CN102974991B - 一种加工热处理变形圆盘刀片的工装的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加工热处理变形圆盘刀片的工装的制造方法，包括工装主体的加工和工装附件的加工，其步骤为：（1）工装主体原材料的准备；（2）锻造毛坯的退火处理；（3）锻造毛坯的初加工，加工成工装主体；（4）工装主体的热处理；（5）工装主体的深加工；（6）工装主体的检测；（7）工装附件原材料的准备；（8）工装附件的锻造毛坯的退火处理；（9）工装附件的锻造毛坯的车加工；（10）将工装主体与工装附件用螺钉紧固在一起，组合使用。本发明通过合理的成分组成和该成分对应的热处理工艺，达到工装无变形的效果，在用于固定圆盘刀片时，能快速消除圆盘刀片的变形层，提高圆盘刀片的加工精度，提高产品的合格率。

Description

一种加工热处理变形圆盘刀片的工装的制造方法

技术领域

本发明涉及刀具加工技术领域，具体地说，涉及一种加工纵剪机圆盘刀片时采用的工装的加工方法，更具体地说，涉及一种加工热处理变形圆盘刀片的工装的制造方法。

背景技术

纵剪分条机依靠纵剪机圆盘刀片在板材上滚动，从而来完成对板材的无限长剪切动作。纵剪分条机用于金属卷材，铝板、不锈钢板、硅钢板、塑料片材、PVC、纸张等的纵向滚剪。纵剪机圆盘刀片广泛应用于航天航空、汽车制造、矿山机械、五金制造、家电、建材、包装、电力电工等行业。例如中国专利申请号201110183791.2，名称为一种钛及钛合金带卷加工方法的专利在加工时就需要借助纵剪机将钛带分切成不同宽度的窄带。

热处理是刀具加工过程中必不可少的一道重要工序，直接关系到刀具的使用性能和使用寿命。但是，淬火变形对热处理质量的影响最大。严重的淬火变形往往很难通过最后的精加工加以修正，结果使工件因尺寸超差或形位超差而报废，造成先前各道工序人力、物力的损失，增加了企业的成本。

高精度纵剪机圆盘刀片是很多刀具生产企业的主打产品，质量的好坏直接关系到企业的兴衰。高精度纵剪机圆盘刀片对平面度的要求极高，甚至要求刀片的平面度控制在0.002之内。攻克热处理变形成为刀具生产企业生产合格高精度纵剪机圆盘刀片必须突破的技术瓶颈。

现有热处理技术中，由于高精度纵剪机圆盘刀片的结构形状、原材料质量、热处理前的加工状态、刀片的自重以及刀片在炉中加热和冷却时的支撑或夹持不当等因素都会造成刀片变形。当热处理变形时要通过最后的精加工加以修正，并且对热处理变形的刀片进行校正和机加工修整的加工成本较高。

现有技术在高精度纵剪机圆盘刀片生产过程中的热处理步骤后，热处理变形量超过刀片单边磨量1/3的数量往往超过投产总量的30%以上。刀具生产企业为此投入大量的人力、物力来消除热处理变形给刀具加工带来的不良影响。为了在后续精加工过程中消除热处理变形，刀具生产企业想尽了种种可能的办法。通常在刀具磨削时采用垫布校平的方法，即在MG7340吸台上垫上厚厚的几层布，刀片再放在布上，以减少吸台的磁力，便于砂轮将刀片的变形层磨削。但使用这种方法，由于削弱了吸台对刀片的吸力，刀片容易在磨削的过程中飞出，极易造成安全生产事故。

现有加工纵剪机圆盘刀片的技术改进都在怎么样对圆盘刀片进行磨削，例如中国专利号201120374299.9，公开日2012年07月04日，公开了一份名称为一种半自动简易齿式圆盘刀片磨刃装置的专利文件，该专利是通过一种新型装置来完成对圆盘刀片的磨削，但是现有技术中能进行精磨的机器很多，精度也较高，而提高纵剪机圆盘刀片的重点应该是解决磨削加工时用于固定圆盘刀片的工装，保证工装的平整才能使得加工出来的纵剪机圆盘刀片达到平整的目的，但是现有的工装存在表面不平整，使用过程中易变形的问题，工装的变形更加容易导致圆盘刀片磨削时尺寸不稳定，所以技术研究方向的错误，导致了纵剪机圆盘刀片加工成本一直较高，价格昂贵。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中高精度纵剪机圆盘刀片经热处理后变形大，在后续精加工工序消除热处理变形层时由于固定圆盘刀片的工装容易发生变形导致加工精度不够、产品合格率低，费时费力的问题，本发明提供一种加工热处理变形圆盘刀片的工装的制造方法，其通过合理的成分组成和该成分对应的热处理工艺，使得工装具有不易变形的优点，在用于固定圆盘刀片时，能快速消除圆盘刀片的变形层，提高圆盘刀片的加工精度，提高产品的合格率。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种加工热处理变形圆盘刀片的工装的制造方法，包括工装主体的加工和工装附件的加工，其步骤为：

