CN102451981B - 切割刀刃的制造方法及该方法制造的切割刀刃 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种边缘部寿命长而且替换频度低，能够降低制造费用的切割刀刃的制造方法以及该方法制造的切割刀刃。所述切割刀刃具备从固定部向外突出的刀刃前端部，该刀刃前端部具有向旋转方向尖出的前端缘部，具备该刀刃前端部的切割刀刃具有沿着该切割刀刃的侧面外形端的侧缘部，所述制造方法具有对所述前端缘部的厚度方向和所述侧缘部的外形端实施规定的倒角的工序、在所述前端缘部的切割刀刃厚度方向用硬化堆焊材料进行堆焊的工序、对侧缘部沿着该切割刀刃的侧面外形向所述刀刃前端部的前端缘部用硬化堆焊材料实现堆焊的工序、以及用机械加工方法对所述堆焊部分进行精加工，形成所述两个边缘部的工序。

Description

切割刀刃的制造方法及该方法制造的切割刀刃

技术领域

本发明涉及用于利用剪切作用破碎各种被破碎物体的剪切式破碎机等的切割刀刃的制造方法及该方法制造的切割刀刃。

背景技术

向来，已知有对塑料、木片、纸、金属、橡胶、纤维、以及皮革等固体形状的被破碎物体进行剪切破碎的剪切式破碎机。例如，作为这种剪切式破碎机，有本申请人先前已经申请的剪切式破碎机（参照专利文献1）。

如图7的表示剪切式破碎机的俯视图和图8的图7所示的VIII-VIII剖面图所示，这种剪切式破碎机100，在旋转轴101、102的轴方向上，垫块104夹着多个旋转刀刃103交替设置。垫块104将旋转刀刃103在轴方向上定位并加以固定，以能够将上述旋转刀刃103的基部在轴方向上定位的外径形成。

这些旋转刀刃103具有固定于旋转轴101、102的刀刃台106和围绕该刀刃台106周围固定的分割式的切割刀刃105，相对地向旋转方向R旋转的旋转刀刃103的侧面之间，以设置例如0.1mm～1mm左右的轴向间隙的状态，切割刀刃105相互啮合地以重叠的状态配设。设置于该旋转刀刃103的外周的切割刀刃105借助于将被破碎物体120吸入同时在与其相对的旋转刀刃103之间利用剪切作用对被破碎物体120进行破碎。

又，在上述切割刀刃105的安装面上设置卡合阶梯部107，与设置于刀刃台106的卡合突起108卡合，承受破碎反作用力。该分割式切割刀刃105具备向外突出的，刀刃前端部的向旋转方向尖出的前端缘部109、以及沿着侧面外形的侧缘部110（侧缘），具备由于剪切破碎而早期磨耗的这些边缘部109、110的切割刀刃105采用分割式，可以只替换切割刀刃105。

但是，用于这种剪切式破碎机的切割刀刃105的前端缘部109将被破碎物体引入并进行破碎，用该前端缘部109和侧缘部110进行剪切破碎，因此如上所述在前端缘部109和侧缘部110发生早期磨耗。

作为这种早期磨耗，是前端缘部109和侧缘部110形成圆形的磨耗，一旦发生这种磨耗，破碎性能就下降，破碎效率降低。而且被破碎物体会造成上述前端缘部109和侧缘部110发生缺损等情况，这种缺损的发生也会造成破碎性能下降，破碎效率降低。因此在发生这样的磨耗、缺损的情况下，通常每次都要替换上新的切割刀刃105。

但是这样的切割刀刃105为了提高耐磨性能，整体采用合金工具钢那样昂贵的材料制造，因此在一台破碎机上使用多片切割刀刃105的剪切式破碎机的情况下，其切割刀刃的替换需要的费用很高。而且替换切割刀刃105需要非常多的时间，因此破碎机的开动率低，生产效率下降，同时需要的劳动力也多。

因此，本申请人已经申请了例如基体部分（中心金属基体）用廉价碳素钢形成，刀刃前端部的前端缘部等表面部分用具有优异的耐磨、耐冲击等性能的特殊粉末合金层形成的，能够延长刀刃前端部的寿命的发明（参照专利文献2）。该发明中，在钩状前端部周边用熔射法焊接碳化钨系的特殊粉末合金，其后利用研磨加工对表面进行精加工。

专利文献1：日本特开平8－323232号公报；

专利文献2：日本特许第2851000号公报。

发明内容

但是，上述专利文献2的发明中，因所破碎的被破碎物体的种类和处理量等条件的关系，用特殊粉末合金层形成的部分以外部分有发生早期磨耗的情况。而且有因切割刀刃的大小和形状的不同，制造设备和加工作业等也需要不同的费用。

