CN110788504B - 一种钥匙立铣刀的改进型加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钥匙立铣刀的改进型加工工艺，包括以下步骤，步骤（A），准备原料：高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A、高硬度特殊钢柄B；步骤（B），通过全自动焊接机将高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A、高硬度特殊钢柄B焊接；步骤（C），对焊好的钥匙立铣刀原坯进行焊后清理，将焊缝周围残余的熔剂清除干净，并根据钥匙立铣刀需要形状，对钥匙立铣刀原坯进行加工。本发明将钥匙立铣刀的本体由高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A、高硬度特殊钢柄B焊接构成，在保证刀具刃部强度的基础上，通过材料方案的改善，大大降低了材料的成本，整个方法构思巧妙，设计新颖，具有良好的应用前景，便于钨钢钥匙立铣刀的广泛推广。

Description

一种钥匙立铣刀的改进型加工工艺

技术领域

本发明涉及钥匙刀加工技术领域，具体涉及一种钥匙立铣刀的改进型加工工艺。

背景技术

钥匙是人们生活中最常用的开锁工具，它是打开锁芯的关键。目前，制作钥匙坯的材料主要为铜、锌、铝、铁和其它金属，完成这些钥匙坯的配置加工，则大部分需使用到钥匙立铣刀。

目前，市场上钥匙立铣刀主要分为高速钢立铣刀与钨钢立铣刀，其中，高速钢立铣刀因其无相应的行业标准及其材料的难加工和价格低廉的特性，导致现有市场上的高速钢立铣刀品质参差不齐，而锁具行业随着市场发展，锁芯与钥匙配合的精度越来越高，钥匙机的升级迭代的迅速，高速钢立铣刀已经越来越无法满足市场的要求，从而钨钢钥匙立铣刀从而诞生，并越来越被广大锁匠认可。

我们知道，钨钢（硬质合金）具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度，从而它被称为现代工业的牙齿。但是，钨钢钥匙立铣刀虽然硬度达到89~95HRA，具有不易被磨损，坚硬不怕退火，然而具备质脆、韧性低的特性以及高成本是此类材料钥匙刀全面占领市场的技术难点。同时，现有市场的钥匙机仍以手动机为主，存在着加工过程中进给速度不均、滑轨控制不住导致钨钢钥匙立铣刀的刃部崩断、缺口及使用过程不小心摔断等一系列的缺陷，大大增加了钨钢钥匙立铣刀的成本，抑制其在市场中的广泛推广。

因此，如何改进钨钢钥匙立铣刀现有的生产工艺，以便解决上述问题，是当前急需解决的。

发明内容

本发明的目的是克服现有的钨钢钥匙立铣刀，质脆、韧性低，刃部容易崩断、缺口及使用过程不小心摔断的问题。本发明的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，将钥匙立铣刀的本体由高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A、高硬度特殊钢柄B焊接构成，在保证刀具刃部强度的基础上，通过材料方案的改善，大大降低了材料的成本，整个方法构思巧妙，设计新颖，具有良好的应用前景，便于钨钢钥匙立铣刀的广泛推广。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种钥匙立铣刀的改进型加工工艺，包括以下步骤，

步骤（A），准备原料：高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A、高硬度特殊钢柄B；

步骤（B），通过全自动焊接机将高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A、高硬度特殊钢柄B焊接，过程如下：

（B1），送钢柄：将钢柄用振动盘送料方式，依次下料后交给送料机械手；

（B2），钢柄定位：由送料机械手夹住钢柄并旋转到定位工位内，对钢柄进行上表面定位；

（B3），点焊剂：再次通过送料机械手旋转钢柄，保证钢柄进入点焊剂工位，通过点胶阀控制焊剂出量均匀，点焊剂完成后，点胶阀关闭；

（B4），放焊片：在完成（B3）动作过程中，切焊片工位送出焊片，在完成（B3）后，再次通过送料机械手旋转钢柄，将钢柄放到焊片工位，并通过切刀把焊片切到对应的钢柄上；

