CN115386686A - 一种刃具激光二次淬火装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刃具激光二次淬火装置，包括激光器、刃具定位模和刃具换面机构，刃具定位模与刃具换面机构连接，激光器位于刃具定位模上方，且激光器与刃具定位模间可相对运动，刃具定位模包括可开合的第一模体和第二模体，第一模体和第二模体内设有刃具嵌置槽，第一模体和第二模体间设有开合机构。本发明可替代人工自动完成刃具二次淬火处理的自动化，提高淬火处理工作效率，从而提高工作效率，降低劳动强度及安全风险，利于二次淬火工艺的稳定实施，提升刃具使用寿命。

Description

一种刃具激光二次淬火装置

技术领域

本发明涉及一种工具加工装置，更具体地说，它涉及一种刃具激光二次淬火装置。

背景技术

传统的带不锈钢类刃口的工具如折叠刀、单开刀、剪刀、钳子、管子割刀、铲刀等，多采用马氏体不锈钢，如20Cr13、30Cr13、40Cr13、50Cr15MoV、68Cr17、95Cr18、90Cr18MoV等为基体，经下料、冲裁后进行常规的淬火、回火，再经磨削开刃后装配出货。通常情况下，此类刃具只是在气氛保护加热炉中进行一次热处理，包括淬火、回火，加热速度、冷却速度相对较慢，淬火后刀片晶粒尺寸较粗大，晶粒度级别在7-9级左右，强度较低，整个刃具上各个区域的硬度是接近均匀一致的。但由于磨削刃口时会产生较多的磨削热量，对刃口造成类似回火的作用，磨削后刃口硬度甚至比基体硬度还低0.5-1.0HRC左右。当刃具的整体硬度较高时，刃口的耐磨性较好，但刃具整体脆性较大；当刃具的整体硬度较低时，刃具整体韧性较好，但刃口耐磨性较低，使用寿命不佳。如何在保持刃具的基体具有相对较低硬度、较高韧性的基础上，提升刃口的硬度、耐磨性，从而提升实际使用寿命，成为一项有意义的探索。目前业内通常采用二次淬火工艺对刃具的刃口部位进行强化处理，但现有此类工艺多采用人工作业方式实施，即人工把控刃具接近火焰、线圈或激光源，工作效率低，劳动强度大且不易准确控制。公开号为CN108588383A的发明专利公开了一种细化不锈钢刀具刃部晶粒及一次碳化物方法，方法将刀具刃部加热到奥氏体化温度以上保温一段时间后出炉，对刀具刃部施加多道次的辊锻，随后进行再结晶退火和二次淬火，有效细化了刀具刃部一次碳化物和晶粒。但该发明没有披露二次淬火的实施装置。

发明内容

现有的刃具二次淬火工艺多采用人工作业方式实施，缺少专用设备，工作效率低，劳动强度大，控制不易，为克服这些缺陷，本发明提供了一种专用于刃具的刃具激光二次淬火装置，自动化程度高，可提高工作效率，降低劳动强度，精确控制工艺过程。

本发明的技术方案是，一种刃具激光二次淬火装置，包括激光器、刃具定位模和刃具换面机构，刃具定位模与刃具换面机构连接，激光器位于刃具定位模上方，且激光器与刃具定位模间可相对运动，刃具定位模包括可开合的第一模体和第二模体，第一模体和第二模体内设有刃具嵌置槽，第一模体和第二模体间设有开合机构。使用本发明时，将已经过常规淬火、回火的刃具放进刃具定位模，被刃具定位模定位的刃具刃口部位与激光器位置对应，然后操控激光器与刃具定位模间相对运动，激光器发出的激光束照射在刃口部位并根据刃口长度移动相应距离，实施激光二次淬火，使得刃口部位基体晶粒组织再次细化，达到刃具提升刃口强度，保持刃具机体韧性目的，从而提升刃具使用寿命。本刃具激光二次淬火装置专门用于刃具的二次淬火加工，可替代人工，从而提高工作效率低，降低劳动强度及安全风险，并精确控制工艺过程。