因此，本发明的目的在于提供边缘部寿命长，更换频度低，能够降低制造费用的切割刀刃的制造方法及用该方法制造的切割刀刃。

为了实现上述目的，本发明的剪切式破碎机用切割刀刃的制造方法，所述切割刀刃具备从固定部向外突出的刀刃前端部，该刀刃前端部具有向旋转方向尖出的前端缘部，具备该刀刃前端部的切割刀刃具有沿着该切割刀刃的侧面外形端的侧缘部，其特征在于，具有：对所述前端缘部的厚度方向和所述侧缘部的外形端实施规定的倒角的工序、在所述前端缘部的切割刀刃厚度方向用硬化堆焊材料进行堆焊的工序、对侧缘部沿着该切割刀刃的侧面外形向所述刀刃前端部的前端缘部用硬化堆焊材料堆焊的工序、以及用机械加工方法对进行了所述堆焊的部分进行精加工以形成所述两个边缘部的工序。借助于此，能够利用硬化堆焊材料提高从固定部向外具备的刀刃前端部的前端缘部与具备该刀刃前端部的切割刀刃的侧缘部的硬度，因此切割刀刃的基体可以采用低硬度材料，能够提供降低材料费用和制造费用的切割刀刃。

又可以是，所述前端缘部的堆焊具有在该前端缘部的切割刀刃厚度方向两端部进行电弧点焊的工序和从先前进行了电弧点焊的端部在厚度方向用硬化堆焊材料进行堆焊的工序。如果这样做，则在进行了电弧点焊的厚度方向两端部能够谋求防止焊接塌边而进行稳定的堆焊。

而且也可以是，所述前端缘部的堆焊从最初堆焊的一侧起至少堆焊2层。如果这样做，则能够进一步提高磨耗最严重的前端缘部的硬度，进一步延长切割刀刃的寿命。

而且也可以是，所述侧缘部的堆焊具有沿着切割刀刃的侧面外形向所述前端缘部用硬化堆焊材料进行堆焊的工序、以及从前端缘部沿着侧面外形用硬化堆焊材料逆向进行堆焊的工序。如果这样做，则能够抑制由堆焊产生的切割刀刃的畸变。

而且也可以是，所述切割刀刃是与固定于旋转轴的刀刃台可装卸地固定着，而且围绕该刀刃台周围固定的分割式切割刀刃，所述侧缘部的堆焊具有在所述分割式切割刀刃的侧面外形的端部的锐角部的厚度方向两端部进行电弧点焊的工序和从该进行了电弧点焊的端部向所述前端缘部用硬化堆焊材料进行堆焊的工序。如果这样做，则即使是与刀刃台能够分离的分割式切割刀刃，也能够利用硬化堆焊材料提高侧缘部的全周的硬度，通过用低硬度材料形成基体，能够谋求降低切割刀刃的制造费用。

另一方面，本发明的剪切式破碎机用刀刃，其特征在于，所述切割刀刃是上面所述的任一切割刀刃的制造方法制造的切割刀刃，所述切割刀刃的基体是用低硬度材料形成的，该切割刀刃的前端缘部与侧缘部利用高硬度的硬化堆焊材料堆焊形成，该侧缘部的堆焊部分在全周连续形成。借助于此，能够降低切割刀刃的材料费用，同时减小高硬度材料的机械加工面积，减少加工所需要的时间和费用。而且切割刀刃的前端缘部和侧缘部的全周都采用高硬度材料，能够长时间保持良好的破碎性能，降低替换刀刃的频度。

又可以是，所述切割刀刃的基体采用低合金钢或碳素钢，所述硬化堆焊材料采用维氏硬度为350～1800的材料。如果这样做，则可以使用容易得到的马氏体、高铬铁、碳化钨等硬化堆焊材料进行堆焊，能够比较容易地提高边缘部的硬度。