A、工装主体的加工：

（1）工装主体原材料的准备：

工装主体采用锻造毛坯制得，该锻造毛坯组分的质量百分比为：C：0.95-1.05%、Mn：0.25-0.45%、Si：0.15-0.35%、S：≤0.020%、P：≤0.027%、Cr：1.40-1.65%，余量为Fe；

（2）锻造毛坯的退火处理：

将经步骤（1）中的锻造毛坯经过退火炉对其进行退火，以降低硬度、改善切削加工性能，其退火温度为790-810℃，退火时间为4～6小时，在退火炉中冷至710-720℃后进行空冷，使得锻造毛坯的硬度为HB207-229；

（3）锻造毛坯的初加工，加工成工装主体；

（4）工装主体的热处理：

将经步骤（3）车加工的工装主体，在20分钟内加热到860℃，保温60分钟后淬火，油淬，然后在150-170℃温度下进行回火，回火两次，使工装主体硬度达到HRC61～63；

（5）工装主体的深加工：

将经步骤（4）热处理的工装主体，进一步深加工，其步骤为：

①用铲刀铲去表面氧化层；

②工装主体外圆喷砂处理；

③将工装主体装夹在车床上，进行精车；

④卸下工装主体，精磨工装主体平面；

（6）工装主体的检测：

为保证工装达到设计效果，发挥应有的作用，在上述加工工序完成后，必须对工装的有效性进行检测。

B、工装附件的加工

（7）工装附件原材料的准备：

工装附件采用锻造毛坯制得，该锻造毛坯组分的质量百分比为：C：0.55-0.65%、Si：0.17-0.37%、Mn：0.50-0.80%、P：≤0.035%、S：≤0.040%、Cr+Cu+Ni≤0.50%，余量为Fe；

（8）锻造毛坯的退火处理：

将步骤（7）中的锻造毛坯经过退火炉对其进行退火，以降低硬度、改善切削加工性能，其退火温度为760-780℃，退火时间为4～6小时，在退火炉中冷至660-680℃之后进行空冷，使得锻造毛坯的硬度为HBS≤187；

（9）锻造毛坯的车加工：

将经步骤（8）退火处理后的工件进行车加工；

（10）将工装主体与工装附件用螺钉紧固在一起，组合使用。

优选的，所述的步骤（1）中，工装主体锻造毛坯的组分按百分比为：C：1.00%、Mn：0.34%、Si：0.23%、S：≤0.020%、P：≤0.027%、Cr：1.50%，余量为Fe。

优选的，所述的步骤（2）中，锻造毛坯的退火温度为800℃，退火时间为5小时，在退火炉中冷至715℃后进行空冷。

优选的，所述的步骤（4）中，油淬的淬火介质为2号普通淬火油。

优选的，所述的步骤（7）中，锻造毛坯组分的质量百分比为：C：0.61%、Si：0.23%、Mn：0.65%、P：≤0.035%、S：≤0.040%、Cr：0.20%、Cu：0.10%、Ni：0.20%，余量为Fe。

更优选的，所述的步骤（8）中锻造毛坯的退火处理，其退火温度为780℃，退火时间为4小时，在退火炉中冷至660℃之后进行空冷。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

（1）本发明工装主体的加工和工装附件的加工都通过合理的成分和热处理工艺控制，得到的工装不易变形，表面平整，在用于固定圆盘刀片时，能快速消除圆盘刀片的变形层，提高圆盘刀片的加工精度，提高产品的合格率；

（2）本发明在使用时削弱了吸台对圆盘刀片的磁吸力，使得纵剪机圆盘刀片变形层磨削时不受吸台的强磁力影响，提高加工的精度，避免了圆盘刀片在失磁后变形层反弹，由于变形层系在基本失磁的情况下通过砂轮磨削消除的，不存在反弹现象，一步到位，大大提高了生产效率；

（3）本发明所采用的锻造毛坯淬透性好，淬火时只需要2号普通淬火油即可；

（4）本发明方法简单，成本低，加工容易。

附图说明

图1（A）为工装主体的主视图；

图1（B）为图1（A）中工装主体的C-C剖视图；

图2（A）为工装附件的主视图；

图2（B）为图2（A）中工装附件的D-D剖视图；

图3为工装主体和工装附件的组装示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

一种加工热处理变形圆盘刀片的工装的制造方法，以生产磨削φ320×φ220×10LD型纵剪机圆盘刀片为例，所采用的工装的的形状如图1、图2和图3所示，制造方法包括工装主体的加工和工装附件的加工，其步骤为：

