CN106704550A - 一种轻型高枝锯用一级传动带轮及其制造模具和方法 - Google Patents

一种轻型高枝锯用一级传动带轮及其制造模具和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轻型高枝锯用一级传动带轮及其制造模具和方法，属于园林机械及其制造工艺领域，其解决了现有轻型、单人操作高枝锯用一级传动带轮制造工艺复杂、成本高的问题。本发明的传动带轮包括挡圈、小带轮和限位挡块，小带轮设置在限位挡块一端；挡圈设置在所述的小带轮一端的凸台上；限位挡块上设置有若干三角腔；各所述的三角腔之间设置有加强筋；加强筋从所述的限位挡块与小带轮连接的一端至所述的限位挡块边缘成倾斜状；具有结构简单、质量轻的优势；本发明的模具提高了上述产品的制造精度及生产效率，本发明的方法，降低了上述传动带轮的加工难度和加工成本，所制造的轻型高枝锯用一级传动带轮精度高、强度高、一致性好、轻巧耐用。

Description

一种轻型高枝锯用一级传动带轮及其制造模具和方法
技术领域
本发明属于园林机械及其制造工艺领域，具体地说，涉及一种轻型高枝锯用一级传动带轮及其制造模具和方法。
背景技术
高枝锯是园林绿化中修剪树木常用的园林机械之一，因其比较重，一般需要最少两人一起操作，使用起来不方便。随着人们对园林工具追求操作方便、节能，劳动强度低、成本低、一机多用、操作方便、可靠性好、使用寿命长、噪声低等要求，园林工具更是向小型化发展，力求产品简单、轻巧、实用、耐用。轻型高枝锯就是基于上述要求开发出来的一款适合单人操作的新型高位修枝锯，其在零件的选用与构造上力求科技化，轻量化，因此其所有传动零件都要求轻巧、耐用，同时为降低噪音，对零件的精度也提出了很高的要求。
如中国专利申请号201320825686.9，公开日2014年7月2日的专利文件，公开了一种高枝锯，涉及林业机械领域，包括导板、外壳和螺杆调节机构，所述导板的一端插设在所述外壳内，所述导板与所述外壳活动连接，所述螺杆调节机构设置在所述外壳内并与所述导板相连。该实用新型的有益效果是导板和外壳活动连接，通过将螺纹调节结构与导板相连，实现了对导板位置的调节，移动导板来张紧锯链，快速简单地解决了锯链松动的问题，杜绝了安全隐患，有效地提高了工作效率，但由于其体积较大，操作便捷性较差，不适合单人操作，劳动强度大。又如中国专利申请号201420429987.4，公开日2014年12月3日的专利文件，公开了一种高枝锯，包括手柄、电机和切割部件，电机通过齿轮箱与切割部件相连接，切割部件通过安装架与手柄相连接，手柄为可伸缩结构，安装架与手柄可调整安装角度，手柄内设有与电机连接的电池，手柄外部设有对电机进行控制的开关，安装架的顶部设有拨杆。该实用新型有益的效果是，结构合理，通过齿轮箱的传动，使得切割部分具有较大的动力足以切割一些粗壮的树枝；其手柄可伸缩，以及安装架的角度可调整，便于对一些位处不同地形不同高度的树枝进行修剪，适应性好；安装架的顶部设有拨杆，增加了可操作性，可对需要修剪的树枝进行选择，同时保护结构的存在也增加了其安全可靠性。但该技术方案对其齿轮箱的精度要求极高，所以其生产成本也相应较高，由此也给园林工艺增加了成本负担。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有轻型、单人操作高枝锯用一级传动带轮制造工艺复杂、成本高的问题，本发明提供一种轻型高枝锯用一级传动带轮，其结构简单、质量轻，同时本发明提供相应的制造模具，提高了其制造精度及生产效率，并提供一种采用该模具的制造方法，降低了上述传动带轮的加工难度和加工成本，所制造的轻型高枝锯用一级传动带轮精度高、强度高、一致性好、轻巧耐用。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种轻型高枝锯用一级传动带轮，包括挡圈、小带轮和限位挡块，所述的小带轮设置在限位挡块一端；所述的挡圈设置在所述的小带轮一端的凸台上；所述的限位挡块上设置有若干三角腔；各所述的三角腔之间设置有加强筋；所述的加强筋从所述的限位挡块与小带轮连接的一端至所述的限位挡块边缘成倾斜状。
