，影响加工表面质量，同时对于要涂层的刀片，为了涂层的均匀和牢固，硬质合金刀片经常要进行刃口钝化处理。刃口钝化的基本原理是用含磨料的介质以一定的方式作用于刀片，逐渐微量去除刃口材料，符合该原理的方法现有很多种，现有的方法都起到了一定的效果，但对于刃口钝化的质量一致性很难控制，使钝化后的刃口在不同位置，其钝化的圆弧半径大小不一致，影响其使用寿命及稳定性。现有的方法都存在钝化生产效率低的缺点。

目前，硬质合金刀片刃口钝化处理通常采用的方法有如下两种：

毛刷钝化方法。该方法是在金属，木料或塑料的基体上，装上金属丝或尼龙丝组成圆盘形金属丝刷，在电动机带动下高速旋转，刃口对着刷子受丝刷的摩擦而钝化。该方法存在如下几个方面的不足，刷子的磨损会导致刃口形状出现偏差，其刃口钝化的一致性很难得以保证；刃口钝化处理效率低，压力过大还回烧伤刃口；需要操作工有较高的操作技能。

振动钝化法。该方法是在容器中盛有硬质合金刀片及磨料，容器以一定的频率和振幅振动，振动时磨料与刀片刃口摩擦而钝化刃口。该方法存在如下几个方面的不足，刀片的装夹方式及振动体质点速度分布不均匀，影响其刃口钝化的一致性，使其刃口钝化一致性不易控制；容易产生硬质合金刀片的崩刃、表面出现微坑状，影响刀片表面粗糙度；钝化后刃口形状和参数一致性和完整性差；刃口钝化处理效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提供一种硬质合金刀片刃口钝化方法，可有效地保证刃口钝化的一致性，提高钝化质量，延长刀片的使用寿命，并且可显著地提高刃口钝化处理的效率。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：本发明的硬质合金刀片刃口钝化方法，其特征是：采用高压液体、磨料固液两相射流，喷射作用于待处理硬质合金刀片刃口，微量去除刃口材料使之钝化。

该方法包括如下步骤：①将待处理硬质合金刀片成排固定在工作台；②调整喷嘴喷嘴位置及固液两相射流喷射角度；③工作台与喷嘴相对位移，由喷嘴向待处理硬质合金刀片刃口部位喷射固液两相射流。

本发明所要解决的另一技术问题是提供利用上述方法的一种硬质合金刀片刃口钝化装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：本发明的硬质合金刀片刃口钝化装置，其特征是它包括：喷嘴，与高压液体系统和磨料系统相连接；工作台，其上设置有用于固定待处理硬质合金刀片的夹具；驱动装置，使工作台与喷嘴产生相对位移。

本发明的有益效果是，本发明能够保证钝化后的刃口形状一致性好，钝化效率高，采用射流喷射，液体可以作为冷却液，使刃口温度变化小，刃口的变形非常小，不会产生刃口烧伤；喷嘴的射流稳定，保证了钝化的效果，在不同刃口位置，其刃口钝化圆角半径一致，根据不同的刀片和不同的使用要求；可以一次加工多片刃口，钝化效率高，钝化时间短，一次运动一次完成钝化，可以得到理想的刃口钝化要求。

