專利名稱：一種盾構(gòu)機(jī)刮刀制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)機(jī)刀具配件制造技術(shù)，具體涉及一種盾構(gòu)機(jī)刮刀制造方法。
背景技術(shù)：
隨著我國現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，以地鐵為代表的隧道工程建設(shè)事業(yè)正如火如荼，大型隧洞工程建設(shè)越來越多，并且正朝著直徑越來越大、里程越來越長、質(zhì)量要求越來越高的方向發(fā)展。盾構(gòu)施工法在隧洞建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用，是現(xiàn)代隧洞工程施工的最佳選擇，而盾構(gòu)機(jī)是盾構(gòu)工法中應(yīng)用的現(xiàn)代化的專業(yè)設(shè)備。各形狀刮刀是盾構(gòu)機(jī)用于切削卵石和巖石地層的專用刀具之一，它們或組合安裝或單獨(dú)安裝在刀盤上且在隧道施工時(shí)被貫入巖石卵石或土層中，同時(shí)刀盤在旋轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)公轉(zhuǎn)，使刀具在巖石卵石或土層上連續(xù)進(jìn)行連續(xù)開挖剝離卵石渣土，而國內(nèi)目前盾構(gòu)機(jī)用大型刮刀大都采用在合金刀體上加裝大塊硬質(zhì)合金刀刃的結(jié)構(gòu)，連接方法多為釬焊，焊接強(qiáng)度不高，一般適應(yīng)范圍小，遇到大卵石宜產(chǎn)生沖擊地層容易發(fā)生脫落進(jìn)而刀體磨損等缺點(diǎn)，不能滿足對(duì)刀具強(qiáng)度日益提高的要求。本發(fā)明提供一種有足夠硬質(zhì)合金焊接強(qiáng)度、刀刃硬度和刀體耐磨性和適應(yīng)卵石地層的大型盾構(gòu)機(jī)用刮刀和制造工藝方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種有足夠強(qiáng)度、刀刃部分各刃角合理、耐磨性好和安裝更換方便的能適應(yīng)復(fù)雜大粒徑卵石地質(zhì)條件的盾構(gòu)機(jī)刮刀部件和制造工藝方法。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明為解決上述技術(shù)制造工藝方法采用如下所述的技術(shù)方案一、本案發(fā)明的卵石地層用盾構(gòu)機(jī)大型刮刀，包括刀體1、主刀刃2和輔助刀刃3以及端主刀刃4，耐磨層5構(gòu)成，所述刀體I頂面依次開有臺(tái)階和U型槽，所述主刀刃2和端主刀刃4釬焊固聯(lián)在臺(tái)階上，使其主刀刃高出刀體表面，所述輔助刀刃3設(shè)置兩排并釬焊固聯(lián)在U型槽內(nèi)并高出刀體頂面。二、為更好的實(shí)施本發(fā)明創(chuàng)造，所述刀體I設(shè)置為園弧形，且沿刀體經(jīng)向設(shè)置兩列階梯安裝孔。使所述的本發(fā)明卵石刮刀通過連接螺栓穿過刀體上的階梯孔剛性固定安裝到盾構(gòu)機(jī)的刀盤上，由硬質(zhì)合金塊組成的主刀刃部分面對(duì)開挖的卵石掌子面進(jìn)行撞擊切割破碎掘進(jìn)。進(jìn)一步的，所述刀體I的前端面和后端面設(shè)有高耐磨性的耐磨層5。三、所述主刀刃2設(shè)有a角度的后角，b角度的刃傾角，內(nèi)半徑為r且夾角為9度的扇形，端主刀刃4設(shè)有e角度的后角，且將后刀面設(shè)底部外半徑為Rl且往上過渡為直平面的特殊后刀面、f角度的負(fù)刃傾角，內(nèi)半徑為R2的偏置內(nèi)圓弧臺(tái)階，使之便于切割卵石和減少阻力提高卵石渣土的流動(dòng)性。