优选地，所述的三角腔数量为五个。
一种上述小带轮和限位挡块的制造模具，包括上模、中模和下模；
所述的上模包括上一模冲和上二模冲；所述的上一模冲套装在所述的上二模冲上；所述的上二模冲端部设置有若干腔凹模；各所述的腔凹模之间设置有筋模；
所述的下模包括下一模冲、下二模冲和下三模冲；所述的下一模冲套装在所述的下二模冲上；所述的下三模冲伸入所述的下二模冲内部；所述的下二模冲一端设置有若干腔凸模；各所述的腔凸模之间设置有筋凹模；所述的下二模冲内部设置有带轮模腔；所述的下三模冲一端设置有填充模；所述的填充模设置在所述的带轮模腔内；所述的填充模伸入所述的带轮模腔内的一端设置有凸台模；
所述的中模中部包括一个与所述的上模和所述的下模外径相同的空腔。
一种轻型高枝锯用一级传动带轮的制造方法，单独加工挡圈，采用上述模具对小带轮及限位挡块整体加工，具体包括如下步骤：
步骤一，配料，挡圈原材料，选铁粉、碳粉、脱模剂混合，其中各组分含量铁97-98％，碳0.8-1.0％，脱模剂0.3-0.6％，其它小于1％；
小带轮及限位挡块原材料，选铁粉、碳粉、铜粉、磷粉、粘接润滑剂混合，其中各组分含量铁96-97％，碳0.3-0.4％，铜1.3-1.8％，磷0.4-0.6％，粘结润滑剂0.5-0.6％，其它小于1.5％，首先将铁粉、磷粉进行预合金化，制成铁磷粉，再与碳粉、铜粉、粘结润滑剂均匀混合；
步骤二，挤压成形，将步骤一中所述的挡圈的原材料挤压成形，压坯密度控制在6.9-7.0g/cm3；将所述的小带轮及限位挡块的原材料通过上述模具挤压成形，压坯密度控制在6.9-7.0g/cm3；
步骤三，组合烧结，将步骤二中挤压成形后的挡圈的压坯装在小带轮一端的凸台上后进行组合烧结；
步骤四，热处理，对步骤三组合烧结后的产品进行表面渗碳处理。
优选地，步骤二中采用上述模具挤压成形具体方法是，首先将下模固定在压力机的下模板上，接着配入中模的空腔内，然后用压板将中模的大外圆台压在压力机的中模板上，使其固定，组装时确保下模的中心线与中模的空腔的中心线及压力机的压力中心在一条线上，确保下模在中模的空腔内能自由上下运动，同时侧隙控制在0.01-0.015mm以内，再将上模配入中模的空腔内，用压板将上模固定在压力机上模板上，确保上模中心线与中模的中心线在一条线上，上模在中模的空腔内能自由上下运动，同时侧隙控制在0.01-0.015mm以内，最后将步骤一中小带轮及限位挡块原材料粉末用压力机送料机构装入中模的空腔内；压力机的上模板与上滑块相连接，压力机凸轮传动机构带动其上滑块运动，从而带动上模下行，与下模配合挤压成形。
优选地，步骤三中组合烧结的具体方法为，将挡圈的压坯装在小带轮一端的凸台上后放在平整的陶瓷垫板上，将所述的陶瓷垫板置于RST300网带式烧结炉内，在1120℃烧结30-40分钟，同时通入氮气和氢气作为保护气氛，氮氢比为90：10。
优选地，步骤四中在网带式碳氮共渗热处理炉内进行表面碳氮共渗热处理，碳势0.7-0.8，温度850℃，时间80min；油冷，100℃/10min；200℃回火2小时。
优选地，热处理步骤后还包括抛丸、清洗烘干喷油防锈、检验和包装入库四个步骤。