（B5），送到焊接工位：再次通过送料机械手旋转钢柄，将钢柄旋转到焊接工位，焊接下机械手夹住钢柄，送料机械手返回（B1）；

（B6），焊接：焊接下机械手夹住钢柄，控制超高频加热感应圈下降，焊接上机械手取好钨钢精磨棒，放置到钢柄的对应位置，钢柄和钨钢精磨棒到位后超高频开始加热，完成焊接，形成钥匙立铣刀原坯；

步骤（C），对焊好的钥匙立铣刀原坯进行焊后清理，将焊缝周围残余的熔剂清除干净，并根据 钥匙立铣刀需要形状，对钥匙立铣刀原坯进行加工。

前述的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，（B6），焊接：焊接下机械手夹住钢柄，控制超高频加热感应圈下降，焊接上机械手取好钨钢精磨棒，放置到钢柄的对应位置，钢柄和钨钢精磨棒到位后超高频开始加热，完成焊接，形成钥匙立铣刀原坯，具体焊接过程如下：

（B61），保证钢柄和钨钢精磨棒的距离，预留出焊片的厚度和焊剂的厚度，并保证焊接空间，并形成钢柄为上表面定位，钨钢精磨棒为下表面定位方式进行焊接；

（B62），当钢柄上的焊片和焊剂充分熔化后，通过由伺服电机驱动丝杆带动焊接上机械手向钢柄的方向步进，步进总距离为焊片的厚度和焊剂的厚度总和减去焊缝距离，步进速度为50~120mm/min，在钢柄和钨钢精磨棒连接后保持受热5~10s；

（B63），完成以上动作后超高频加热停止，开始冷却，当冷却到10-60s，将焊接下机械手、焊接上机械手同时松开，钥匙立铣刀原坯掉入料盒，焊接完成。

前述的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，所述预留出焊片的厚度为0.15mm和焊剂的厚度为0.05，所述焊缝距离为0.03，所述步进总距离为0.17mm。

前述的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，所述送料机械手、焊接下机械手、焊接上机械手均为钨钢材质。

前述的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，所述高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A为含钴8~15%钨钢棒材，型号选用K20~K50类；所述高硬度特殊钢柄B为硬度HRC48~55、含碳0.15~0.5%、铬含量8~18%的特殊防锈低磁钢材，型号为420钢。

前述的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，（B6），超高频加热感应圈的焊接方法为高频感应钎焊，是利用频率为600kHz，功率在10～100kW之间的高频感应加热电源，产生高频电流，在焊接前，根据超高频加热感应圈的输出功率，使钢柄的加热速度适中，温度均匀，加热速度应为10～80℃/s。

前述的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，（B62），当钢柄上的焊片和焊剂充分熔化后，焊接温度在800~1500℃。

前述的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，步骤（C），对焊好的钥匙立铣刀原坯进行焊后清理，将焊缝周围残余的熔剂清除干净，清除方法是将焊后已冷却的钥匙立铣刀原坯放入酸洗槽中进行酸洗，盐酸浓度为1:1，酸洗时间在1-4min，然后放入沸水中煮1-2h，再放入冷水槽和热水槽中反复清洗干净多次。

本发明的有益效果是：本发明的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，将钥匙立铣刀的本体由高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A、高硬度特殊钢柄B焊接构成，在保证刀具刃部强度的基础上，通过材料方案的改善，大大降低了材料的成本；采用的高硬度特殊钢材，很好的克服了钨钢材料质脆、韧性低的特性的缺点，降低了材料生产和锁匠使用过程中的报废几率，实现品质与成本的双赢，而且，焊接过程精密可靠，保证高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A、高硬度特殊钢柄B焊接的牢固可靠性，整个方法构思巧妙，设计新颖，并且克服了一些钨钢材质质脆、韧性低的的缺点，具有良好的应用前景，便于钨钢钥匙立铣刀的广泛推广。

