CN108747249B - 一种利用嵌槽基板生产刀具的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用嵌槽基板生产刀具的工艺方法，包含以下步骤：（1）基板制备，（2）清洗基板，（3）嵌入高速钢条，（4）真空焊接，（5）回火，（6）校直，（5）精磨，（7）刨刃，（8）长料坯切割，（9）刃部精磨，（10）刀具裁切，（11）打孔，（12）校直，（13）清洗、防锈，成品包装。本工艺缩减加工步骤与过程，降低加工难度，提高加工效率，节省加工成本，提高加工成品率及品质、性能的稳定性。

Description

一种利用嵌槽基板生产刀具的工艺方法

技术领域

本发明涉及刀具加工工艺方法，确切地说是一种利用嵌槽基板生产刀具的工艺方法。

背景技术

刀具加工过程中，切削的刃部硬度高，一般是通过在制作刀体的钢材料的基板上开槽台，在槽台上铺设、焊接高速钢条。

上述刀具加工的具体过程，包括以下步骤：下料-冲孔-坯料较直-刨槽台-清洗-焊接-回火(根据需要多次回火，一般2-3次)-校直-磨单面-铣单面-精磨宽度-精磨长度-刨刀口-校直-精磨刃部-清洗、防锈、成品包装。

上述的加工过程，存在以下技术问题：

(1)刀具加工过程中，将原材料一一裁切成坯料加工，每块坯料单独是一个独立的待加工产品，加工较繁琐，效率难以提高，生产的成本高的问题。

(2)刀具加工步骤多、加工过程中，刀具的性能的稳定性及统一性不一致，不同的操作人员，不同的设备，会存在差别，同时加工过程中，会有废品率，出现废品率及影响质量的主要集中在焊接工艺上，特别是较大截面的刀具，由于焊接过程中，焊料使用多少、焊料本身的质量、焊接过程中基板、高速钢条保持其位置的稳定性等，均对焊接的结果有影响。

(3)焊接后的处理工艺，是对焊接后的坯料一一进行，同样存在加工较繁琐效率难以提高，生产的成本高的问题，也同样存在，刀具品质、性能的稳定性及统一性不一致的问题。

(4)库存高，占用资金多，成本高的问题：农用刀具，厚度及宽度是相同的，不同的是刀具的长度及刀具设置的固定孔，原来需要针对不同的大客户分别储备库存，1000万以上的库存都难以满足不同客户的刀具供货要求，而现在200万以上的库存即可轻松应对各类客户的需要，大大减少了库存，减轻资金占用的压力，降低企业生产成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用嵌槽基板生产刀具的工艺方法，该装置缩减加工步骤与过程，降低加工难度，提高加工效率，节省加工成本，提高加工成品率及品质、性能的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：

一种利用嵌槽基板生产刀具的工艺方法，包含以下步骤：

(1)基板制备，采用冷拔工艺，生产基板，基板的整体宽度为两个刀体宽度之和再加上切割及打磨的损耗宽度，基板的中心处设置嵌槽，嵌槽的深度等于高速钢条的厚度，嵌槽的宽度等于高速钢条的宽度，嵌槽的边沿处设置向基板上方延伸的固定肋；

(2)清洗基板，清洗基板的灰尘、锈迹；

(3)嵌入高速钢条，将高速钢条嵌入到设置好的嵌槽中，利用压机碾压固定肋，利用碾压后的固定肋使高速钢条紧密贴合在基板上，得到带高速钢条的长料坯；

(4)真空焊接，采用真空焊接炉，对带高速钢条的长料坯进行焊接，在固定肋对高速钢条的固定作用下，将高速钢条与基板焊接在一起；

(5)回火，将焊接完成的带高速钢条的长料坯进行回火；减小或消除淬火钢件中的内应力，或者降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性，回火可以返复进行2-3次，直至获得刀具所需的性能；

