CN104191420A - 刀柄以及该刀柄与刀体的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及刀柄的焊接工艺，尤其涉及一种刀柄以及该刀柄与刀体的焊接方法。所述的刀柄柄身的首端呈渐缩的锥形部，所述刀柄柄身的末端封装有柄堵；所述锥形部沿所述刀柄的轴线依次具有顺滑连接的外凸区、内凹区和直伸区；所述柄堵的中心具有沿所述刀柄的轴线内陷的定位凹槽。所述的焊接方法包括：所述刀体插装在所述刀柄的刀槽内；热处理；焊接；回火保温；焊缝磨削和刀柄表面防滑处理。本发明提供的刀柄解决了传统刀柄的结构影响焊接质量和效率的技术问题；本发明提供的焊接方法解决了传统的焊接方法易发生变形的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及刀柄的焊接领域，尤其涉及一种刀柄以及该刀柄与刀体的焊接方法。
背景技术
目前的刀柄的首端大都具有锥形部，锥形部设置有缺口，用于插装并焊接刀体。
受限于刀柄的上述结构，使得刀柄的焊接质量和效率低下，具体的：锥形部的边沿不整齐，在焊接之前需要收口或者扩口之后才能够插装刀体进行焊接；刀体插装之后与缺口点接触或者线接触，焊接的吻合度较差，容易焊穿；焊接起始点无法准确定位，而且焊缝不规整，难以实现后续的磨削自动化，且不规则的焊缝只能通过手动操作磨削，且磨削过程容易损伤刀柄和导体。
目前刀柄与刀体的焊接工艺，在焊接之后进行热处理，为避免发生刀柄爆炸，通常将刀柄设置若干排气孔，而排气孔容易导致刀具整体变形，焊接质量差。
基于上述的刀柄及其焊接工艺的技术问题，本发明提供了能解决上述技术问题的刀柄以及该刀柄与刀体的焊接方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种刀柄，以解决传统刀柄的结构影响焊接质量和效率的技术问题。
本发明的目的还在于提供一种刀柄和刀体的焊接方法，以解决传统的焊接方法易发生变形的技术问题。
基于上述第一目的，本发明提供了一种刀柄，用于焊接在刀体上，所述刀柄为空心结构，且所述刀柄柄身的首端呈渐缩的锥形部，所述刀柄柄身的末端封装有柄堵，其中：所述锥形部沿所述刀柄的轴线依次具有顺滑连接的外凸区、内凹区和直伸区；所述外凸区的锥形母线为外凸的弧线；所述内凹区的锥形母线为内凹的弧线；所述直伸区用于焊接的起始焊点，其包括两个成对布置的矩形板，两个矩形板沿所述刀柄的轴线对称设置，且所述两个矩形板之间构成刀槽，所述刀槽内用于插接所述刀体进行焊接，所述刀槽的槽壁与待焊接的刀体相贴合，所述刀槽的纵向中心线与所述刀柄的轴线共线；所述柄堵的中心具有沿所述刀柄的轴线内陷的定位凹槽。
可选的，所述刀槽的槽深深入至所述内凹区。
可选的，所述刀柄的柄身包括两个半圆槽体，所述两个半圆槽体镜像设置，所述两个半圆槽体焊接为一体，其形成的两条焊缝与所述刀柄的轴线位于同一平面。
可选的，所述矩形板沿所述刀柄的轴线方向的宽度设置为1.5mm，所述矩形板的长度设置为与所述刀体的插装区域的宽度相同。
可选的，所述内凹区的锥形母线的弧线半径设置为14mm。
基于上述第二目的，本发明提供了一种基于上述刀柄和刀体的焊接方法，一种所述的刀柄与刀体的焊接方法，包括如下步骤：
所述刀体插装在所述刀柄的刀槽内；
热处理所述刀体和所述刀柄；
以所述柄堵的定位凹槽作为装夹的基准点，以所述直伸区的任一点为起始焊点，在焊接区内进行焊接；
测量焊接熔池温度，温度降至电炉回火工艺温度的要求时，入电炉回火保温，一定时间后出炉，完成焊接；
焊缝磨削和刀柄表面防滑处理。
可选的，所述刀柄表面防滑处理的步骤包括：
60#砂带打粗；
200#砂碌打磨；
机抛光；
180#丝碌打磨刀柄。
可选的，所述热处理的温度范围设置为1050℃±30℃；测量焊接熔池温度，温度降至80℃±20℃时，入电炉回火保温，所述回火保温的温度设置为160度，回火保温的时间设置为2小时。
可选的，所述焊接区的范围设置为：沿所述刀柄轴线垂直方向的长度为28mm±1mm；沿所述刀柄轴线方向的宽度为6.9mm-7.2mm；厚度1.2mm-2.2mm。
