CN113369612A - 一种湿型砂铸造浇口杯铣刀的制作方法 - Google Patents

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李世杰
范宝锋
李占强
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Abstract

本发明提供了一种湿型砂铸造浇口杯铣刀的制作方法，包括以下步骤：步骤1）选材，选用普通碳素钢板作为基材；步骤2）线切割，利用线切割技术将碳素钢板加工出铣刀的外形轮廓；步骤3）加工刀刃，利用加工中心对铣刀的工作区进行加工，加工出刀刃；步骤4）工作区域局部淬火，对工作区域进行淬火，加热温度至800°C‑1000°C，保温一定时间后取出，放入盐水中浸泡3‑10min，对工作区以外的区域不进行淬火处理。通过该方法制造的铣刀工作区硬度达标，安装区又具有良好的韧性，结构一致性好，过渡圆滑无凹凸台阶，成本低廉性能优异。

Description

一种湿型砂铸造浇口杯铣刀的制作方法
技术领域
本发明涉及湿型砂铸造浇口杯领域，具体的说，涉及了一种湿型砂铸造浇口杯铣刀的制作方法。
背景技术
湿型砂铸造离不开浇口杯成型，传统的浇口杯成型利用复合铣刀，复合铣刀包括安装区和工作区，安装区通常为普通的铁质材质，工作区采用高性能的复合材质，安装区和工作区因材质不同且两个区域采用手工焊接手段联结在一起，制作周期长、成本高。
由于是人工焊接，且材质变化差异大，焊接难度大，质量不易把控，不但铣刀工作区和安装区焊接不规矩、过渡不圆滑且一致性差，而且工作过程中容易出现浇口杯成型不规矩、存在凸凹不平、带浮沙，特别圆弧过渡区域更严重。
由于上述问题导致合箱时，浮沙落入型腔或浇注过程中随铁液冲入型腔，造成铸件砂眼缺陷，严重者铸件报废，大大浪费了生产成本。
仅采用合箱前人工气吹，检查，无法杜绝，人为因素影响较大。
另外，还有一种利用浇注成型的方法制作浇口铣刀的工艺，如专利号为：201610611291.7的发明专利，这种工艺虽然能够实现铣刀一体成型，但是作为铣刀而言，对性能要求较高，会导致良品率过低。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种安装区韧性好、工作区硬度高、成本低廉、寿命长、结构一致性好、无明显过渡痕迹的湿型砂铸造浇口杯铣刀的制作方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种湿型砂铸造浇口杯铣刀的制作方法，包括以下步骤：
步骤1）选材，选用普通碳素钢板作为基材；
步骤2）线切割，利用线切割技术将碳素钢板加工出铣刀的外形轮廓；
步骤3）加工刀刃，利用加工中心对铣刀的工作区进行加工，加工出刀刃；
步骤4）工作区域局部淬火，对工作区域进行淬火，加热温度至800°C-1000°C，保温一定时间后取出，放入盐水中浸泡3-10min，对工作区以外的区域不进行淬火处理。
基上所述，步骤1）和步骤2）中，选用多块普通碳素钢板作为基材，叠加在一起用线切割技术加工出多块铣刀的外形轮廓。
基上所述，步骤3）中，利用加工中心加工出铣刀的安装孔。
基上所述，所述碳素钢板的厚度为12±2mm。
基上所述，步骤4）中，对工作区局部淬火的淬火宽度控制在25±5mm。
基上所述，步骤4）中，淬火温度为900±15℃。
基上所述，步骤4）中，保温时长为1小时。
基上所述，步骤2）中，线切割技术所使用的工具为线切割机床。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明采用该方法制造铣刀，过程简单，周期短，原材料获取容易，且铣刀整体材料一致，无需焊接固定，造型规矩，工作区和安装区的过渡区域无明显过渡痕迹，形状圆滑无凹凸不平的问题；安装区使用碳素钢板基材，具有足够的韧性，工作区采用热处理工艺处理，具有较高的硬度和耐磨性，硬度可以达到HRC50-60，且由于取材方便，造价低，使得整体的制作成本低，便于推广应用。
附图说明
图1是本发明背景技术中改善前浇口杯复合铣刀的外形图。