(6)校直，回火完成后的长料坯利用平板机进行校直；

(7)精磨，对校直后的长料坯精磨两个平面，带高速钢条的平面及其相对面；

(8)刨刃，沿高速钢条的中心线，在长料坯的背面将精磨后的长料坯的基板、高速钢条刨出两个相对的刃部；

(9)长料坯切割，沿高速钢条的中心线，将刨刃完成的长料坯利用激光切割机切割，一分为二；

(10)刃部精磨，将切割开的长料坯，分别对其刃部精磨；

(11)刀具打孔、裁切，按所需要的长度，对长料坯进行打孔、切割，得到所需要规格刀具；

(12)校直、清洗、防锈，成品包装。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的特点是：

(1)减少工序，降低成本：减少了铣槽，直接冷拔生产带嵌槽的基板，直接节省了原来对单个刀具在刀具一侧铣槽台的过程，减少了一个准备工序。

(2)不用焊粉、焊料，进一步提高效率，降低成本：由原来的对成段的刀具进行高速钢条的焊接，改为长料坯进行焊接，同时利用真空焊接代替原来的使用焊粉、焊料焊接，减少了耗材的使用，减少了分层铺设焊粉、焊料，铺设后后再压放高速钢条的繁琐过程，使焊接的效率更高，环境更友好，且焊接高速钢条更简单、效率更高。

(3)焊接时基板、高速钢条的稳定性好，焊接效果更好：原来是在刀具的料段的侧面铣槽台，在槽台上铺设分层的焊粉、焊料后再放置高速钢条，利用夹具夹持固定，生产过程中，易发生微小的位移甚至较大的错位，影响刀具的焊接质量，甚至会成为废品，本方案在基板上设置嵌槽、固定肋，利用嵌槽、固定肋安装固定高速钢条，使焊接过程中，高速钢条能紧密、稳定贴合在基板上，焊接过程中不会发生高速钢条的滑动、错位，焊接连接更均匀、更牢固，成品率为100％，不会发生由于高速钢条及基板固定不稳定而导致的质量瑕疵品，更不会有废品。

(4)精磨过程，效率更高，本工艺冷拔出的基板，其表面平整度高，精磨过程中，只需对校直后的长料坯精磨两个平面，带高速钢条的平面及其相对面进行精磨，精磨厚度为0.35mm以内；原工艺对分成段的焊接的刀具坯料进行焊接的，由于在槽台上铺设分层的焊粉、焊料后再放置高速钢条，钢条与基板焊接后平整度差，其顶面、侧面的精磨的厚度则需要1.5mm以上才能保证良好的加工面。

(5)剖刃过程，事半功倍，一次沿高速钢条中心线剖出两个刃部，使剖刃过程节省了人工与设备，提高了效率；原来是成段的刀具坯条，而现在是对整根长料坯进行剖，产品加工减少了一次次频繁放料、夹紧固定、松开固定、取料的过程。

(6)刃部精磨，对长料坯利用夹具固定，一次精磨整根长料坯，减少了原工艺过程中，换料、夹具固定的时间，提高了刃部精磨的效率、同时提高了刃部精磨的精度。

(7)打孔、裁切，对精磨好的刀具长坯条，根据客户刀具长度的要求及规格进行打孔、裁切，一个工序进行激光打孔及切割，提高了打孔的有用性，提高了能源的利用、降低生产成本。原工艺是长料坯下料后就冲孔，其难以避免后序加工过程中生产次品、废品，导致先期工序，包括打孔成了无用工序；本工艺打孔后经校直，清洗、防锈，成品包装即得最终产品，打孔均为有用功，不存在无用功的问题；刀具裁切，按所需要的尺寸，对长料坯进行切割，得到刀具，便于较大量的生产备货，且备货可以根据客户的需要，随意裁切，解决了原来长度不同的各型刀具不易大量备货的难题。且同时，刀具裁切利用激光切割，切割后的断面光滑，无需对切割面进行机械研磨。而原工艺生产的刀具，由于在切割成段的刀具的基板上开槽台焊接高速钢条，由于在槽台上铺设分层的焊粉、焊料后再放置高速钢条，利用夹具夹持固定，生产过程中，易发生微小的位移甚至较大的错位，故需要对刀具的两端进行精磨，使端面平整。

(8)农用刀具，厚度及宽度是相同的，不同的是刀具的长度及刀具设置的固定孔，原来需要针对不同的大客户分别储备库存，1000万以上的库存都难以满足不同客户的刀具供货要求，而现在200万以上的库存即可轻松应对各类客户的需要，大大减少了库存，减轻资金占用的压力，降低企业生产成本。