可选的，所述焊接熔池温度通过红外线测温仪测量。
本发明提供的刀柄，将刀柄首端的锥形部设置为包括外凸区、内凹区和直伸区，在柄堵的中心设置有沿刀柄轴线内陷的凹槽。在内凹区和直伸区的配合作用下，提供了足够的后续磨削空间，有效避免了磨削过程损坏刀柄和刀体的问题；直伸区配合凹槽的定位作用，能够确保焊接起始点位于直伸区上，且直伸区设置为矩形板，能够充分贴合在刀体上，避免焊穿刀柄和刀体；以及，矩形板状的直伸区的形状规则，使得焊缝更具规律性，配合凹槽的定位作用和足够的后续磨削空间，满足了自动化焊接的工艺要求。
本发明提供的刀柄与刀体的焊接方法，在焊接之前进行热处理，热处理过程中的刀柄没有形成密闭空间，因此无爆炸的可能，以及因此不需要设置排气孔，以及不需要预热，简化了工艺；同时为了消除热应力，还设置了回火保温的步骤，该步骤能够有效消除焊接处的梯度残余应力，有效解决了刀具的变形问题。
附图说明
图1是本发明刀柄的主视示意图；
图2是图1的局部放大示意图；
图3是图1的右视示意图；
图4是本发明刀柄的俯视示意图；
图5是本发明刀柄和刀体装配的主视示意图；
图6是图5的局部放大示意图；
图7是本发明刀柄和刀体装配的俯视示意图；
图8是本发明焊接工艺的流程框图；
图9是本发明防滑处理的流程框图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。需要说明的是，本实施方式的附图中，所示出的“SBZZ”、“SHIBAZI”字样，仅是用于说明刀柄的柄身上具有内陷的字体，可增加防滑效果，并非用于保护字体的具体内容和含义，以及并非用于指明产品商标。
刀柄实施例
结合图1-4，本发明提供了一种刀柄，用于焊接在刀体上。
所述刀柄100为空心结构，且所述刀柄100的首端呈渐缩的锥形部，其末端封装有柄堵110。所述锥形部沿所述刀柄100的轴线依次具有顺滑连接的外凸区101、内凹区102和直伸区103，参见图2和4，为清楚的表示出外凸区101、内凹区102和直伸区103，图中用虚线进行划界。所述外凸区101的锥形母线为外凸的弧线，用于实现刀柄100的直筒握持区与外凸区101的顺滑连接。所述内凹区102的锥形母线为内凹的弧线，内凹区102在确保各区域顺滑连接的基础上，提供了足够大的磨削避让空间，有效避免后续的磨削作业对刀柄100和刀体的损伤。所述直伸区103用于焊接的起始焊点，其包括两个成对布置的矩形板，两个矩形板沿所述刀柄100的轴线对称设置，所述两个矩形板之间构成刀槽140，所述刀槽140内用于插接所述刀体进行焊接，所述刀槽140的槽壁与待焊接的刀体相贴合，所述刀槽140的纵向中心线与所述刀柄100的轴线共线；直伸区103采用矩形板结构，能够较好的贴合在刀体上，确保焊接起始点的准确度，避免焊接起点位于刀柄边沿或者刀体上而造成刀柄或者刀体焊穿，且矩形板的形状规则，确保焊缝的形状更具规律性，两个矩形板对称设置使得刀体两面的焊缝不错位，便于后续的磨削作业。
所述柄堵110的中心具有沿所述刀柄100的轴线内陷的定位凹槽111。所述定位凹槽111在刀柄和刀体的焊接作业以及后续磨削作业中，作为装夹等操作的基准点，结合前述的焊接起点准确、焊缝规则以及具有足够的磨削避让空间的特点，满足了自动化、批量化焊接的工艺要求，从而在保证焊接质量的基础上，大幅提高了焊接的效率。
在该实施例的一可选方案中，所述刀槽的槽深深入至所述内凹区102，即：所述刀槽的深度大于所述直伸区103沿所述刀柄的轴向宽度，以确保刀体的插入深度尽可能大，提高刀体与刀柄的整体性；以及所述刀槽的深度小于所述直伸区103和所述内凹区102的轴向宽度之和，以在提高刀体与刀柄的整体性的基础上，确保刀柄的钢性强度。
在该实施例的另一可选方案中，为提高所述刀柄的加工难度，将所述刀柄100的柄身设置为包括两个半圆槽体，所述两个半圆槽体扣合并焊接成柄身，据此，通过冲压工艺即可实现对于半圆槽体的批量化加工，且通过调整冲压模具的型芯形状即可精确控制外凸区101、内凹区102和直伸区103的成型精度，提高了柄身的质量。具体而言：所述刀柄100包括两个半圆槽体，所述两个半圆槽体镜像设置，所述两个半圆槽体焊接为一体，其形成的两条焊缝120与所述刀柄100的轴线位于同一平面，共面的特征使得刀柄更美观，且便于焊接、磨削等作业的装夹定位。