图2是本发明中改善后的浇口杯整体成型铣刀的外形图。
图3是本发明中背景技术中采用复合铣刀加工出的浇口杯的外形图。
图4是本发明中的整体成型铣刀加工出的浇口杯外形图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
一种湿型砂铸造浇口杯铣刀的制作方法，包括以下步骤：
步骤1）选材，选用普通碳素钢板作为基材，选用钢板的尺寸控制在厚度为12±2mm，由于普通碳素钢板具有良好的韧性，且在车间中随意可得，可以从其它工件的边角料中取材，对于废旧物料的利用率提高。
步骤2）线切割，利用线切割技术将碳素钢板加工出铣刀的外形轮廓，具体的，采用线切割机床，将钢板先分割成形状接近的板块，然后将其两端夹紧在机床的转轴上，进行外形加工。
该步骤中，为了加工效率，可以使用多块碳素钢板材叠加在一起，利用线切割加工技术加工出铣刀的外形轮廓。
步骤3）加工刀刃，利用加工中心对铣刀的工作区进行加工，加工出刀刃，同时加工出铣刀的安装孔，由于刀具为整体结构，加工中心加工的过程中无需考虑不同材质的切割问题，加工效率更高，且过渡区域可以控制的更加圆滑，没有凹凸不平的台阶状结构，成型后的一致性更好。
该步骤中，通常采用加工中心加工的是工件，铣刀一般作为加工中心的工具使用，故而采用加工中心加工刀具本身，尤其是加工刀具的刀刃，是一种新的尝试。
步骤4）工作区域局部淬火，对工作区域进行淬火，淬火宽度控制在25±5mm，加热温度至800°C-1000°C，优选为900±15℃，保温一个小时后取出，放入盐水中浸泡3-10min，优选时间为5min，对工作区以外的区域不进行淬火处理。
由于刀具的刀刃进行了局部的淬火处理，使得刀刃部位的硬度和耐磨性提高，硬度可以达到HRC50-60，而安装区又保留了材料本身具备的韧性，使得刀具在使用过程中遇到外力不易断裂，同时又有足够的耐磨性，提高了使用寿命。
如图1和图2所示，改善后的刀具整体一致性好，边缘轮廓清晰，过渡区域光滑、规矩。
如图3和图4所示，改善后的刀具所制作的浇口杯表面光滑，圆整无浮沙，有效避免了铸件加工过程中，浮沙冲入型腔导致铸件沙眼的缺陷。
由于整体加工选用废弃料，物料成本低，加工工序简单，速度快，成型周期短，对于生产制造企业而言具有极好的应用价值。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种湿型砂铸造浇口杯铣刀的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1）选材，选用普通碳素钢板作为基材；
步骤2）线切割，利用线切割技术将碳素钢板加工出铣刀的外形轮廓；
步骤3）加工刀刃，利用加工中心对铣刀的工作区进行加工，加工出刀刃；
步骤4）工作区域局部淬火，对工作区域进行淬火，加热温度至800°C-1000°C，保温一定时间后取出，放入盐水中浸泡3-10min，对工作区以外的区域不进行淬火处理。
2.根据权利要求1所述的湿型砂铸造浇口杯铣刀的制作方法，其特征在于：步骤1）和步骤2）中，选用多块普通碳素钢板作为基材，叠加在一起用线切割技术加工出多块铣刀的外形轮廓。
3.根据权利要求2所述的湿型砂铸造浇口杯铣刀的制作方法，其特征在于： 步骤3）中，利用加工中心加工出铣刀的安装孔。
4.根据权利要求3所述的湿型砂铸造浇口杯铣刀的制作方法，其特征在于：所述碳素钢板的厚度为12±2mm。
5.根据权利要求4所述的湿型砂铸造浇口杯铣刀的制作方法，其特征在于：步骤4）中，对工作区局部淬火的淬火宽度控制在25±5mm。
6.根据权利要求4所述的湿型砂铸造浇口杯铣刀的制作方法，其特征在于：步骤4）中，淬火温度为900±15℃。
7.根据权利要求4所述的湿型砂铸造浇口杯铣刀的制作方法，其特征在于：步骤4）中，保温时长为1小时。
8.根据权利要求7所述的湿型砂铸造浇口杯铣刀的制作方法，其特征在于：步骤2）中，线切割技术所使用的工具为线切割机床。
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