本方法与原来的工艺方法的对比统计：

同类型刀具生产，原工艺生产的工人，5人一组，生产刀具1吨的时间，本方法3人一组生产刀具10吨。即原来的人均生产吨效率为0.2吨/人，本工艺的人均生产吨效率为3.3吨/人，即，生产效率相当于提高为原厂来的16.5倍。

综上所述，本工艺方法的有益效果在于：减少了工序、提高了多个工序的加工的效率、避免使用焊粉、焊料、提高成品率、提高产品质量，节约人工成本。

进一步的优选技术方案如下：

所述的基板固定肋为沿基板嵌槽边沿处连续延伸的条状肋，固定肋的高度为1.5mm,固定肋的宽度为1mm。固定肋的顶部为向上突出的弧面。

所述的真空焊接是利用真空焊接炉，在1050℃-1090℃下保温70min-90min进行焊接。

所述的步骤(4)真空焊接，在焊接完成后，进行真空氮化热处理。通过氮化处理，使本产品的硬度高，韧性好，使用寿命长。

所述的真空氮化热处理是在氮气空间于1070℃下保温20min后，再经4min-10min，待温度降至880℃-920℃时，利用-180℃液氮喷淋8min-12min。

所述的回火，将焊接完成的带高速钢条的长料坯晾至室温后进行回火，回火时加热到温度为510℃时，保温3h，回火的次数为2-3次，回火后长料坯晾至室温后进行再次回火。

上述具体参数下，使本工艺生产的刀具获得良好的机械性能，硬度高，韧性好，使用寿命长。

附图说明

图1是本发明基板的截面示意图。

图2是图1中的基板嵌入高速钢条后的截面示意图。

图3是图2中的基板上的固定肋利用碾压机碾压后的截面示意图。

图4是本发明沿高速钢条中心线刨刃后的截面示意图。

图5是现有工艺中的坯料刨出槽台后的截面示意图。

图6是图5中槽台铺设焊粉、焊料层及高速钢条后的截面示意图。

附图标记说明：1－基板；2－嵌槽；3－固定肋；4－高速钢条；5-坯料；6-槽台；7-焊粉、焊料层。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

参见图5、图6可知，现有技术的刀具加工过程中，切削的刃部硬度高，一般是通过在制作刀体的钢材料的基板1上开槽台6，在槽台6上铺设焊粉、焊料层7、高速钢条4。

现有技术加工较繁琐，效率难以提高，生产的成本高，其使用焊粉焊料，焊接效率低且影响刀具品质，同时焊接后的后序加工成本也高，上述技术问题，在背景技术部分已详细描述。

参见图1-图4可知，本发明的一种利用嵌槽基板生产刀具的工艺方法，包含以下步骤：

(1)基板1制备，采用冷拔工艺，生产基板1，基板1的整体宽度为两个刀体宽度之和再加上切割及打磨的损耗宽度，基板1的中心处设置嵌槽2，嵌槽2的深度等于高速钢条4的厚度，嵌槽2的宽度等于高速钢条4的宽度，嵌槽2的边沿处设置向基板1上方延伸的固定肋3；

(2)清洗基板1，清洗基板1的灰尘、锈迹；

(3)嵌入高速钢条4，将高速钢条4嵌入到设置好的嵌槽2中，利用压机碾压固定肋3，使固定肋3将高速钢条4紧密贴合在基板1上，得到带高速钢条4的长料坯；

(4)真空焊接，采用真空焊接炉，对带高速钢条4的长料坯进行焊接，利用固定肋3将高速钢条4与基板1焊接在一起；

(5)回火，将焊接完成的带高速钢条4的长料坯进行回火；减小或消除淬火钢件中的内应力，或者降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性，回火可以返复进行2-3次，直至获得刀具所需的性能；