作为优选，所述刃具换面机构包括支架、翻转驱动件和定位模安装座，翻转驱动件固定在支架上，定位模安装座与翻转驱动件的输出端固定，第一模体和第二模体共同铰接在定位模安装座上。刃具换面机构用于刃具的自动换面，使得刃具的两面刃口均可得到全面的二次淬火处理。换面时，第一模体和第二模体先通过开合机构合拢，然后翻转驱动件启动，带动定位模安装座翻转180°，第一模体和第二模体上下易位，然后再通过开合机构打开，此时夹在第一模体和第二模体内的刃具就完成了换面。

作为优选，翻转驱动件为旋转气缸。

作为另选，翻转驱动件为电机。

作为优选，所述开合机构包括开合气缸和一对撑杆，开合气缸铰接在定位模安装座上，两撑杆的一端共同铰接在开合气缸的活塞杆上，另一端分别与第一模体、第二模体铰接。两撑杆、第一模体和第二模体构成四连杆结构，开合气缸的活塞杆伸缩，驱动两撑杆的连接点时，四连杆结构整体变形，改变第一模体和第二模体的夹角，实现刃具定位模的开合。

作为优选，本刃具激光二次淬火装置还包括底板和激光器支架，刃具定位模设于底板上，激光器支架架空于底板上方，激光器支架上设有一激光器安装板，激光器安装于激光器支架上。底板和激光器支架为本刃具激光二次淬火装置的支撑件，为刃具定位模、激光器提供安装支撑，也便于刃具定位模、激光器间更好地保持相对位置，以利工作配合。

作为优选，激光器支架为一长方形框架，激光器安装板滑动连接在激光器支架上，激光器支架上还设有螺杆，激光器安装板两侧滑动套接在激光器支架的两条长边上，激光器安装板与螺杆通过螺纹连接。本技术方案中，激光器安装板可携激光器在螺杆的驱动下在激光器支架上滑动，而刃具定位模保持位置固定，这样即可实现激光器与刃具定位模间的相对运动。

作为另选，激光器安装板固定在激光器支架上，底板滑动连接在一对滑轨上，两滑轨之间设有螺杆，底板与该螺杆通过螺纹连接。本技术方案中，激光器安装板及激光器保持位置固定，底板则携刃具定位模在螺杆的驱动下在滑轨上滑动，这样也可实现激光器与刃具定位模间的相对运动。

作为优选，激光器安装板上设有一激光器升降驱动件，激光器连接在激光器升降驱动件的输出端。激光器升降驱动件可驱动激光器升降，可在刃具定位模翻转、刃具换面时进行避让，也可改变激光器与刃具的距离，调节淬火温度。

作为优选，底板两端各设有一模体锁止机构，模体锁止机构包括锁止气缸、锁止杆和杆套，锁止气缸和杆套固定在底板上，锁止杆滑动穿连在杆套内并与锁止气缸的活塞杆连接。模体锁止机构用于锁止刃具定位模翻转到位后在下的模体，这样开合机构打开刃具定位模时，在下的模体静止并承载刃具，只有在上的模体翻转，使刃具露出，以接受激光照射。

本发明的有益效果是：

提高淬火处理工作效率。本发明可替代人工自动完成刃具二次淬火处理的自动化，提高淬火处理工作效率，从而提高工作效率，降低劳动强度及安全风险。

利于二次淬火工艺的稳定实施。本发明为实施刃具二次淬火工艺的专用设备，在控制运动速度、距离时更为稳定、精确，从而可更精确地控制工艺过程，确保工艺稳定实施。

提升刃具使用寿命。本发明保持实用刀的刀片、不锈钢刀具的基体具有相对较低硬度、较高韧性的基础上，提升刃口的硬度、耐磨性，从而提升刃具实际使用寿命。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明局部的一种工作状态示意图；

