一種高精度激光焊接機(jī)剪刃的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械刀片加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種高精度激光焊接機(jī)剪刃。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國(guó)鋼鐵行業(yè)處于主導(dǎo)地位的典型冷乳工藝路線(xiàn)是:轉(zhuǎn)爐冶煉一爐外精煉一初乳開(kāi)坯一熱連乳一酸洗一冷乳一退火一平整一鍍鋅(錫)一成產(chǎn)品。在此典型的冷乳工藝中，帶材焊接設(shè)備必不可少。在運(yùn)行過(guò)程中，先行帶鋼與后行帶鋼必需進(jìn)行焊接，才能保證生產(chǎn)線(xiàn)的連續(xù)作業(yè)。而激光焊接是將具有高功率密度的聚焦激光束投射在被焊接材料上，通過(guò)光束和被焊接材料相互作用，光能被材料吸收轉(zhuǎn)化為熱能，從而使材料熔化的焊接方法。激光焊接熱影響區(qū)小，材料變形小，無(wú)需后續(xù)工序處理；同時(shí)，激光束易于導(dǎo)向、聚焦，實(shí)現(xiàn)各方向變換。因此激光焊接生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益好，被廣泛應(yīng)用于冷乳工藝中。
[0003]目前，冷乳工藝中使用的激光焊接設(shè)備是激光焊機(jī)，激光焊機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn):1、焊接速度快、變形小；2、功率密度高，焊縫熔深大，深寬比可達(dá)5 ;3、控制易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；4、焊縫窄熱影響區(qū)很小，焊縫組織均勻。激光焊機(jī)包括剪子、保護(hù)氣嘴和焊輪等，而剪子有兩組，每一組剪子由上下兩片剪刃組成。激光焊機(jī)的焊接質(zhì)量與剪子剪刃的精度有直接關(guān)系，而評(píng)價(jià)剪刃精度主要的指標(biāo)是剪刃直線(xiàn)度和剪刃平行度。同時(shí)，激光焊機(jī)主要應(yīng)用在汽車(chē)、電子、生物醫(yī)學(xué)等對(duì)焊接質(zhì)量有著較高要求的高新技術(shù)領(lǐng)域，其特點(diǎn)是焊接板材硬度較大、不能有焊縫等問(wèn)題出現(xiàn)，因此，激光焊機(jī)焊接板材時(shí)要有較高的剪切質(zhì)量，對(duì)剪刃的硬度也提出了更高的要求。但是，目前市場(chǎng)上的激光焊機(jī)剪刃在直線(xiàn)度和平行度兩個(gè)方面往往無(wú)法得到進(jìn)一步提升，因此無(wú)法進(jìn)一步提高剪切工件的剪切質(zhì)量，進(jìn)而大大制約了激光焊機(jī)焊接質(zhì)量的進(jìn)一步提升，難以滿(mǎn)足高新技術(shù)領(lǐng)域?qū)Ω吆附淤|(zhì)量的迫切需求。
[0004]關(guān)于提高長(zhǎng)刀片的直線(xiàn)度，現(xiàn)有技術(shù)中已有相關(guān)的技術(shù)方案公開(kāi):如專(zhuān)利公開(kāi)號(hào):CN 103464999 A，公開(kāi)日:2013年12月25日，該申請(qǐng)案公開(kāi)了一種制造整體長(zhǎng)刀片的方法，其步驟為:1)整體長(zhǎng)刀片的原材料準(zhǔn)備:對(duì)鍛造毛坯進(jìn)行拔長(zhǎng)鍛造，其鍛造比為1:3 ;2)鍛造毛坯的退火處理:升溫至860?870°C，保溫4?6小時(shí)，然后空冷到350?400°C，空冷后再升溫到700-720°C，保溫2?3小時(shí)；3)鍛造毛坯的粗加工:劃線(xiàn)和鉆床打孔，劃線(xiàn)時(shí)孔距控制為L(zhǎng)+0.2mm，其中L為整體長(zhǎng)刀片成品的孔距要求；4)整體長(zhǎng)刀片的熱處理:三次預(yù)熱后升高到1020?1040°C，保溫50?55分鐘，保溫后出爐油淬；5)整體長(zhǎng)刀片的深加工。