本发明所提供的刀柄，对于其具体型号可依据具体作业需求灵活设定。通过大量的实验确定，本发明的刀柄适用于通用刀体的最佳方案为：参见图4，所述矩形板沿所述刀柄的轴线方向的宽度W1设置为1.5mm；所述矩形板的长度L1设置为与所述刀体的插装区域的宽度相同；所述内凹区102的锥形母线的弧线半径设置为14mm。该方案中将所述矩形板的长度L1设置为与所述刀体的插装区域的宽度相同，防止刀体两面的焊缝错位而影响美观，以及有利于后续的磨削作业自动化。
刀柄和刀体的焊接方法实施例
参见图5-9，该实施例提供了一种刀柄100和刀体200的焊接方法，该实施例中的刀柄采用实施例一所述的刀柄，实施例一对于刀柄所描述的技术方案也属于该实施例，实施例一已经公开的技术方案不再重复描述。
具体的，该方法包括如下步骤：
S100、所述刀体200插装在所述刀柄100的刀槽内。装配的状态参见图5-7。
S200、热处理所述刀体200和所述刀柄100。所述热处理的温度范围设置为1020℃-1080℃，即1050℃±30℃。
S300、以所述柄堵110的定位凹槽111作为装夹的基准点，以所述直伸区103的任一点为起始焊点，在焊接区130内进行焊接。在该实施例的一可选方案中，所述焊接区130的范围设置为：沿所述刀柄100轴线垂直方向的长度L2为27mm-29mm，即28mm±1mm；沿所述刀柄100轴线方向的宽度W2为6.9mm-7.2mm；厚度H2为1.2mm-2.2mm。通过多次实验证明，该焊接区的范围设置，能够与实施例一中描述的刀柄100的1.5mm宽度的直伸区103以及所描述的刀柄100的R14mm的内凹区102相配合作用，充分避免后续磨削作业对刀体和刀柄的损坏，满足自动化工艺的要求。
S400、测量焊接熔池温度，温度降至电炉回火工艺温度要求时，入电炉回火保温，一定时间后出炉，完成焊接。该实施例的一可选方案中，温度降至80℃±20℃时，入电炉回火保温，所述回火保温的温度设置为160度，回火保温的时间设置为2小时。通过回火保温，使焊接熔池温度可控下降，消除焊接处梯度残余应力，防止刀具变形。优选的，为确保温度测量精度，所述焊接熔池温度通过红外线测温仪测量。
S500、焊缝磨削和刀柄100表面防滑处理。
参见图9，在该实施例的一可选方案中，为增加刀柄的手握防滑感及舒适感所述刀柄表面防滑处理的步骤包括：
S501、60#砂带打粗；
S502、200#砂碌打磨；
S503、机抛光；
S504、180#丝碌打磨刀柄。
在该实施例的一可选方案中，将传统刀柄的印字凹面加深，由原来的0.8mm深度改为1.0mm-1.2mm，以进一步增加刀柄的手握防滑感。
综上，通过本发明提供的刀柄，以及本发明提供的焊接方法，本发明有效实现了能耗低、流通周期短、生产效率高和质量保证。在取消焊前预热为后续的自动化焊接提供条件下，能满足《马氏体不锈钢焊接工艺原则》及产品的性能要求，消除焊后应力，改善焊接影响区的性能，保证焊接博位处强度符合标准要求，保证焊后热影响区耐腐蚀性能达到标准要求，同时实现自动化提供有利条件。如下是新工艺产品及原产品的技术相比存在的优点及所产生的效果：
1、传统焊接刀柄的焊缝不规则影响后续的修磨加工，使自动或半自动难以定位；如焊接刀体时，造成刀柄焊接端面与刀体接触面以点线形接触，不是面接触的，焊接易穿柄；而本发明的刀柄设置有1.5mm的直伸位作为焊合区，相对传统设计起到稳定柄形的作用以及焊缝的一致性，同时使焊接刀体时，刀柄焊接端面与刀体接触面为面接触，两者焊接时较吻合，从而使焊枪起弧得到定位及保证焊接熔陷位位置。
2、本发明的刀柄的内凹区配合两个成对的矩形板状的直伸区，有效确保了刀槽的两槽壁一致性。
3、本发明的刀柄焊合端面焊合部位与刀体焊合部位的宽度相符，大小一致，有效防止了熔池区沉陷等问题。
4、本发明的刀柄将焊接刀体面与柄面过渡圆弧设置为内凹区，且弧度为R14，减少圆弧、柄面、刀体三者之间的空间(焊接范围)，为后续整修磨削避空干涉面预留空间，在焊接堆料区饱满的条件下，满足机械磨削加工设计。