图3为本发明的一种俯视图；

图4为本发明刃具换面时的状态示意图；

图5为本发明的另一种结构示意图。

图中，1-激光器，2-刃具定位模，3-第一模体，4-第二模体，5-支架，6-翻转驱动件，7-定位模安装座，8-开合气缸，9-撑杆，10-底板，11-激光器支架，12-激光器安装板，13-螺杆，14-滑轨，15-激光器升降驱动件，16-锁止气缸，17-锁止杆，18-杆套。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1至图4所示，一种刃具激光二次淬火装置，包括激光器1、刃具定位模2和刃具换面机构，刃具定位模2与刃具换面机构连接，激光器1位于刃具定位模2上方，且激光器1与刃具定位模2间可相对运动，刃具定位模2包括可开合的第一模体3和第二模体4，第一模体3和第二模体4的端部铰接，第一模体3和第二模体4内设有刃具嵌置槽，第一模体3和第二模体4间设有开合机构。所述刃具换面机构包括支架5、翻转驱动件6和定位模安装座7，翻转驱动件6固定在支架5上，定位模安装座7与翻转驱动件6的输出端固定，第一模体3和第二模体4间的铰链固定共同铰接在定位模安装座7上。翻转驱动件6为旋转气缸。所述开合机构包括开合气缸8和一对撑杆9，开合气缸8铰接在定位模安装座7上，两撑杆9的一端共同铰接在开合气缸8的活塞杆上，另一端分别与第一模体3、第二模体4一一对应铰接。本刃具激光二次淬火装置还包括底板10和激光器支架11，激光器支架11固定在底板10上，刃具定位模2设于底板10上，激光器支架11架空于底板10上方，激光器支架11上设有一激光器安装板12，激光器1安装于激光器支架11上。激光器支架11为一长方形框架，激光器安装板12滑动连接在激光器支架11上，激光器支架11上还设有螺杆13，螺杆13通过轴承与激光器支架11的两条短边转动连接，激光器支架11一端设有螺杆驱动电机，螺杆13一端与螺杆驱动电机传动连接，激光器安装板12两侧滑动套接在激光器支架11的两条长边上，激光器安装板12与螺杆13通过螺纹连接。激光器安装板12上设有一激光器升降驱动件15，激光器升降驱动件为气缸，激光器1连接在激光器升降驱动件15的输出端。底板10两端各设有一模体锁止机构，模体锁止机构包括锁止气缸16、锁止杆17和杆套18，锁止气缸16和杆套18固定在底板10上，锁止杆17滑动穿连在杆套18内并与锁止气缸16的活塞杆连接，第一模体3、第二模体4的端面各设有一与锁止杆17对应的锁止孔，锁止杆17插入锁止孔即可实现第一模体3或第二模体4在底板10上的锁止。本刃具激光二次淬火装置处于原点时，激光器安装板12停止在激光器支架11左端，激光器1升起，刃具定位模2张开，第一模体3贴合在底板10左半侧上并被模体锁止机构锁止，第二模体4垂直于底板10。

本刃具激光二次淬火装置在PLC控制下工作，其工作方法包括下列步骤：

步骤一.人工将待将已经过常规淬火、回火的刃具转移到处于原点的本刃具激光二次淬火装置上，放进第一模体3的刃具嵌置槽内，启动本刃具激光二次淬火装置，在PLC控制下，螺杆驱动电机带动螺杆13转动，激光器升降驱动件15驱动激光器1下降，激光器安装板12携激光器1在激光器支架11左端和中央之间往复移动两次，激光器1发出的激光束打在被刃具定位模定位的刃具刃口部位，对刃具的一面实施激光二次淬火；

步骤二.在PLC控制下，激光器安装板12携激光器1回到激光器支架11左端，激光器1升起，开合气缸8的活塞杆回缩，撑杆9收合，第一模体3、第二模体4合拢，锁止气缸16的活塞杆回缩，带动锁止杆17从第一模体3上的锁孔中抽出，使刃具定位模2与底板10解锁；

步骤三.在PLC控制下，螺杆驱动电机带动螺杆13转动，激光器安装板12携激光器1移动到激光器支架11右端，然后翻转驱动件6启动，带动定位模安装座7翻转180°，第一模体3和第二模体4上下易位，第二模体4贴合在底板10右半侧，并被模体锁止机构锁止，然后开合气缸8的活塞杆伸出，撑杆9再次撑开，使刃具定位模2再次张开，第一模体3垂直于底板10，夹在第一模体3和第二模体4内的刃具完成换面；

步骤四.在PLC控制下，螺杆驱动电机带动螺杆13转动，激光器安装板12携激光器1在激光器支架11右端和中央之间往复移动两次，对刃具的另一面实施激光二次淬火。

实施例2：

翻转驱动件6为电机。如图5所示，激光器安装板12固定在激光器支架11上，底板10通过滑块滑动连接在一对滑轨14上，滑轨14设于一基台上，两滑轨14之间设有一与滑轨14平行的螺杆，螺杆通过轴承与两个固定在基台上的轴座转动连接，基台上设有螺杆驱动电机，螺杆一端与该螺杆驱动电机传动连接，底板10与该螺杆通过螺纹连接。激光器升降驱动件15为电动缸。本刃具激光二次淬火装置处于原点时，激光器安装板12停止在滑轨14右端，激光器1升起，刃具定位模2张开，第一模体3贴合在底板10左半侧上并被模体锁止机构锁止，第二模体4垂直于底板10。