A、工装主体的加工

（1）工装主体原材料的准备：

工装主体采用锻造毛坯制得，该锻造毛坯组分的质量百分比为：C：0.95-1.05%、Mn：0.25-0.45%、Si：0.15-0.35%、S：≤0.020%、P：≤0.027%、Cr：1.40-1.65%，余量为Fe；该范围均可，本实施例工装主体锻造毛坯的组分优选的质量百分比为：C：1.00%、Mn：0.34%、Si：0.23%、S：≤0.020%、P：≤0.027%、Cr：1.50%，余量为Fe。

（2）锻造毛坯的退火处理：

将经步骤（1）中的锻造毛坯经过退火炉对其进行退火，以降低硬度、改善切削加工性能，其退火温度为790-810℃，退火时间为4～6小时，在退火炉中冷至710-720℃后进行空冷，使得锻造毛坯的硬度为HB207-229；本实施例优选锻造毛坯的退火温度为800℃，退火时间为5小时，在退火炉中冷至715℃后进行空冷；锻造毛坯的硬度为HB220；

（3）锻造毛坯的初加工，加工成如图1所示的工装主体；

（4）工装主体的热处理：

将经步骤（3）车加工的工装主体，在20分钟内加热到860℃，保温60分钟后淬火，油淬，油淬的淬火介质为2号普通淬火油，然后在150-170℃温度下进行回火，回火两次，工装主体硬度达到HRC61～63；本实施例优选两次回火的温度分别为150℃和170℃，工装主体硬度达到HRC63；

（5）工装主体的深加工：

将经步骤（4）热处理的工装主体，进一步深加工，其步骤为：

①用铲刀铲去表面氧化层；

②工装主体外圆喷砂处理；

③将工装主体装夹在车床上，进行精车；

④卸下工装主体，精磨工装主体平面；

（6）工装主体的检测：

为保证工装达到设计效果，发挥应有的作用，在上述5道加工工序完成后，必须对工装的有效性进行检测。将工装装夹在检测芯棒上，芯棒两侧用车床顶针顶紧；用千分表检测工作平面跳动，千分表上显示的跳动值在0.002之内合格。

B、工装附件的加工

（7）工装附件原材料的准备：

工装附件采用锻造毛坯制得，该锻造毛坯组分的质量百分比为：C：0.55-0.65%、Si：0.17-0.37%、Mn：0.50-0.80%、P：≤0.035%、S：≤0.040%、Cr+Cu+Ni≤0.50%，余量为Fe；这个范围都可以，本实施例优选锻造毛坯组分的质量百分比为：C：0.61%、Si：0.23%、Mn：0.65%、P：≤0.035%、S：≤0.040%、Cr：0.20%、Cu：0.10%、Ni：0.20%，余量为Fe；

（8）锻造毛坯的退火处理：

将步骤（7）中的锻造毛坯经过退火炉对其进行退火，以降低硬度、改善切削加工性能，其退火温度为760-780℃，退火时间为4～6小时，在退火炉中冷至660-680℃之后进行空冷，使得锻造毛坯的硬度为HBS≤187；本实施例优选锻造毛坯的退火处理，其退火温度为780℃，退火时间为4小时，在退火炉中冷至660℃之后进行空冷，锻造毛坯的硬度为HBS169。

（9）锻造毛坯的车加工：

将经步骤（8）退火处理后的工件进行车加工；将锻造毛坯车加工成图2所示的形状。

（10）将工装主体与工装附件用螺钉紧固在一起，组合使用，组合效果如图3所示。

使用时将工装主体固定在磨床上，然后将圆盘刀片固定在工装附件上。工装具有不易变形的优点，在用于固定圆盘刀片时，能快速消除圆盘刀片的变形层，提高圆盘刀片的加工精度，提高产品的合格率。

实施例2

同实施例1，所不同的是，步骤（1）中工装主体的加工锻造毛坯组分的质量百分比为：C：0.95%、Mn：0.45%、Si：0.15%、S：≤0.020%、P：≤0.027%、Cr：1.65%，余量为Fe；步骤（2）中锻造毛坯的退火处理时，其退火温度为790℃，退火时间为6小时，在退火炉中冷至710℃后进行空冷；步骤（4）中工装主体的热处理：在18分钟时加热到860℃，两次回火的温度分别是150℃和160℃；步骤（7）中锻造毛坯组分的质量百分比为：C：0.55%、Si：0.37%、Mn：0.50%、P：≤0.035%、S：≤0.040%、Cr：0.20%、Cu：0.20%，余量为Fe；步骤（8）中退火温度为770℃，退火时间为5小时，在退火炉中冷至680℃之后进行空冷。将工装主体与工装附件用螺钉紧固在一起使用，本工装变形小，加工的圆盘剪刀片的加工精度高。