如果采用本发明，则能够提供前端缘部和侧缘部的硬度得到提高，直接用于进行剪切破碎的部分硬度高寿命长，基体能够用较低费用制造的切割刀刃。

附图说明

图1是表示本发明第1实施形态的切割刀刃的立体图。

图2（a）～（c）是示出图1所示的切割刀刃的制造方法的立体图。

图3（a）～（c）是接着图2所示的切割刀刃的制造方法的立体示意图。

图4（a）～（c）是接着图3表示切割刀刃的制造方法的立体示意图。

图5是表示配设图1所示的切割刀刃的旋转刀刃的侧面图。

图6是表示本发明第2实施形态的切割刀刃的侧面图。

图7是表示已有的剪切式破碎机的俯视图。

图8是图7所示的XIII－XIII剖面图。

符号说明：

1切割刀刃；

2固定部；

3刀刃前端部；

4前端缘部；

5侧缘部；

10、11倒角；

12、13电弧点焊；

14堆焊；

15、16电弧堆焊；

17～24堆焊；

30旋转刀刃；

35一体式切割刀刃；

120被破碎物体；

M硬化堆焊材料；

R旋转方向。

具体实施方式

下面根据附图对本发明的实施形态进行说明。图1是表示本发明第1实施形态的切割刀刃的立体图。在本实施形态中，以在矩形断面的旋转轴上固定的刀刃台106（图8）的周围固定的分割式切割刀刃1为例进行说明。还有，在以下说明中，对新的切割刀刃1的制造方法进行说明，对与上述图7和图8所示的结构相同的结构标以相同符号进行说明。

如图所示，本实施形态的切割刀刃1是在上述图7、图8所示的刀刃台106周围固定的分割式切割刀刃1，具有固定于刀刃台106的固定部2和从该固定部2向外突出的刀刃前端部3。在该刀刃前端部3上形成向旋转方向R尖出的前端缘部4。而且在该切断刀刃1的侧缘外形（上侧缘）上形成侧缘部5。

在上述固定部2设置与刀刃台106上设置的卡合突起108卡合的卡合阶梯部6。设置该卡合阶梯部6的切割刀刃1的侧面外形的端部（旋转方向的反方向端部）被加工为与围绕刀刃台106周围设置的下一个切割刀刃1（参照图5）的旋转方向端部接触的锐角的端部。

而且，上述切割刀刃1夹着刀刃前端部3在周方向（旋转方向R的方向）的前后设置螺栓孔7，将固定螺栓插入该螺栓孔7，拧入上述刀刃台106的螺栓孔（图示省略）将其加以固定。

而且本实施形态的切割刀刃1其固定部2和刀刃前端部3的基体采用例如碳素钢或铬钢等形成，容易磨损的刀刃前端部3的前端缘部4和侧缘部5用马氏体、高铬铁、碳化钨等硬化堆焊材料M形成。该前端缘部4形成锐角边缘，侧缘部5形成直角的边缘部。本申请的说明书和权利要求书中的“硬化堆焊材料”采用例如马氏体、高铬铁、碳化钨等硬化堆焊材料M形成，例如根据使用条件采用维氏硬度为350～1800左右的材料。

借助于此，能够提高将被破碎物体120（图8）引入进行破碎的刀刃前端部3的前端缘部4和在与其啮合的切割刀刃1之间对被破碎物体120进行剪切破碎的侧缘的侧缘部5的硬度，以谋求提高切割刀刃1的寿命，同时在切割刀刃1制造时硬度高、需要长加工时间的部分其边缘部分面积小，因此能够谋求减少材料费和加工费，能够降低切割刀刃1制造所需要的费用。

图2（a）～（c）是表示图1所示的切割刀刃的制造方法的立体示意图。图3（a）～（c）是接着图2表示切割刀刃的制造方法的立体示意图。图4（a）～（c）是接着图3表示切割刀刃的制造方法的立体示意图。下面根据这些附图对上述切割刀刃1的制造工序进行说明。在这些图中，为了说明方便，对切割刀刃1的各角的位置标以（A）～（F），对操作顺序标以（1）～（13）进行说明。

如图2（a）所示，对碳素钢或铬钢等形成的基体的上述前端缘部4和侧缘部5实施规定的倒角10、11。

接着如图2（b）所示，在前端缘部4的厚度方向两端部（A）、（B）上利用焊接喷嘴8依序进行硬化堆焊材料1的电弧点焊12、13[（1）、（2）]。

然后，如图2（c）所示，在上述前端缘部4的电弧点焊12、13之间用硬化堆焊材料进行堆焊14[（3）]。该堆焊14从先前进行电弧点焊12的（A）位置向（B）位置进行，利用电弧点焊12、13谋求有效防止焊接塌边。

又，由于前端缘部4磨损严重，如图3（a）所示，通过至少堆焊14两层，增加硬度高的部分，能够提高前端缘部4的耐冲击性和耐磨耗性，因此是理想的。

接着如图3（b）所示，在上述侧缘部5的旋转方向端部的反方向的锐角部的厚度方向两端部（C）（D）的位置上依序用硬化堆焊材料实施电弧点焊15、16[（4）、（5）]。