(6)校直，回火完成后的长料坯利用平板机进行校直；

(7)精磨，对校直后的长料坯精磨两个平面，带高速钢条4的平面及其相对面；

(8)刨刃，沿高速钢条4的中心线，将精磨后的长料坯刨出两个相对的刃部；

(9)长料坯切割，沿高速钢条4的中心线，在长料坯的背面将刨刃完成的长料坯的基板、高速钢条利用激光切割机切割；

(10)刃部精磨，将切割开的长料坯，分别对其刃部精磨；

(11)刀具打孔、裁切，按所需要的长度，对长料坯进行打孔、切割，得到所需要规格刀具；

(12)校直、清洗、防锈，成品包装。

基板1固定肋3为沿基板1嵌槽2边沿处连续延伸的条状肋，固定肋3的高度为1.5mm,固定肋3的宽度为1mm。固定肋3的顶部为向上突出的弧面。

真空焊接是利用真空焊接炉，在1050℃-1090℃下保温70min-90min进行焊接。

步骤(4)真空焊接，在焊接完成后，进行真空氮化热处理。通过氮化处理，使本产品的硬度高，韧性好，使用寿命长。

真空氮化热处理是在氮气空间于1070℃下保温20min后，再经4min-10min，待温度降至880℃-920℃时，利用-180℃液氮喷淋8min-12min。

回火，将焊接完成的带高速钢条4的长料坯晾至室温后进行回火，回火时加热到温度为510℃时，保温3h，回火的次数为2-3次，回火后长料坯晾至室温后进行再次回火。

上述具体参数下，使本工艺生产的刀具获得良好的机械性能，硬度高，韧性好，使用寿命长。

本实施例，其突出的特点是：

(1)减少工序，降低成本：减少了刨槽台6工序，直接冷拔生产带嵌槽2的基板1，直接节省了原来对单个刀具在刀具一侧刨槽台6的过程，减少了一个工序。

(2)不用焊粉、焊料，进一步提高效率，降低成本：由原来的对成段的刀具进行高速钢条4的焊接，改为长料坯进行焊接，同时利用真空焊接代替原来的使用焊粉、焊料焊接，减少了耗材的使用，减少了铺设分层铺设焊粉、焊料、焊粉后再压放高速钢条4的繁琐过程，使焊接的效率更高，环境更友好，且焊接高速钢条4更简单、效率更高。

(3)焊接时基板1、高速钢条4的稳定性好，焊接效果更好：原来是在刀具的料段的侧面设置槽台6，在槽台6上铺设分层的焊粉、焊料后再放置高速钢条4，利用夹具夹持固定，生产过程中，易发生微小的位移甚至较大的错位，影响刀具的焊接质量，甚至会成为废品，本方案在基板1上设置嵌槽2、固定肋3，利用嵌槽2、固定肋3安装固定高速钢条4，使焊接过程中，高速钢条4能紧密、稳定贴合在基板1上，焊接过程中不会发生高速钢条4的滑动、错位，焊接连接更均匀、更牢固，成品率为100％，不会发生由于高速钢条4及基板1固定不稳定而导致的质量瑕疵品，更不会有废品。

(4)精磨过程，效率更高，本工艺冷拔出的基板1，其表面平整度高，精磨过程中，只需对校直后的长料坯精磨两个平面，带高速钢条4的平面及其相对面进行精磨，精磨厚度为0.5mm以内；原工艺对分成段的焊接的刀具坯料5进行焊接的，由于在槽台6上铺设分层的焊粉、焊料后再放置高速钢条4，钢条与基板1焊接后平整度差，其顶面、侧面的精磨的厚度则需要1.5mm以上才能保证良好的加工面。

(5)剖刃过程，事半功倍，一次沿高速钢条4中心线剖出两个刃部，使剖刃过程节省了人工与设备，提高了效率。

(6)刃部精磨，对长料坯利用夹具固定，一次精磨整根长料坯，减少了原工艺过程中，换料、夹具固定的时间，提高了刃部精磨的效率。

(7)打孔、裁切，对精磨好的刀具长坯条，根据客户刀具长度的要求及规格进行打孔、裁切，一个工序进行激光打孔及切割，提高了打孔的有用性，提高了能源的利用、降低生产成本。原工艺是长料坯下料后就冲孔，其难以避免后序加工过程中生产次品、废品，导致先期工序，包括打孔成了无用工序；本工艺打孔后经校直，清洗、防锈，成品包装即得最终产品，打孔均为有用功，不存在无用功的问题；刀具裁切，按所需要的尺寸，对长料坯进行切割，得到刀具，便于较大量的生产备货，且备货可以根据客户的需要，随意裁切，解决了原来长度不同的各型刀具不易大量备货的难题。且同时，刀具裁切利用激光切割，切割后的断面光滑，无需对切割面进行机械研磨。而原工艺生产的刀具，由于在切割成段的刀具的基板1上开槽台6焊接高速钢条4，由于在槽台6上铺设分层的焊粉、焊料后再放置高速钢条4，利用夹具夹持固定，生产过程中，易发生微小的位移甚至较大的错位，故需要对刀具的两端进行精磨，使端面平整。