步骤一中，在PLC控制下，螺杆驱动电机带动螺杆转动，激光器1下降，底板10携刃具定位模2在螺杆的驱动下在滑轨14上滑动，在滑轨14右端和中央之间往复移动两次；

步骤二中，在PLC控制下，底板10携刃具定位模2回到激光器支架11右端，激光器1升起，第一模体3、第二模体4合拢；

步骤三.在PLC控制下，螺杆驱动电机带动螺杆转动，底板10携刃具定位模2移动到滑轨14左端，然后翻转驱动件6带动定位模安装座7翻转180°，第一模体3和第二模体4上下易位并再次张开，刃具完成换面；

步骤四中，在PLC控制下，螺杆驱动电机带动螺杆转动，激光器1下降，底板10携刃具定位模2在滑轨14左端和中央之间往复移动两次。

其余同实施例1。

Claims (10)

1.一种刃具激光二次淬火装置，其特征是包括激光器（1）、刃具定位模（2）和刃具换面机构，刃具定位模（2）与刃具换面机构连接，激光器（1）位于刃具定位模（2）上方，且激光器（1）与刃具定位模（2）间可相对运动，刃具定位模（2）包括可开合的第一模体（3）和第二模体（4），第一模体（3）和第二模体（4）内设有刃具嵌置槽，第一模体（3）和第二模体（4）间设有开合机构。

2.根据权利要求1所述的刃具激光二次淬火装置，其特征是所述刃具换面机构包括支架（5）、翻转驱动件（6）和定位模安装座（7），翻转驱动件（6）固定在支架（5）上，定位模安装座（7）与翻转驱动件（6）的输出端固定，第一模体（3）和第二模体（4）共同铰接在定位模安装座（7）上。

3.根据权利要求2所述的刃具激光二次淬火装置，其特征是翻转驱动件（6）为旋转气缸。

4.根据权利要求2所述的刃具激光二次淬火装置，其特征是翻转驱动件（6）为电机。

5.根据权利要求2所述的刃具激光二次淬火装置，其特征是所述开合机构包括开合气缸（8）和一对撑杆（9），开合气缸（8）铰接在定位模安装座（7）上，两撑杆（9）的一端共同铰接在开合气缸（8）的活塞杆上，另一端分别与第一模体（3）、第二模体（4）铰接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的刃具激光二次淬火装置，其特征是还包括底板（10）和激光器支架（11），刃具定位模（2）设于底板（10）上，激光器支架（11）架空于底板（10）上方，激光器支架（11）上设有一激光器安装板（12），激光器（1）安装于激光器支架（11）上。

7.根据权利要求6所述的刃具激光二次淬火装置，其特征是激光器支架（11）为一长方形框架，激光器安装板（12）滑动连接在激光器支架（11）上，激光器支架（11）上还设有螺杆（13），激光器安装板（12）两侧滑动套接在激光器支架（11）的两条长边上，激光器安装板（12）与螺杆（13）通过螺纹连接。

8.根据权利要求6所述的刃具激光二次淬火装置，其特征是激光器安装板（12）固定在激光器支架（11）上，底板（10）滑动连接在一对滑轨（14）上，两滑轨（14）之间设有螺杆，底板（10）与该螺杆通过螺纹连接。

9.根据权利要求6所述的刃具激光二次淬火装置，其特征是激光器安装板（12）上设有一激光器升降驱动件（15），激光器（1）连接在激光器升降驱动件（15）的输出端。

10.根据权利要求6所述的刃具激光二次淬火装置，其特征是底板（10）两端各设有一模体锁止机构，模体锁止机构包括锁止气缸（16）、锁止杆（17）和杆套（18），锁止气缸（16）和杆套（18）固定在底板（10）上，锁止杆（17）滑动穿连在杆套（18）内并与锁止气缸（16）的活塞杆连接。

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