然后如图3（c）所示，从上述实施了电弧点焊15、16的端部（C）、（D）位置向上述前端缘部4的（A）、（B）位置进行堆焊17、18[（6）、（7）]。该堆焊17、18也从先进行的上述电弧点焊15的（C）位置向前端缘部4的（A）位置进行，借助于电弧点焊15、16的效果有效地谋求防止焊接塌边的情况发生。

接着，如图4（a）所示，从侧缘部5的另一周方向端部（E）、（F）位置向上述前端缘部4的（A）、（B）位置进行堆焊19、20[（8）、（9）]。该周方向端部（E）（F）位置，其角不是锐角，因此不进行如上所述的电弧点焊15、16，而进行堆焊19、20。

又，如图4（b）所示，在这个例子中，侧缘部5的堆焊与上述侧缘部5的堆焊17、18相反方向，从前端缘部4的（A）、（B）位置向周方向端部（C）、（D）位置进行堆焊21、22[（10）、（11）]，同时，如图4（c）所示，从前端缘部4的（A）、（B）位置向周方向端部（E）、（F）位置进行堆焊23、24[（12）、（13）]，以消除由先前的堆焊17～20产生的焊接畸变。

该图4（c）所示的堆焊23、24完成后，利用未图示的工作机械对前端缘部4和侧缘部5进行研磨切削等加工，如上述图1所示，以此完成形成有各边缘部4、5的切割刀刃1。作为该切割刀刃1的机械加工，是对堆焊14、17～24的部分的表面利用砂轮机（grinder）加工等方法进行粗加工，其后利用研磨加工等方法对表面进行精加工。

从而，如果采取上面所述切割刀刃的制造方法，则用碳素钢或铬钼钢等形成切割刀刃的基体部分，在其边缘部4、5用马氏体、高铬铁、碳化钨等硬化堆焊材料进行堆焊14、17～24，通过将该堆焊14、17～24的边缘部分4、5加工为切断刀刃1的规定的边缘形状，在切断刀刃1中最起作用的边缘部4、5的硬度高，基体部分可以用容易加工的钢材形成，可以减少材料费，降低加工所需要的设备费用，并且减少硬质材料的加工面积，使工作容易进行。

还有，在上述实施形态中对制造新的切割刀刃1的工序进行了说明，但是只要采用如上所述用硬化堆焊材料M在前端缘部4和侧缘部5进行堆焊形成硬度高的边缘部4、5的方法，例如对在使用中容易磨耗的切割刀刃1的边缘部4、5实施倒角10、11，在该实施倒角10、11的位置利用硬化堆焊材料实施堆焊14、17～24，然后用研磨机等进行加工形成边缘部4、5，也能够使用过的切割刀刃再生。在这种情况下，切割刀刃的基体（中心金属基体）依然能够有效使用，能够提高效果/费用比。

又，在前端缘部4有缺损的情况下，也可以例如对缺损部用容易与不同材料进行焊接的不锈钢进行堆焊后，如上所述用硬化堆焊材料实施堆焊14、17～24，然后用机械加工方法对表面进行精加工。这样可以得到与上述磨耗的情况下相同的作用效果。

这样，如果采用上述切割刀刃1的制造方法，在因使用而磨损的切割刀刃1上也同样实施堆焊14、17～24，这样可以使磨损的边缘部分再生。从而，切割刀刃1可以是新的也可以是使用过的，没有限定。

图5是表示配设图1所示的切割刀刃的旋转刀刃的侧面图。还有，对于与上述图7、图8相同的结构标以相同的符号并省略其说明。

如图所示，如果采用上述分割式切割刀刃1，则由于在前端缘部4和侧缘部5的全周方向上用硬化堆焊材料进行堆焊，因此在固定于刀刃台106周围的状态下，能够提高旋转刀刃30的外形的全周侧缘部5的硬度，因此旋转刀刃30的周围硬度高，能够进行稳定的剪切破碎。从而，能够利用上述切割刀刃1谋求旋转刀刃30的长寿命化，提供能够降低制造费用的旋转刀刃30。

图6是表示本发明第2实施形态的切割刀刃的侧面图。还有，在这个图中，对于与上述图7、图8相同的结构标以相同的符号，对与图5相同的结构也标以相同的符号并省略其说明。

如图所示，本实施形态的切割刀刃是上述第1实施形态的切割刀刃1与刀刃台106形成一体的一体式切割刀刃35（旋转刀刃）。这种切割刀刃35的情况下，前端缘部4如上述图1所示，用硬化堆焊材料M实施堆焊，而侧缘部5全周用硬化堆焊材料M连续堆焊。