(8)减小库存、减少成本支出，提高库存周转，降低成本，农用刀具，厚度及宽度是相同的，不同的是刀具的长度及刀具设置的固定孔，原来需要针对不同的大客户分别储备库存，1000万以上的库存都难以满足不同客户的刀具供货要求，而现在200万以上的库存即可轻松应对各类客户的需要，大大减少了库存，并提高了库存的周转率，减轻资金占用的压力，降低企业生产成本。

本方法与原来的工艺方法的对比统计：

同类型刀具生产，原工艺生产的工人，5人一组，生产刀具1吨的时间，本方法3人一组生产刀具10吨。即原来的人均生产吨效率为0.2吨/人，本工艺的人均生产吨效率为3.3吨/人，即，生产率相当于提高为原厂来的16.5倍。

综上所述，本工艺方法的有益效果在于：减少了工序、提高了多个工序的加工的效率、避免使用焊粉、焊料、提高成品率、提高产品质量，节约人工成本。

以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (6)

1.一种利用嵌槽基板生产刀具的工艺方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)基板制备，生产基板，基板的整体宽度为两个刀体宽度之和再加上切割及打磨的损耗宽度，基板的中心处设置嵌槽，嵌槽的深度等于高速钢条的厚度，嵌槽的宽度等于高速钢条的宽度，嵌槽的边沿处设置向基板上方延伸的固定肋；

(2)清洗基板，清洗基板的灰尘、锈迹；

(3)嵌入高速钢条，将高速钢条嵌入到设置好的嵌槽中，碾压固定肋，利用固定肋将高速钢条紧密压紧贴合在基板上，得到带高速钢条的长料坯；

(4)真空焊接，采用真空焊接炉，对带高速钢条的长料坯进行焊接；

(5)回火，将焊接完成的带高速钢条的长料坯进行回火；

(6)校直，回火完成后的长料坯利用平板机进行校直；

(7)精磨，对校直后的长料坯精磨两个平面，带高速钢条的平面及其相对面；

(8)刨刃，沿高速钢条的中心线，在长料坯的背面将精磨后的长料坯的基板、高速钢条刨出两个相对的刃部；

(9)长料坯切割，沿高速钢条的中心线，将刨刃完成的长料坯利用激光切割机切割；

(10)刃部精磨，将切割开的长料坯，分别对其刃部精磨；

(11)刀具打孔、裁切，按所需要的长度，对长料坯进行打孔、切割，得到所需要规格刀具；

(12)校直、清洗、防锈，成品包装。

2.根据权利要求1所述的利用嵌槽基板生产刀具的工艺方法，其特征在于：所述的基板固定肋为沿基板嵌槽边沿处连续延伸的条状肋，固定肋的高度为1.5mm,固定肋的宽度为1mm。

3.根据权利要求1所述的利用嵌槽基板生产刀具的工艺方法，其特征在于：所述的真空焊接是利用真空焊接炉，在1050℃-1090℃下保温70min-90min进行焊接。

4.根据权利要求1所述的利用嵌槽基板生产刀具的工艺方法，其特征在于：所述的步骤(4)真空焊接，在焊接完成后，进行真空氮化热处理。

5.根据权利要求4所述的利用嵌槽基板生产刀具的工艺方法，其特征在于：所述的真空氮化热处理是在氮气空间于1070℃下保温20min后，再经4min-10min，待温度降至880℃-920℃时，利用-180℃液氮喷淋8min-12min。

6.根据权利要求1所述的利用嵌槽基板生产刀具的工艺方法，其特征在于：所述的回火，将焊接完成的带高速钢条的长料坯晾至室温后进行回火，回火时加热到温度为510℃时，保温3h，回火的次数为2-3次，回火后长料坯晾至室温后进行再次回火。