附图说明

本说明书包括如下三幅附图：

图1是本发明一种硬质合金刀具刃口钝化装置的结构示意图；

图2是本发明一种硬质合金刀具刃口钝化装置的结构示意图；

图3是本发明一种硬质合金刀具刃口钝化装置中喷嘴的结构示意图；

图中示出零部件、部位名称及所对应的标记：机座10、纵向导轨11、纵向丝杆螺母机构12；立架20、竖向导轨21、竖向丝杆螺母机构22；移动台30、工作台31、夹具32、横向导轨33、横向丝杆螺母机构34；喷嘴40、喷射孔40a、可旋转底座41、滑动底座42、支架43；磨料存储筒50、磨料输送管51；泵及增压系统61、储能器62、高压液体输送管63。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1，本发明硬质合金刀片刃口钝化方法，是采用高压液体、磨料固液两相射流，喷射作用于待处理硬质合金刀片的刃口，微量去除刃口材料使之钝化。具体包括如下步骤：①将待处理硬质合金刀片成排固定在工作台31上；②调整喷嘴40位置及固液两相射流喷射角度；③工作台31与喷嘴40相对位移，由喷嘴40向待处理硬质合金刀片刃口部位喷射固液两相射流。即由喷嘴40喷射出混合有磨料介质的高速液体作用于刀具刃口，除滞止压力、磨料的高频冲蚀和磨削外，同时伴随微射流、剪切应力等多重作用去除刃口的微量材料实现钝化刃口的目的，利用固液两相射流的优点，使钝化的刃口一致性好，钝化效率高。

该方法的主要工艺参数如下：

固液两相射流的压力范围为30～80MPa；

喷嘴40距待处理硬质合金刀片刃口的距离为5～15mm；

固液两相射流相对于待处理硬质合金刀片刃口的喷射角度为0～30°；

工作台31与喷嘴40相对位移速度为80～200mm/min；

磨料采用石榴石磨料、金刚砂磨料或者碳化硼磨料，其粒度为200～800目，磨料供给速度0.005～0.5kg/min。

实施例1：待处理硬质合金刀片牌号FY01，硬度HRA91.5，强度2800～3000N/mm²。喷嘴的喷射孔呈矩形，其横截尺寸为0.5×2mm；磨料采用金刚砂(SiC)，磨料粒径为240目；射流压力为130MPa；钝化中刀头的横移速度为150mm/min；靶距为10mm；磨料流量90.61g/min。钝化后刀片刃口圆角半径平均值为0.0654mm。

实施例2：待处理硬质合金刀片牌号FY01，硬度HRA91.5，强度2800～3000N/mm²。喷嘴的喷射孔呈矩形，其横截尺寸为0.5×2mm；磨料采用金刚砂(SiC)，磨料粒径为400目；射流压力为100MPa；钝化中刀头的横移速度为80mm/min；靶距为15mm；磨料流量110g/min。钝化后刀片刃口圆角半径平均值为0.0543mm。

实施例3：待处理硬质合金刀片牌号FY01，硬度HRA91.5，强度2800～3000N/mm²。喷嘴的喷射孔呈矩形，其横截尺寸为0.5×2mm；磨料采用金刚砂(SiC)，磨料粒径为600目；射流压力为80MPa；钝化中刀头的横移速度为100mm/min；靶距为15mm；磨料流量150g/min。钝化后刀片刃口圆角半径平均值为0.0478mm。

参照图1和图2，本发明的硬质合金刀片刃口钝化装置，它包括：喷嘴40，与高压液体系统和磨料系统相连接；工作台31，其上设置有用于固定待处理硬质合金刀片的夹具32；驱动装置，使工作台31与喷嘴40产生相对位移。

参照图1，为能方便地调整射流喷射角度，所述喷嘴40可旋转在安装支架43上，支架43安装在可旋转底座41上，滑动底座42通过竖向导轨21安装在立架20上，立架20上设置有作用于滑动底座42的竖向丝杆螺母机构22。喷嘴40通过支架43可在与工作台31横移方向相垂直的竖向平面内转动，通过可旋转底座41可在与工作台31横移方向相平行的竖向平面内转动，能很好地适应不同形状硬质合金刀具刃口钝化的需要。

参照图1，为能方便地调整喷嘴40与待处理硬质合金刀片的相对位置，使由喷嘴40喷射出混合有磨料介质的高速液准确地作用于需要钝化的刃口部分，所述移动台30通过纵向导轨11安装在机座10，机座10上设置有作用于移动台30的纵向丝杆螺母机构12。

参照图2，所述工作台31通过横向导轨33安装在移动台30上，所述驱动装置为设置在移动台30上且作用于工作台31的横向丝杆螺母机构34。钝化时由横向丝杆螺母机构34驱动工作台31相对喷嘴40以一定速度运动，喷嘴40喷射出混合有磨料介质的高速液体依次作用于刀片刃口，对成排安装在工作台31上的刀片进行刃口钝化处理。为提高钝化效率，横向丝杆螺母机构34采用电动丝杆机构。