也就是说，在前端缘部4实施堆焊时，在实施倒角（如图2所示的10）之后，对前端缘部4的两端实施电弧点焊（图2所示的12、13）之后，进行堆焊（图2所示的14）。又，侧缘部5全周倒角（图2所示的11）后，用例如多轴支持机将一体式切割刀刃35的一个面保持水平，使焊接喷嘴（图2所示的8）向下倾斜适当的角度对侧缘部5的一周连续进行堆焊。然后多轴支持机将一体式切割刀刃35的另一面保持水平，同样使焊接喷嘴向下倾斜适当的角度，对另一侧缘部5的一周连续进行堆焊。还有，在需要多层堆焊的情况下，对前后面的侧缘部5交替实施堆焊。然后，利用机械加工对堆焊的部分进行表面精加工。这样，这些堆焊也与上述实施形态一样进行，因此其详细的焊接工序的说明省略。

利用这样的一体式切割刀刃35，能够提高最起作用的前端缘部4和侧缘部5的硬度，谋求长寿命化，因此，能够提供长寿命化而且制造费用得到降低的切割刀刃35。

如上所述，如果采用上述切割刀刃1、35，最起作用的边缘部4、5的硬度高，因此能够延长切割刀刃1、35的寿命以此降低替换频度，能够谋求减少替换所需要的劳动力，提高破碎机的开动率。而且由于基体采用廉价和容易加工的材料，因此能够降低切割刀刃1、35的制造费用。

除了以上所述，即使是用边缘部4、5有磨耗和缺损的切割刀刃1、35，也能够利用再生加工对其再度利用，因此能够原封不动地有效再利用切割刀刃1、35的基体，能够谋求降低运行价格。

还有，在上述实施形态中，对最理想的焊接步骤进行了说明，但是也可以根据切割刀刃1、35的形状和硬化堆焊材料等改变焊接步骤，本发明不限于上述实施形态的焊接步骤。

又，在上述实施形态中，依序显示了切割刀刃1、35的加工步骤，如果用备有机械手的专用设备实施上述步骤，则能够谋求切割刀刃制造的自动化和作业的稳定化，能够提供更廉价高质量的切割刀刃1、35。

而且，上述实施形态只是一个例子，在不背离本发明目的的范围内可以有各种变更，本发明不限于上述实施形态。

工业应用性

本发明的切割刀刃的制造方法可以用于制造将各种被破碎物体剪切破碎的剪切式破碎机用的切割刀刃的制造。

Claims (5)

1.一种剪切式破碎机用切割刀刃，所述切割刀刃具备从固定部向外突出的刀刃前端部，该刀刃前端部具有向旋转方向尖出的前端缘部，所述切割刀刃还沿着包括所述刀刃前端部的侧面外形端具有侧缘部，其中，

所述切割刀刃的基体是用低硬度材料形成的；

对所述前端缘部的切割刀刃厚度方向和所述侧缘部的外形端实施规定的倒角；

在所述前端缘部的切割刀刃厚度方向用作为高硬度材料的硬化堆焊材料进行堆焊；

沿着所述侧缘部的切割刀刃侧面外形用作为高硬度材料的硬化堆焊材料进行堆焊以使该侧缘部的堆焊的部分在切割刀刃的全周上连续形成；

用机械加工方法对进行了所述堆焊的部分进行精加工，形成所述前端缘部和侧缘部。

2.根据权利要求1所述的剪切式破碎机用切割刀刃，其特征在于，所述前端缘部的堆焊形成为在该前端缘部的切割刀刃厚度方向两端部进行电弧点焊后；从先前进行了电弧点焊的端部向厚度方向用硬化堆焊材料进行堆焊的结构。

3.根据权利要求2所述的剪切式破碎机用切割刀刃，其特征在于，所述前端缘部的堆焊从最初堆焊的一侧起至少堆焊2层。

4.根据权利要求1所述的剪切式破碎机用切割刀刃，其特征在于，所述侧缘部的堆焊形成为沿着切割刀刃的侧面外形向所述前端缘部用硬化堆焊材料进行堆焊后、从前端缘部沿着侧面外形用硬化堆焊材料逆向进行堆焊的结构。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的剪切式破碎机用切割刀刃，其特征在于，

所述切割刀刃是与固定于旋转轴的刀刃台可装卸地固定着，而且围绕该刀刃台周围固定的分割式切割刀刃，

所述侧缘部的堆焊形成为在所述分割式切割刀刃的侧面外形的端部的锐角部的厚度方向两端部进行电弧点焊后，从该进行了电弧点焊的端部向所述前端缘部用硬化堆焊材料进行堆焊的结构。