輔助刀刃3設(shè)置成扇形鑲焊刀U形槽內(nèi)，起輔助切割保護(hù)刀體的作用。四、為保證上述發(fā)明刮刀刀刃的釬焊焊縫強(qiáng)度，實(shí)施制造釬焊工藝方法及其過程是本發(fā)明的核心內(nèi)容，其具體實(shí)施控制過程是刀體的制作，結(jié)合附圖所示，將制好的鋼錠，根據(jù)刀體圖紙尺寸選擇需要的下料用量，用鍛模進(jìn)行模鍛制成刀體毛坯，將刀體毛坯置于熱處理爐內(nèi)進(jìn)行退火處理，然后進(jìn)行機(jī)械粗加工，再重新將粗加工后的刀體毛坯置于熱處理爐內(nèi)，進(jìn)行的中間熱處理，使其硬度在HRC40-45 ;然后在刀體兩側(cè)，堆焊涂覆耐磨層，而后在數(shù)控機(jī)床上對(duì)刀體一側(cè)進(jìn)行機(jī)械精密加工出合金刀刃臺(tái)階然后在刀體外周加工出至少一道U型槽，U型槽中釬焊輔助刀刃，刀體外側(cè)的臺(tái)階上依次釬焊端主刀刃與主刀刃。<1>先做好準(zhǔn)備工作，選用功率匹配的中頻感應(yīng)加熱電源，調(diào)整好釬焊工裝，制作開口式加熱線圈，使線圈保持與焊接刀體之間的距離為3 4mm ;再根據(jù)釬焊貼面大小裁剪合適尺寸的片狀釬料(該釬料是根據(jù)刮刀特性進(jìn)行選定的含有銀、鎳、銅、鋅、鎘等多種合金元素的制成的片狀)和中間夾墊的不銹鋼網(wǎng)墊片；然后將刮刀體和硬質(zhì)合金各刀刃用超聲波清洗液進(jìn)行清洗待用。〈2>配制阻流釬劑方法，選用銀釬劑和純凈水按3 I的比例(立方米=m3)調(diào)勻成糊狀，并加熱55°C 60°C攪拌均勻且無顆粒物存在待用。注意該糊狀釬劑出現(xiàn)分層現(xiàn)象時(shí)不得使用，必須重新加熱攪拌均勻后方可使用。<3>不銹鋼網(wǎng)狀墊片的選用和清洗，選不銹鋼墊網(wǎng)，先用工業(yè)酒精清洗油污，而后硝酸和水按3 17的比例(重量)配成酸洗液浸蝕清洗5分鐘(去除氧化膜)，該步驟要嚴(yán)格按所需比例配制酸洗液，按所規(guī)定時(shí)間清洗，避免出現(xiàn)清洗不徹底或過腐蝕現(xiàn)象。再用熱水漂洗干凈后立即放入配好的糊狀釬劑中浸透再進(jìn)行使用。該步工序必須隨用隨行，不得使清洗過的不銹鋼網(wǎng)再受污染。否則釬焊強(qiáng)度會(huì)大大降低?！?>刀體與合金刀刃釬焊前的配裝固定，用干凈的毛刷蘸配制好的糊狀釬劑均勻的涂刷到硬質(zhì)合金各刀刃與刀體的待焊面上，再在刀體待焊面上疊裝片狀特制釬料+不銹鋼網(wǎng)+片狀釬料+硬質(zhì)合金刀刃的順序進(jìn)行疊加裝配固好待焊?！?>釬焊過程先把配裝好釬料、墊網(wǎng)和合金刀刃的刀體固定到專用焊接胎具上，套好加熱開式線圈，用中頻加熱電源啟動(dòng)功率3Kw，邊加熱邊均勻轉(zhuǎn)動(dòng)胎具，使得被焊大型刮刀刀體均勻預(yù)熱到300°C ;然后再從大型刮刀一端開始起焊，加大功率使焊接溫度快速達(dá)到760 780°C，使釬料逐漸熔化且及時(shí)補(bǔ)充，同時(shí)給合金刀刃適當(dāng)加力使之螺動(dòng)，排出多余汽化氣體，保證釬料不過氧化焊接牢固，依次逐段進(jìn)行，當(dāng)最后一段刮刀焊接完成后，放入已加熱到600°C的保溫爐內(nèi)，并以450C /小時(shí)的冷卻速度緩慢冷卻，待冷卻到常溫后，取出經(jīng)檢驗(yàn)合格的，進(jìn)行清理涂裝，本案所述廣品制造完成。有益效果刀具組合安裝在旋轉(zhuǎn)的切削刀盤上，在刀盤的推進(jìn)作用下對(duì)掌子面進(jìn)行掘進(jìn)開挖。本發(fā)明能夠提供一種有足夠合金焊接強(qiáng)度、刀刃和刀體有足夠硬度和耐磨性的大型盾構(gòu)機(jī)刮削刀具，解決了長期以來困擾本領(lǐng)域技術(shù)人員關(guān)于刀刃和刀體都有足夠硬度和強(qiáng)度的難題，特別適合盾構(gòu)施工難度較大的卵石地層的刮削刀具的加工和硬質(zhì)合金釬焊工藝方法和工藝過程，取得了意想不到的效果，是使用方獲得了更大的收益。