5、本发明的焊接方法将焊料填充区设置为长度28mm±1mm，宽度6.9-7.2mm，厚度1.2-2.2mm，以配合直伸区和内凹区，防止磨削损坏刀体和刀柄，满足自动化的工艺要求；其次，本发明的刀柄，在柄堵增加凹槽特征，在焊接、磨削及博位焊缝修磨时起到定位作用，同时，凹槽特征使整个刀柄的中心点在同一轴上，使柄左右平衡对称，使加工更方便、快速，实际机械化生产。
6、原产品设计刀柄手握较小，欠缺人性化设计。本发明的焊接方法，重新调整刀柄的结构以及防滑工艺，在实现人手的握紧符合人体工程学原理的同时，使柄新的外形与柄体的中心点同轴，让生产过程中对整修磨抛光柄体形状，为实现自动抛磨创造条件；另一方面，让刀具使用时易于握紧，减少疲劳，手握感舒适，不易滑手。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应当涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种刀柄，用于焊接在刀体上，其特征在于，所述刀柄为空心结构，且所述刀柄柄身的首端呈渐缩的锥形部，所述刀柄柄身的末端封装有柄堵，其中：
所述锥形部沿所述刀柄的轴线依次具有顺滑连接的外凸区、内凹区和直伸区；所述外凸区的锥形母线为外凸的弧线；所述内凹区的锥形母线为内凹的弧线；所述直伸区用于焊接的起始焊点，其包括两个成对布置的矩形板，两个矩形板沿所述刀柄的轴线对称设置，且所述两个矩形板之间构成刀槽，所述刀槽内用于插接所述刀体进行焊接，所述刀槽的槽壁与待焊接的刀体相贴合，所述刀槽的纵向中心线与所述刀柄的轴线共线；
所述柄堵的中心具有沿所述刀柄的轴线内陷的定位凹槽。
2.根据权利要求1所述的刀柄，其特征在于，所述刀槽的槽深深入至所述内凹区。
3.根据权利要求1所述的刀柄，其特征在于，所述刀柄的柄身包括两个半圆槽体，所述两个半圆槽体镜像设置，所述两个半圆槽体焊接为一体，其形成的两条焊缝与所述刀柄的轴线位于同一平面。
4.根据权利要求1所述的刀柄，其特征在于，所述矩形板沿所述刀柄的轴线方向的宽度设置为1.5mm，所述矩形板的长度设置为与所述刀体的插装区域的宽度相同。
5.根据权利要求1所述的刀柄，其特征在于，所述内凹区的锥形母线的弧线半径设置为14mm。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的刀柄与刀体的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
所述刀体插装在所述刀柄的刀槽内；
热处理所述刀体和所述刀柄；
以所述柄堵的定位凹槽作为装夹的基准点，以所述直伸区的任一点为起始焊点，在焊接区内进行焊接；
测量焊接熔池温度，温度降至电炉回火工艺温度的要求时，入电炉回火保温，一定时间后出炉，完成焊接；
焊缝磨削和刀柄表面防滑处理。
7.根据权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，所述刀柄表面防滑处理的步骤包括：
60#砂带打粗；
200#砂碌打磨；
机抛光；
180#丝碌打磨刀柄。
8.根据权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，所述热处理的温度范围设置为1050℃±30℃；测量焊接熔池温度，温度降至80℃±20℃时，入电炉回火保温，所述回火保温的温度设置为160度，回火保温的时间设置为2小时。
9.根据权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接区的范围设置为：沿所述刀柄轴线垂直方向的长度为28mm±1mm；沿所述刀柄轴线方向的宽度为6.9mm-7.2mm；厚度1.2mm-2.2mm。
10.根据权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接熔池温度通过红外线测温仪测量。
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