該申請(qǐng)案制造得到的整體長(zhǎng)刀片成品的安裝孔孔距在可控范圍之內(nèi)，保證了整體長(zhǎng)刀片的直線(xiàn)度、垂直度以及優(yōu)異的耐磨性和抗沖擊性能，但是，無(wú)法對(duì)整體長(zhǎng)刀片的直線(xiàn)度和平行度做出顯著提升，制約了剪切工件剪切質(zhì)量的進(jìn)一步提升。
[0005]綜上所述，如何克服現(xiàn)有激光焊機(jī)剪刃在提升直線(xiàn)度和平行度兩個(gè)方面存在的技術(shù)瓶頸，是困擾刀具加工行業(yè)多年的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有激光焊機(jī)剪刃在提升直線(xiàn)度和平行度兩個(gè)方面存在的技術(shù)瓶頸，提供了一種高精度激光焊接機(jī)剪刃，使得剪刃成品的直線(xiàn)度< 0.01mm/m，平行度< 0.01mm，從而大大提升了激光焊機(jī)的焊接質(zhì)量。
[0008]2.技術(shù)方案
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0010]本發(fā)明的高精度激光焊接機(jī)剪刃，包括上剪刃組和下剪刃組，上剪刃組包括兩個(gè)剪刃，上剪刃組的兩個(gè)剪刃分別設(shè)于矩形凸塊的兩個(gè)側(cè)面上，且上剪刃組的兩個(gè)剪刃的剪切面相反向設(shè)置；下剪刃組包括兩個(gè)剪刃，下剪刃組的兩個(gè)剪刃分別設(shè)于矩形凹槽的兩個(gè)內(nèi)側(cè)面上，且下剪刃組的兩個(gè)剪刃的剪切面相對(duì)設(shè)置；矩形凸塊與矩形凹槽相配合；
[0011]上剪刃組的兩個(gè)剪刃和下剪刃組的兩個(gè)剪刃均為結(jié)構(gòu)尺寸相同的剪刃，其中，單個(gè)剪刃的制造方法包括以下步驟:
[0012]步驟一、剪刃的原材料準(zhǔn)備；
[0013]步驟二、鍛造毛壞的退火處理；
[0014]步驟三、鍛造毛坯的粗加工；
[0015]步驟四、鍛造毛坯的調(diào)質(zhì)熱處理；
[0016]步驟五、鍛造毛坯的一次精加工；
[0017]步驟六、鍛造毛坯的最終熱處理；
[0018]步驟七、鍛造毛坯的二次精加工。
[0019]作為本發(fā)明的高精度激光焊接機(jī)剪刃更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述單個(gè)剪刃的剪切面中間位置設(shè)有梯形凹槽，該梯形凹槽將剪切面分為上剪切面和下剪切面；與上剪切面相鄰的一側(cè)面稱(chēng)為上側(cè)面，上側(cè)面向下剪切面所在的一側(cè)傾斜α ;與下剪切面相鄰的一側(cè)面稱(chēng)為下側(cè)面，下側(cè)面向上剪切面所在的一側(cè)傾斜α，所述α為Γ 58'
[0020]作為本發(fā)明的高精度激光焊接機(jī)剪刃更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述單個(gè)剪刃沿長(zhǎng)度方向等間距地設(shè)有安裝孔。
[0021]本發(fā)明的高精度激光焊接機(jī)剪刃的制造方法，其步驟為:
[0022]步驟一、剪刃的原材料準(zhǔn)備
[0023]剪刃采用鍛造毛坯制得，該鍛造毛坯的組分按重量百分比計(jì)為:C:0.74?0.89%, Si 0.20%，V:062 ?0.87%，W:0.35 ?0.45%，Mn:彡 0.45%，Co:彡 0.30%，Ti:0.30 ?0.55%, P..( 0.02%, Cr:8.9 ?IL 74%, Mo 0.45%，其余為 Fe ;先對(duì)剪刃毛壞進(jìn)行切割，然后對(duì)切割好的剪刃毛壞進(jìn)行鍛造加工，將剪刃毛壞進(jìn)行墩粗和拔長(zhǎng)，其鍛造比為5.2?7 ;
[0024]步驟二、鍛造毛壞的退火處理
[0025]經(jīng)過(guò)步驟一鍛造后，將鍛造毛坯進(jìn)行退火處理，具體為:先將鍛造毛坯裝入熱處理爐，經(jīng)過(guò)4?5小時(shí)升溫至600?610°C，保溫2小時(shí)，然后經(jīng)過(guò)I小時(shí)升溫至800?850°C，最后進(jìn)行爐冷；
[0026]步驟三、鍛造毛坯的粗加工
[0027]經(jīng)過(guò)步驟二退火處理后，將鍛造毛坯制成留有精加工余量的工件，其粗加工的步驟為:
[0028]①、將鍛造毛坯兩邊的端頭切去，鍛造毛坯的長(zhǎng)度尺寸放余量+8?10mm，并且在長(zhǎng)度尺寸放余量+8?1mm的基礎(chǔ)上在鍛造毛還的一端留有1mm的吊裝孔長(zhǎng)度余量；
[0029]②、在吊裝孔長(zhǎng)度余量上鉆吊裝孔；
[0030]③、銑平面、側(cè)面，并控制放余量+5?6mm ;
[0031]步驟四、鍛造毛坯的調(diào)質(zhì)熱處理
[0032]經(jīng)過(guò)步驟三粗加工后，對(duì)鍛造毛坯進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，其步驟為:
[0033]①、將立式電阻爐內(nèi)部升溫至800?820 °C，通過(guò)吊裝孔將鍛造毛坯經(jīng)過(guò)2?3分鐘勻速豎直地放入立式電阻爐內(nèi)部；
[0034]②、經(jīng)過(guò)I?2小時(shí)將立式電阻爐內(nèi)部升溫至930?960°C，保溫2小時(shí)，然后立即將鍛造毛坯從立式電阻爐內(nèi)部吊裝出來(lái)；
[0035]③、將鍛造毛坯經(jīng)過(guò)3?4分鐘勻速豎直地放入油淬池內(nèi)進(jìn)行淬火，直至油淬池內(nèi)的平均溫度達(dá)到58?60°C時(shí)，立即將鍛造毛坯從油淬池內(nèi)經(jīng)過(guò)5?6分鐘均速豎直地吊裝出來(lái)；
[0036]④、將鍛造毛坯放入加熱爐內(nèi)部，經(jīng)過(guò)3小時(shí)將加熱爐內(nèi)部升溫至500?550°C，保溫3小時(shí)，然后立即將鍛造毛坯從加熱爐內(nèi)吊裝出來(lái)進(jìn)行空冷；
[0037]步驟五、鍛造毛坯的一次精加工
[0038]經(jīng)過(guò)步驟四調(diào)質(zhì)熱處理后，對(duì)鍛造毛坯進(jìn)行一次精加工，其步驟為:
[0039]①、將鍛造毛坯一端1mm的吊裝孔長(zhǎng)度余量切除，同時(shí)控制鍛造毛坯的長(zhǎng)度尺寸放余量+3?4mm ；
[0040]②、銑平面、側(cè)面，并控制放余量+3?3.5mm ；
[0041]步驟六、鍛造毛坯的最終熱處理
[0042]經(jīng)過(guò)步驟五一次精加工后，對(duì)鍛造毛坯進(jìn)行最終熱處理，其步驟為:
[0043]①、將加熱爐內(nèi)部升溫至1100?1150°C，然后將鍛造毛坯放入加熱爐內(nèi)部，保溫2?3小時(shí)后，將