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。圖1是，總裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是，刀體截面剖視圖。圖1、2中，刀體1、主刀刃2、輔助刀刃3、端主刀刃4，耐磨層5。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1刀體I的制作，結(jié)合附圖所示，將制好的鋼錠，根據(jù)刀體I圖紙尺寸選擇需要的下料用量，用鍛模進(jìn)行模鍛制成刀體I毛坯，將刀體I毛坯置于熱處理爐內(nèi)進(jìn)行退火處理，然后進(jìn)行機(jī)械粗加工，再重新將粗加工后的刀體I毛坯置于熱處理爐內(nèi)，進(jìn)行的中間熱處理，使其硬度在HRC40-45 ;然后在刀體I兩側(cè)，堆焊涂覆耐磨層5，而后在數(shù)控機(jī)床上對(duì)刀體I一側(cè)進(jìn)行機(jī)械精密加工出合金刀刃臺(tái)階然后在刀體I外周加工出至少一道U型槽，U型槽中釬焊輔助刀刃3，刀體I外側(cè)的臺(tái)階上依次釬焊端主刀刃4與主刀刃2。實(shí)施例2先做好準(zhǔn)備工作，選用功率匹配的中頻感應(yīng)加熱電源，調(diào)整好釬焊工裝，制作開口式加熱線圈，使線圈保持與焊接刀體之間的距離為3 4mm ;再根據(jù)釬焊貼面大小裁剪合適尺寸的片狀釬料(該釬料是根據(jù)刮刀特性進(jìn)行選定的含有銀、鎳、銅、鋅、鎘等多種合金元素的制成的片狀)和中間夾墊的不銹鋼網(wǎng)墊片；然后將刮刀體和硬質(zhì)合金各刀刃用超聲波清洗液進(jìn)行清洗待用。實(shí)施例3配制阻流釬劑方法，選用銀釬劑和純凈水按3 I的比例(立方米=m3)調(diào)勻成糊狀，并加熱55°C 60°C攪拌均勻且無顆粒物存在待用。注意該糊狀釬劑出現(xiàn)分層現(xiàn)象時(shí)不得使用，必須重新加熱攪拌均勻后方可使用。不銹鋼網(wǎng)狀墊片的選用和清洗，選不銹鋼墊網(wǎng)，先用工業(yè)酒精清洗油污，而后用硝酸和水按3 17的比例(重量％)配成酸洗液浸蝕清洗5分鐘(去除氧化膜)，該步驟要嚴(yán)格按所需比例配制酸洗液，按所規(guī)定時(shí)間清洗，避免出現(xiàn)清洗不徹底或過腐蝕現(xiàn)象。再用熱水漂洗干凈后立即放入配好的糊狀釬劑中浸透再進(jìn)行使用。該步工序必須隨用隨行，不得使清洗過的不銹鋼網(wǎng)再受污染。否則釬焊強(qiáng)度會(huì)大大降低。實(shí)施例4刀體與合金刀刃釬焊前的配裝固定，用干凈的毛刷蘸配制好的糊狀釬劑均勻的涂刷到硬質(zhì)合金各刀刃與刀體的待焊面上，再在刀體待焊面上疊裝片狀特制釬料+不銹鋼網(wǎng)+片狀釬料+硬質(zhì)合金刀刃的順序進(jìn)行疊加裝配固好待焊。實(shí)施例5釬焊過程先把配裝好釬料、墊網(wǎng)和合金刀刃的刀體固定到專用焊接胎具上，套好加熱開式線圈，用中頻加熱電源啟動(dòng)功率3Kw，邊加熱邊均勻轉(zhuǎn)動(dòng)胎具，使得被焊大型刮刀刀體均勻預(yù)熱到300°C ;然后再從大型刮刀一端開始起焊，加大功率使焊接溫度快速達(dá)到760 780°C，使釬料逐漸熔化且及時(shí)補(bǔ)充，同時(shí)給合金刀刃適當(dāng)加力使之蠕動(dòng)，排出多余汽化氣體，保證釬料不過氧化焊接牢固，依次逐段進(jìn)行，當(dāng)最后一段刮刀焊接完成后，放入加熱到600°C的保溫爐內(nèi)，并以45°C /小時(shí)的冷卻速度緩慢冷卻，待冷卻到常溫后，取出檢驗(yàn)合格的，進(jìn)行清理涂裝，本案所述產(chǎn)品制造完成。