优选地，所述的抛丸是在100Kg螺旋振动光饰机内抛丸20分钟。
优选地，所述的清洗烘干喷油防锈是在把抛丸后的产品放在网带式超声波清洗机内对产品进行清洗烘干喷油防锈，清洗液按防锈剂与清水1：100配制、150-200℃烘干15-20min，最后喷淋SM-3防锈油。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种轻型高枝锯用一级传动带轮采用限位挡块上设置若干三角腔的结构，仅在各三角腔之间设置加强筋，大大减轻了重量，适用于单人操作的高枝锯，降低了操作难度；
(2)本发明的模具针对特殊结构的高枝锯用一级传动带轮设计，在下二模冲上设计了五个腔凸模，在五个腔凸模的端部按加强筋斜面角度设置了防形逃料，在五个腔凸模与下二模冲相连接的根部修了R角，在五个加强筋高度内沿五个腔凸模凸起一周分别做了单边5°倾角，这样可充分降低挤压成形时五个加强筋所受的脱模力，使五个加强筋能顺利挤压出模成形；下三模冲上设计凸台模，且将其底部设置成斜面，一方面方便小带轮一端的圆台挤压成形后能顺利出模，另一方面可以使挡圈压坯与其组合烧结时可以起导向作用，方便组配，提高效率；
(3)本发明的方法因采用专用模具使小带轮及限位挡块可以作为一个整体加工，提高了生产效率，提高了产品整体强度；
(4)本发明中挡圈原材料的选择有利于其后续烧结，烧结收缩率可达到0.9975-0.9985，小带轮及限位挡块原材料的选择有利于后续烧结，烧结膨涨率可达1.005-1.006，确保了小带轮及限位挡块的尺寸精度要求，同时挡圈内孔的收缩量与小带轮圆台的膨涨量达到过盈配合的要求，经组合烧结，挡圈收缩，小带轮膨涨，使挡圈与小带轮圆台配合牢固，能承受100N力不脱落的要求；
(5)本发明小带轮及限位挡块因其烧结时要求膨胀，而小带轮及内圆孔精度要求较高，需尽可能减少其烧结变形量，为满足上述要求，在铁基材料里加入适量的磷元素，配以适当的铜、碳，一方面磷可以促进烧结时孔隙球化，另一方面与铁、碳、铜发生合金化，使产品整体尺寸涨大，同时提高产品的强度，为减少磷元素偏析而导致产品变形大，在配料时先把磷元素与铁元素进行预合金化，制成铁磷粉，然后再与其它元素粉混合均匀；
(6)本发明的方法中采用模具挤压成形的具体方法可以确保所压制一级传动带轮结构紧密、均匀，成形一致性好，同时出模顺利，完整性好；
(7)本发明的组合烧结的具体方法可以确保档圈和小带轮的原材料能充分烧结固化，合金化均匀，产品不翘曲变形，使档圈内孔均匀收缩，小带轮一端的凸台外径均匀涨大，从而使档圈和小带轮能牢固配合在一起；保护气氛可以确保产品在高温下不氧化，同时能把原材料中配入的润滑剂在高温下分解的物质排出烧结炉，从而保证烧结出来的产品表面干净，无杂质；
(8)本发明的热处理可以提高产品表面硬度及强度，同时保证芯部有一定的韧性，使产品在使用运转过程中既能耐磨损又能承受一定的冲击力，从而提高其使用寿命。
附图说明
图1为本发明一种轻型高枝锯用一级传动带轮的主视图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的仰视图；
图4为图1的上等轴测图；
图5为图1的下等轴测图；
图6为上模结构图；
图7为上二模冲结构图；
图8为下模结构图；
图9为下二模冲图；
图10为下三模冲图；
图11为中模结构图。
图中：1、挡圈；2、小带轮；3、限位挡块；31、三角腔；32、加强筋；4、上模；41、上一模冲；42、上二模冲；421、腔凹模；422、筋模；5、下模；51、下一模冲；52、下二模冲；521、腔凸模；522、筋凹模；523、带轮模腔；53、下三模冲；531、凸台模；532、填充模。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