实施例3

同实施例1，所不同的是，步骤（1）中工装主体的加工锻造毛坯组分的质量百分比为：C：1.05%、Mn：0.25%、Si：0.35%、S：≤0.020%、P：≤0.027%、Cr：1.40%，余量为Fe；步骤（2）中锻造毛坯的退火处理时，其退火温度为810℃，退火时间为4小时，在退火炉中冷至720℃后进行空冷；步骤（4）中工装主体的热处理：在19分钟时加热到860℃，两次回火的温度分别是165℃和165℃；步骤（7）中锻造毛坯组分的质量百分比为：C：0.65%、Si：0.17%、Mn：0.80%、P：≤0.035%、S：≤0.040%、Cr：0.10%、Cu：0.10%、Ni：0.10%，余量为Fe；步骤（8）中退火温度为760℃，退火时间为6小时，在退火炉中冷至668℃之后进行空冷。将工装主体与工装附件用螺钉紧固在一起使用，本工装变形小，加工的圆盘剪刀片的加工精度高。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明加工的工装的一种，实际可以加工的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的方法及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种加工热处理变形圆盘刀片的工装的制造方法，包括工装主体的加工和工装附件的加工，其步骤为：

A、工装主体的加工

（1）工装主体原材料的准备：

工装主体采用锻造毛坯制得，该锻造毛坯组分的质量百分比为：C：0.95-1.05%、Mn：0.25-0.45%、Si：0.15-0.35%、S：≤0.020%、P：≤0.027%、Cr：1.40-1.65%，余量为Fe；

（2）锻造毛坯的退火处理：

将经步骤（1）中的锻造毛坯经过退火炉对其进行退火，其退火温度为790-810℃，退火时间为4～6小时，在退火炉中冷至710-720℃后进行空冷；

（3）锻造毛坯的初加工，加工成工装主体；

（4）工装主体的热处理：

将经步骤（3）车加工的工装主体，在20分钟内加热到860℃，保温60分钟后淬火，油淬，然后在150-170℃温度下进行回火，回火两次；

（5）工装主体的深加工：

将经步骤（4）热处理的工装主体，进一步深加工，其步骤为：

①用铲刀铲去表面氧化层；

②工装主体外圆喷砂处理；

③将工装主体装夹在车床上，进行精车；

④卸下工装主体，精磨工装主体平面；

（6）工装主体的检测：

B、工装附件的加工

（7）工装附件原材料的准备：

工装附件采用锻造毛坯制得，该锻造毛坯组分的质量百分比为：C：0.55-0.65%、Si：0.17-0.37%、Mn：0.50-0.80%、P：≤0.035%、S：≤0.040%、Cr+Cu+Ni≤0.50%，余量为Fe；

（8）锻造毛坯的退火处理：

将步骤（7）中的锻造毛坯经过退火炉对其进行退火，其退火温度为760-780℃，退火时间为4～6小时，在退火炉中冷至660-680℃之后进行空冷；

（9）锻造毛坯的车加工：

将经步骤（8）退火处理后的工件进行车加工；

（10）将工装主体与工装附件用螺钉紧固在一起，组合使用。

2.根据权利要求1所述的一种加工热处理变形圆盘刀片的工装的制造方法，其特征在于：所述的步骤（1）中，工装主体锻造毛坯的组分质量百分比为：C：1.00%、Mn：0.34%、Si：0.23%、S：≤0.020%、P：≤0.027%、Cr：1.50%，余量为Fe。

3.根据权利要求1所述的一种加工热处理变形圆盘刀片的工装的制造方法，其特征在于：所述的步骤（2）中，锻造毛坯的退火温度为800℃，退火时间为5小时，在退火炉中冷至715℃后进行空冷。

4.根据权利要求1所述的一种加工热处理变形圆盘刀片的工装的制造方法，其特征在于：所述的步骤（4）中，油淬的淬火介质为2号普通淬火油。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种加工热处理变形圆盘刀片的工装的制造方法，其特征在于：所述的步骤（7）中，锻造毛坯组分的质量百分比为：C：0.61%、Si：0.23%、Mn：0.65%、P：≤0.035%、S：≤0.040%、Cr：0.20%、Cu：0.10%、Ni：0.20%，余量为Fe。

6.根据权利要求5所述的一种加工热处理变形圆盘刀片的工装的制造方法，其特征在于：所述的步骤（8）中锻造毛坯的退火处理，其退火温度为780℃，退火时间为4小时，在退火炉中冷至660℃之后进行空冷。

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