参照图1和图2，所述高压液体系统通常包括泵及增压系统61、储能器62和高压液体输送管63，高压液体输送管63的前端与喷嘴40连接。所述磨料系统通常包括磨料存储筒50和磨料输送管51，磨料输送管71的前端与喷嘴40连接。泵及增压系统61转变低压液体成为一定高压力液体，通过增压器把低压液压流体能量转变给超高压液体送至储能器62，在储能器62保持稳定的超高压液体，以减轻压力的脉动。储能器62中超高压液体经高压液体输送管63输送至喷嘴40射出高压液体，在喷嘴40射出高压液体的同时吸入磨料输送管51内的磨料与高压液体混合，混合有磨料介质的高速液体作用于刀片刃口对刃口进行钝化处理。

喷嘴40是该系统的终端执行器，供给高压液体和磨料介质产生喷射流执行对刃口的冲刷过程，设计和调整喷嘴的组成部件对钝化效率和质量至关重要，通过加大混合量和磨料入口率，钝化过程能够加快。参照图3，所述喷嘴40具有其横截面呈矩形的喷射孔40a，喷出水帘状的高压液体，能够对各个方向的刃口起到均匀的钝化效果。

以上所述只是用图解说明本发明硬质合金刀片刃口钝化方法及装置的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims

1.硬质合金刀片刃口钝化方法，其特征是：采用高压液体、磨料固液两相射流，喷射作用于待处理硬质合金刀片刃口，微量去除刃口材料使之钝化。

2.如权利要求1所述的硬质合金刀片刃口钝化方法，其特征是该方法包括如下步骤：①将待处理硬质合金刀片成排固定在工作台(31)上；②调整喷嘴喷嘴(40)位置及固液两相射流喷射角度；③工作台(31)与喷嘴(40)相对位移，由喷嘴(40)向待处理硬质合金刀片刃口部位喷射固液两相射流。

3.如权利要求2所述的硬质合金刀片刃口钝化方法，其特征是：所述固液两相射流的压力范围为30～80MPa，喷嘴(40)距待处理硬质合金刀片刃口的距离为5～15mm，固液两相射流相对于待处理硬质合金刀片刃口的喷射角度为0～30°；所述工作台(31)与喷嘴(40)相对位移速度为80～200mm/min。

4.如权利要求2所述的硬质合金刀片刃口钝化方法，其特征是：所述磨料采用石榴石磨料、金刚砂磨料或者碳化硼磨料，其粒度为200～800目，磨料供给速度0.005～0.5kg/min。

5.采用如权利要求1至5任意一项所述硬质合金刀片刃口钝化方法的硬质合金刀片刃口钝化装置，其特征是它包括：喷嘴(40)，与高压液体系统和磨料系统相连接；工作台(31)，其上设置有用于固定待处理硬质合金刀片的夹具(32)；驱动装置，使工作台(31)与喷嘴(40)产生相对位移。

6.如权利要求4所述的硬质合金刀片刃口钝化装置，其特征是：所述喷嘴(40)可旋转在安装支架(43)上，支架(43)安装在可旋转底座(41)上，可旋转底座(41)固定安装在滑动底座(42)，滑动底座(42)通过竖向导轨(21)安装在立架(20)、上，立架(20)上设置有作用于滑动底座(42)的竖向丝杆螺母机构(22)。

7.如权利要求4所述的硬质合金刀片刃口钝化装置，其特征是：所述工作台(31)通过横向导轨(33)安装在移动台(30)上，所述驱动装

8.如权利要求4所述的硬质合金刀片刃口钝化装置，其特征是：所述高压液体系统包括高压进水管、泵及增压系统(61)、储能器(62)和高压液体输送管(63)，高压进水管(60)的前端与喷嘴(40)连接。

9.如权利要求4所述的硬质合金刀片刃口钝化装置，其特征是：所述磨料系统包括磨料存储筒(50)和磨料输送管(51)，磨料输送管(51)的前端与喷嘴(40)连接。

10.如权利要求4所述的硬质合金刀具刃口钝化装置，其特征是：所述喷嘴(40)具有其横截面呈矩形的喷射孔(40a)。