针对现有单人操作高枝锯结构复杂、重量大，工人劳动强度大的问题，本实施例提供一种轻型高枝锯用一级传动带轮，如图1所示，包括挡圈1、小带轮2和限位挡块3，所述的小带轮2设置在限位挡块3一端；所述的挡圈1设置在所述的小带轮2一端的凸台上；如图2和图3所示，所述的限位挡块3上设置有五个三角腔31；各所述的三角腔31之间设置有加强筋32；如图4和图5所示，所述的加强筋32从所述的限位挡块3与小带轮2连接的一端至所述的限位挡块3边缘成倾斜状。
上述结构为减轻重量，在限位挡块上只留了必要的五个加强筋，此结构特征使其用机加工方法生产时难以加工，加工成本高且带轮精度难以保证，无法形成批量稳定生产，因此，本实施例提供一种上述小带轮2和限位挡块3的制造模具，包括上模4、中模和下模5；
如图6所示，所述的上模4包括上一模冲41和上二模冲42；所述的上一模冲41套装在所述的上二模冲42上；如图7所示，所述的上二模冲42端部设置有若干腔凹模421；各所述的腔凹模421之间设置有筋模422；
如图8所示，所述的下模5包括下一模冲51、下二模冲52和下三模冲53；所述的下一模冲51套装在所述的下二模冲52上；所述的下三模冲53伸入所述的下二模冲52内部；
如图9所示，所述的下二模冲52一端设置有五个腔凸模521；在五个腔凸模的端部按加强筋斜面角度设置了防形逃料，在五个腔凸模与下二模冲相连接的根部修了R角，在五个加强筋高度内沿五个腔凸模凸起一周分别做了单边5°倾角，各所述的腔凸模521之间设置有筋凹模522；所述的下二模冲52内部设置有带轮模腔523；
如图10所示，所述的下三模冲53一端设置有填充模532；所述的填充模532设置在所述的带轮模腔523内；所述的填充模532伸入所述的带轮模腔523内的一端设置有凸台模531，其底部设置成斜面；
如图11所示，所述的中模中部包括一个与所述的上模4和所述的下模5外径相同的空腔。
为发挥上述模具的作用，充分结合模具和上述产品的优点，本实施例提供一种轻型高枝锯用一级传动带轮的制造方法，单独加工挡圈1，采用上述模具对小带轮2及限位挡块3整体加工，具体包括如下步骤：
步骤一，配料，挡圈1原材料，选铁粉、碳粉、脱模剂混合，其中各组分含量铁98％，碳1.0％，脱模剂0.3％，其它0.7％，其它为杂质；
小带轮2及限位挡块3原材料，选铁粉、碳粉、铜粉、磷粉、粘接润滑剂混合，其中各组分含量铁96％，碳0.4％，铜1.8％，磷0.6％，粘结润滑剂0.5％，其它0.7％，其它为杂质；首先将铁粉、磷粉进行预合金化，制成铁磷粉，再与碳粉、铜粉、粘结润滑剂均匀混合；
步骤二，挤压成形，将步骤一中所述的挡圈1的原材料挤压成形，压坯密度控制在6.9-7.0g/cm3；将所述的小带轮2及限位挡块3的原材料通过权利要求3所述的模具挤压成形，压坯密度控制在6.9-7.0g/cm3；具体方法是，首先将下模5固定在压力机的下模板上，接着配入中模的空腔内，然后用压板将中模的大外圆台压在压力机的中模板上，使其固定，组装时确保下模5的中心与中模的空腔的中心及压力机的压力中心在一条线上，确保下模5在中模的空腔内能自由上下运动，同时侧隙控制在0.01-0.015mm以内，再将上模4配入中模的空腔内，用压板将上模4固定在压力机上模板上，确保上模4中心线与中模的中心线在一条线上，上模4在中模的空腔内能自由上下运动，同时侧隙控制在0.01-0.015mm以内，最后将步骤一中小带轮2及限位挡块3原材料粉末用压力机送料机构装入中模的空腔内；压力机的上模板与上滑块相连接，压力机凸轮传动机构带动其上滑块运动，从而带动上模下行，与下模配合挤压成形；