附图说明

图1是本发明的双排超级禁盗锁芯配置钥匙的钥匙刀生产工艺的流程图；

图2是本发明高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A、高硬度特殊钢柄B的分开时示意图；

图3是本发明高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A、高硬度特殊钢柄B的焊接后的示意图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

如图1-图3所示，本发明的的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，包括以下步骤，

步骤（A），准备原料：高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A、高硬度特殊钢柄B，高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A为含钴8~15%钨钢棒材，型号选用K20~K50类，所述高硬度特殊钢柄B为硬度HRC48~55、含碳0.15~0.5%、铬含量8~18%的特殊防锈低磁钢材，型号为420钢；

步骤（B），通过全自动焊接机将高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A、高硬度特殊钢柄B焊接，过程如下：

（B1），送钢柄：将钢柄（、高硬度特殊钢柄B焊接）用振动盘送料方式，依次下料后交给送料机械手；

（B2），钢柄定位：由送料机械手夹住钢柄并旋转到定位工位内，对钢柄进行上表面定位；

（B3），点焊剂：再次通过送料机械手旋转钢柄，保证钢柄进入点焊剂工位，通过点胶阀控制焊剂出量均匀，点焊剂完成后，点胶阀关闭，该点胶阀为针阀，关闭后是不会漏胶的；

（B4），放焊片：在完成（B3）动作过程中，切焊片工位送出焊片，在完成（B3）后，再次通过送料机械手旋转钢柄，将钢柄放到焊片工位，并通过切刀把焊片切到对应的钢柄上；

（B5），送到焊接工位：再次通过送料机械手旋转钢柄，将钢柄旋转到焊接工位，焊接下机械手夹住钢柄，送料机械手返回（B1）；

（B6），焊接：焊接下机械手夹住钢柄，控制超高频加热感应圈下降，焊接上机械手取好钨钢精磨棒（高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A），放置到钢柄的对应位置，钢柄和钨钢精磨棒到位后超高频开始加热，完成焊接，形成钥匙立铣刀原坯，超高频加热感应圈的焊接方法为高频感应钎焊，是利用频率为600kHz，功率在10～100kW之间的高频感应加热电源，产生高频电流，在焊接前，根据超高频加热感应圈的输出功率，使钢柄的加热速度适中，温度均匀，加热速度应为10～80℃/s，具体焊接过程如下：

（B61），保证钢柄和钨钢精磨棒的距离，预留出焊片的厚度和焊剂的厚度，并保证焊接空间，并形成钢柄为上表面定位，钨钢精磨棒为下表面定位方式进行焊接，给焊片和焊剂足够的燃烧空间使焊片和焊剂更好的熔化，排出渣子和空气避免产品在焊接后产生气泡，定位保证钢柄和钨钢精磨棒的距离：焊片、焊剂填充到指定位置，钢柄通过机械手移动到指定焊片、焊剂工位，提前将焊接辅料填充到钢柄与钨棒之间，提前填料避免了常规直接定距离焊接填料时，填料的流动造成的填料厚度不均匀及焊接间有气孔的导致的焊接不牢等问题；

（B62），当钢柄上的焊片和焊剂充分熔化后，焊接温度在800~1500℃，通过由伺服电机驱动丝杆带动焊接上机械手向钢柄的方向步进，步进总距离为焊片的厚度和焊剂的厚度总和减去焊缝距离，步进速度为50~120mm/min，缓慢让钢柄和钨钢精磨棒连接，保证焊接的焊片与焊剂均匀受热连接，挤压受力平衡，在钢柄和钨钢精磨棒连接后保持受热5~10s，以确保焊接无虚焊、漏焊，保证焊接强度；其中，预留出焊片的厚度为0.15mm和焊剂的厚度为0.05，所述焊缝距离为0.03，预留出一定的焊缝可以避免把钢柄和钨钢精磨棒中间的焊片溶解物全部挤出，达到焊接的最佳状态保证焊接强度，所述步进总距离为0.17mm，裤具体过程为：控制超高频加热感应圈（加热的）下降，下降速度为50~120mm /min,并在下降过程中，感应圈开始进行预热，预热温度200~500℃，同时焊接上机械手取好钨钢精磨棒，放置到钢柄与钨棒的焊接填料对应位置，当钢柄和钨钢精磨棒到位后超高频开始正常加热，加热温度在2秒内迅速达到1000~1500℃，此时焊剂、焊片将充分融化，与钢柄和钨钢精磨棒完全接触，此时停止加热，退出超高频加热感应圈，进行自然冷却，当温度下降到500℃时，融化的焊剂、焊片将自然凝固，实现钢柄与钨棒的连接，实现焊接，形成钥匙立铣刀原坯；