步骤三，组合烧结，将步骤二中挤压成形后的挡圈1的压坯装在小带轮2一端的凸台上后进行组合烧结；具体方法为，将挡圈1的压坯装在小带轮2的端部圆台21上后放在平整的陶瓷垫板上，将所述的陶瓷垫板置于放在RST300网带式烧结炉内，在1120℃烧结30-40分钟，同时通入氮气和氢气作为保护气氛，氮氢比为90：10；
步骤四，热处理，对步骤三组合烧结后的产品进行表面渗碳处理；具体是在网带式碳氮共渗热处理炉内进行表面碳氮共渗热处理，碳势0.7-0.8，温度850℃，时间80min；油冷，100℃/10min；200℃回火2小时；
步骤五，将步骤四中所得产品在100Kg螺旋振动光饰机内抛丸20分钟；
步骤六，将步骤五后的产品放在网带式超声波清洗机内对产品进行清洗烘干喷油防锈，清洗液按防锈剂与清水1：100配制、150-200℃烘干15-20min，最后喷淋SM-3防锈油；
步骤七，检验和包装入库。
上述方法能够有效提高生产效率，生产效率由原来的机加班产100-150件提高到了现班产1800-2200件；
上述方法能够节省材料成本，材料利用率由原来机加工的30-40％提高到了现在的90-95％；
上述方法能够有效提高产品质量，所制造产品的精度由原来机加工的8-9级提高到了现在的7-8级；产品使用寿命由原来的1800-2000h提高到了1800-2000h。
实施例2
与实施例1基本相同，所不同的是，一种轻型高枝锯用一级传动带轮的制造方法，步骤一，配料，挡圈1原材料，选铁粉、碳粉、脱模剂混合，其中各组分含量铁98％，碳0.8％，脱模剂0.6％，其它0.6％；
小带轮2及限位挡块3原材料，选铁粉、碳粉、铜粉、磷粉、粘接润滑剂混合，其中各组分含量铁97％，碳0.3％，铜1.3％，磷0.4％，粘结润滑剂0.6％，其它0.4％，首先将铁粉、磷粉进行预合金化，制成铁磷粉，再与碳粉、铜粉、粘结润滑剂均匀混合。
本实施例能够起到与实施例1相同的技术效果。

Claims (10)

1.一种轻型高枝锯用一级传动带轮，其特征在于：包括挡圈(1)、小带轮(2)和限位挡块(3)，所述的小带轮(2)设置在限位挡块(3)一端；所述的挡圈(1)设置在所述的小带轮(2)一端的凸台上；所述的限位挡块(3)上设置有若干三角腔(31)；各所述的三角腔(31)之间设置有加强筋(32)；所述的加强筋(32)从所述的限位挡块(3)与小带轮(2)连接的一端至所述的限位挡块(3)边缘成倾斜状。
2.根据权利要求1所述的一种轻型高枝锯用一级传动带轮，其特征在于：所述的三角腔(31)数量为五个。
3.一种权利要求1所述的小带轮(2)和限位挡块(3)的制造模具，其特征在于：包括上模(4)、中模和下模(5)；
所述的上模(4)包括上一模冲(41)和上二模冲(42)；所述的上一模冲(41)套装在所述的上二模冲(42)上；所述的上二模冲(42)端部设置有若干腔凹模(421)；各所述的腔凹模(421)之间设置有筋模(422)；
所述的下模(5)包括下一模冲(51)、下二模冲(52)和下三模冲(53)；所述的下一模冲(51)套装在所述的下二模冲(52)上；所述的下三模冲(53)伸入所述的下二模冲(52)内部；所述的下二模冲(52)一端设置有若干腔凸模(521)；各所述的腔凸模(521)之间设置有筋凹模(522)；所述的下二模冲(52)内部设置有带轮模腔(523)；所述的下三模冲(53)一端设置有填充模(532)；所述的填充模(532)设置在所述的带轮模腔(523)内；所述的填充模(532)伸入所述的带轮模腔(523)内的一端设置有凸台模(531)；
所述的中模中部包括一个与所述的上模(4)和所述的下模(5)外径相同的空腔。
4.一种轻型高枝锯用一级传动带轮的制造方法，其特征在于：单独加工挡圈(1)，采用权利要求3所述的模具对小带轮(2)及限位挡块(3)整体加工，具体包括如下步骤：
步骤一，配料，挡圈(1)原材料，选铁粉、碳粉、脱模剂混合，其中各组分含量铁97-98％，碳0.8-1.0％，脱模剂0.3-0.6％，其它小于1％；
小带轮(2)及限位挡块(3)原材料，选铁粉、碳粉、铜粉、磷粉、粘接润滑剂混合，其中各组分含量铁96-97％，碳0.3-0.4％，铜1.3-1.8％，磷0.4-0.6％，粘结润滑剂0.5-0.6％，其它小于1.5％，首先将铁粉、磷粉进行预合金化，制成铁磷粉，再与碳粉、铜粉、粘结润滑剂均匀混合；
步骤二，挤压成形，将步骤一中所述的挡圈(1)的原材料挤压成形，压坯密度控制在6.9-7.0g/cm3；将所述的小带轮(2)及限位挡块(3)的原材料通过权利要求3所述的模具挤压成形，压坯密度控制在6.9-7.0g/cm3；
步骤三，组合烧结，将步骤二中挤压成形后的挡圈(1)的压坯装在小带轮(2)一端的凸台上后进行组合烧结；
步骤四，热处理，对上述步骤三中组合烧结后的产品进行表面渗碳处理。
5.根据权利要求4所述的一种轻型高枝锯用一级传动带轮的制造方法，其特征在于：步骤二中采用权利要求3所述的模具挤压成形具体方法是，首先将下模(5)固定在压力机的下模板上，然后配入中模的空腔内，用压板将中模的大外圆台压在压力机的中模板上，使其固定，组装时确保下模(5)的中心线与中模的空腔的中心线及压力机的压力中心在一条线上，确保下模(5)在中模的空腔内能自由上下运动，同时侧隙控制在0.01-0.015mm以内，再将上模(4)配入中模的空腔内，用压板将上模(4)固定在压力机上模板上，确保上模(4)中心线与中模的中心线在一条线上，上模(4)在中模的空腔内能自由上下运动，同时侧隙控制在0.01-0.015mm以内，最后将步骤一中小带轮(2)及限位挡块(3)原材料粉末用压力机送料机构装入中模的空腔内；压力机的上模板与上滑块相连接，压力机凸轮传动机构带动其上滑块运动，从而带动上模下行，与下模配合挤压成形。
6.根据权利要求5所述的一种轻型高枝锯用一级传动带轮的制造方法，其特征在于：步骤三中组合烧结的具体方法为，将挡圈(1)的压坯装在小带轮(2)的端部圆台(21)上后放在平整的陶瓷垫板上，将所述的陶瓷垫板置放在RST300网带式烧结炉内，在1120℃烧结30-40分钟，同时通入氮气和氢气作为保护气氛，氮氢比为90：10。
7.根据权利要求6所述的一种轻型高枝锯用一级传动带轮的制造方法，其特征在于：步骤四中在网带式碳氮共渗热处理炉内进行表面碳氮共渗热处理，碳势0.7-0.8，温度850℃，时间80min；油冷，100℃/10min；200℃回火2小时。
8.根据权利要求4-7任意一项所述的一种轻型高枝锯用一级传动带轮的制造方法，其特征在于：热处理步骤后还包括抛丸、清洗烘干喷油防锈、检验和包装入库四个步骤。
9.根据权利要求8所述的一种轻型高枝锯用一级传动带轮的制造方法，其特征在于：所述的抛丸是在100Kg螺旋振动光饰机内抛丸20分钟。
10.根据权利要求9所述的一种轻型高枝锯用一级传动带轮的制造方法，其特征在于：所述的清洗烘干喷油防锈是在把抛丸后的产品放在网带式超声波清洗机内对产品进行清洗烘干喷油防锈，清洗液按防锈剂与清水1：100配制、150-200℃烘干15-20min，最后喷淋SM-3防锈油。
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