（B63），完成以上动作后超高频加热停止，开始冷却，当冷却到10-60s，将焊接下机械手、焊接上机械手同时松开，钥匙立铣刀原坯掉入料盒，焊接完成；

步骤（C），对焊好的钥匙立铣刀原坯进行焊后清理，将焊缝周围残余的熔剂清除干净，并根据 钥匙立铣刀需要形状，对钥匙立铣刀原坯进行加工，清除方法是将焊后已冷却的钥匙立铣刀原坯放入酸洗槽中进行酸洗，盐酸浓度为1:1，酸洗时间在1-4min，然后放入沸水中煮1-2h，再放入冷水槽和热水槽中反复清洗干净多次。

上述的送料机械手、焊接下机械手、焊接上机械手均为钨钢材质，全自动焊接机的其他零件材质为SKD11并热处理，具有高硬度高刚性耐磨不变形等优点。焊接夹具都有冻水冷却保证机械手长时间工作不发烫。

本发明的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，工艺特点和全自动焊接机的具体优点如下：

（B1）钢柄为上表面定位，钨钢精磨棒为下表面定位 ，排除钢柄和钨钢精磨棒的长度误差可以更好的控制焊缝和焊接间隙保证 焊接强度。

（2）焊接部分的机械手夹具均为钨钢材质，其他零件材质为SKD11并热处理，具有高硬度高刚性耐磨不变形等优点，焊接夹具都有冻水冷却保证机械手长时间工作不发烫。

（3）焊接时钢柄和钨钢精磨棒都是被机械手夹住，由机械手升降完成整个焊接流程，钢柄和钨钢精磨棒跟机械手夹具没有相对滑动夹具磨损慢，保证同心度稳定减少调机次数提高生产效率。

（4）焊接部分的机械手夹具分上下两部分。当更换产品规格时，可以通过机械手上的千分尺调整XY方向来保证产品同心度，无需更换焊接机械手夹具。

（5）全自动焊接机内有吸烟装置，可以及时将焊接加热时的烟雾排除，避免烟雾对设备的腐蚀和影响开机人员的身体健康。

综上所述，本发明的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，将钥匙立铣刀的本体由高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A、高硬度特殊钢柄B焊接构成，在保证刀具刃部强度的基础上，通过材料方案的改善，大大降低了材料的成本；采用的高硬度特殊钢材，很好的克服了钨钢材料质脆、韧性低的特性的缺点，降低了材料生产和锁匠使用过程中的报废几率，实现品质与成本的双赢，而且，焊接过程精密可靠，保证高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A、高硬度特殊钢柄B焊接的牢固可靠性，整个方法构思巧妙，设计新颖，并且克服了一些钨钢材质质脆、韧性低的的缺点，具有良好的应用前景，便于钨钢钥匙立铣刀的广泛推广。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种钥匙立铣刀的改进型加工工艺，其特征在于：包括以下步骤，

步骤（A），准备原料：高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A、高硬度特殊钢柄B；

步骤（B），通过全自动焊接机将高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A、高硬度特殊钢柄B焊接，过程如下：

（B1），送钢柄B：将钢柄B用振动盘送料方式，依次下料后交给送料机械手；

（B2），钢柄B定位：由送料机械手夹住钢柄B并旋转到定位工位内，对钢柄B进行上表面定位；

（B3），点焊剂：再次通过送料机械手旋转钢柄B，保证钢柄B进入点焊剂工位，通过点胶阀控制焊剂出量均匀，点焊剂完成后，点胶阀关闭；

（B4），放焊片：在完成步骤（B3）动作过程中，切焊片工位送出焊片，在完成步骤（B3）后，再次通过送料机械手旋转钢柄B，将钢柄B放到焊片工位，并通过切刀把焊片切到对应的钢柄B上；

（B5），送到焊接工位：再次通过送料机械手旋转钢柄B，将钢柄B旋转到焊接工位，焊接下机械手夹住钢柄B，送料机械手返回步骤（B1）；

（B6），焊接：焊接下机械手夹住钢柄B，控制超高频加热感应圈下降，焊接上机械手取好钨钢精磨棒A，放置到钢柄B的对应位置，钢柄B和钨钢精磨棒A到位后通过超高频加热感应圈开始加热，完成焊接，形成钥匙立铣刀原坯；

步骤（C），对焊好的钥匙立铣刀原坯进行焊后清理，将焊缝周围残余的熔剂清除干净，并根据 钥匙立铣刀需要形状，对钥匙立铣刀原坯进行加工。

2.根据权利要求1所述的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，其特征在于：步骤（B6），焊接：焊接下机械手夹住钢柄B，控制超高频加热感应圈下降，焊接上机械手取好钨钢精磨棒A，放置到钢柄B的对应位置，钢柄B和钨钢精磨棒A到位后通过超高频加热感应圈开始加热，完成焊接，形成钥匙立铣刀原坯，具体焊接过程如下：

（B61），保证钢柄B和钨钢精磨棒A的距离，预留出焊片的厚度和焊剂的厚度，并保证焊接空间，并形成钢柄B为上表面定位，钨钢精磨棒A为下表面定位方式进行焊接；

（B62），当钢柄B上的焊片和焊剂充分熔化后，通过由伺服电机驱动丝杆带动焊接上机械手向钢柄B的方向步进，步进总距离为焊片的厚度和焊剂的厚度总和减去焊缝距离，步进速度为50~120mm/min，在钢柄B和钨钢精磨棒A连接后保持受热5~10s；

（B63），完成以上动作后超高频加热停止，开始冷却，当冷却到10-60s，将焊接下机械手、焊接上机械手同时松开，钥匙立铣刀原坯掉入料盒，焊接完成。

3.根据权利要求2所述的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，其特征在于：所述预留出焊片的厚度为0.15mm和焊剂的厚度为0.05mm，所述焊缝距离为0.03 mm，所述步进总距离为0.17mm。

4.根据权利要求1所述的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，其特征在于：所述送料机械手、焊接下机械手、焊接上机械手均为钨钢材质。

5.根据权利要求1所述的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，其特征在于：所述高等级耐磨抗断钨钢精磨棒A为含钴8~15%钨钢棒材，型号选用K20~K50类；所述高硬度特殊钢柄B为硬度HRC48~55、含碳0.15~0.5%、铬含量8~18%的特殊防锈低磁钢材，型号为420钢。

6.根据权利要求1所述的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，其特征在于：步骤（B6），超高频加热感应圈的焊接方法为高频感应钎焊，是利用频率为600kHz，功率在10～100kW之间的高频感应加热电源，产生高频电流，在焊接前，根据超高频加热感应圈的输出功率，使钢柄B的加热速度适中，温度均匀，加热速度应为10～80℃/s。

7.根据权利要求2所述的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，其特征在于：步骤（B62），当钢柄B上的焊片和焊剂充分熔化后，焊接温度在800~1500℃。

8.根据权利要求1所述的钥匙立铣刀的改进型加工工艺，其特征在于：步骤（C），对焊好的钥匙立铣刀原坯进行焊后清理，将焊缝周围残余的熔剂清除干净，清除方法是将焊后已冷却的钥匙立铣刀原坯放入酸洗槽中进行酸洗，盐酸浓度为1:1，酸洗时间在1-4min，然后放入沸水中煮1-2h，再放入冷水槽和热水槽中反复清洗干净多次。

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