權(quán)利要求
1.一種盾構(gòu)機(jī)刮刀制造方法，包括刀體(I)、主刀刃(2)、輔助刀刃(3)、端主刀刃(4)、耐磨層(5)構(gòu)成，其特征在于將制好的鋼錠，根據(jù)刀體(I)圖紙尺寸選擇需要的下料用量，用鍛模進(jìn)行模鍛制成刀體(I)毛坯，將刀體(I)毛坯置于熱處理爐內(nèi)進(jìn)行退火處理，然后進(jìn)行機(jī)械粗加工，再重新將粗加工后的刀體(I)毛坯置于熱處理爐內(nèi)，進(jìn)行的中間熱處理，使其硬度在HRC42-45 ;然后在刀體(I)兩側(cè)，堆焊涂覆耐磨層(5)，而后在數(shù)控機(jī)床上對(duì)刀體(I) 一側(cè)進(jìn)行機(jī)械精密加工出合金刀刃臺(tái)階然后在刀體(I)外周加工出至少一道U型槽，U型槽中釬焊輔助刀刃(3)，刀體(I)外側(cè)的臺(tái)階上依次釬焊端主刀刃(4)與主刀刃(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種盾構(gòu)機(jī)刮刀制造方法，其特征在于先做好準(zhǔn)備工作，選用功率匹配的中頻感應(yīng)加熱電源，調(diào)整好釬焊工裝，制作開口式加熱線圈，使線圈保持與焊接刀體之間的距離為3 4mm ;再根據(jù)釬焊貼面大小裁剪合適尺寸的片狀釬料(該釬料是根據(jù)刮刀特性進(jìn)行選定的含有銀、鎳、銅、鋅、鎘等多種合金元素的制成的片狀)和中間夾墊的不銹鋼網(wǎng)墊片；然后將刮刀體和硬質(zhì)合金各刀刃用超聲波清洗液進(jìn)行清洗待用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種盾構(gòu)機(jī)刮刀制造方法，其特征在于配制阻流釬劑方法，選用銀釬劑和純凈水按3 I的比例(立方米=m3)調(diào)勻成糊狀，并加熱55°C 60°C攪拌均勻且無顆粒物存在待用，注意該糊狀釬劑出現(xiàn)分層現(xiàn)象時(shí)不得使用，必須重新加熱攪拌均勻后方可使用，不銹鋼網(wǎng)狀墊片的選用和清洗，選不銹鋼墊網(wǎng)，先用工業(yè)酒精清洗油污，而后用硝酸和水按3 17的比例(重量％)配成酸洗液浸蝕清洗5分鐘(去除氧化膜)，該步驟要嚴(yán)格按所需比例配制酸洗液，按所規(guī)定時(shí)間清洗，避免出現(xiàn)清洗不徹底或過腐蝕現(xiàn)象，再用熱水漂洗干凈后立即放入配好的糊狀釬劑中浸透再進(jìn)行使用，該步工序必須隨用隨行，不得使清洗過的不銹鋼網(wǎng)再受污染，否則釬焊強(qiáng)度會(huì)大大降低。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種盾構(gòu)機(jī)刮刀制造方法，其特征在于刀體與合金刀刃釬焊前的配裝固定，用干凈的毛刷蘸配制好的糊狀釬劑均勻的涂刷到硬質(zhì)合金各刀刃與刀體的待焊面上，再在刀體待焊面上疊裝片狀特制釬料+不銹鋼網(wǎng)+片狀釬料+硬質(zhì)合金刀刃的順序進(jìn)行疊加裝配固好待焊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種盾構(gòu)機(jī)刮刀制造方法，其特征在于釬焊過程先把配裝好釬料、墊網(wǎng)和合金刀刃的刀體固定到專用焊接胎具上，套好加熱開式線圈，用中頻加熱電源啟動(dòng)功率3Kw，邊加熱邊均勻轉(zhuǎn)動(dòng)胎具，使得被焊大型刮刀刀體均勻預(yù)熱到300°C ;然后再從大型刮刀一端開始起焊，加大功率使焊接溫度快速達(dá)到760 780°C，使釬料逐漸熔化且及時(shí)補(bǔ)充，同時(shí)給合金刀刃適當(dāng)加力使之螺動(dòng)，排出多余汽化氣體，保證釬料不過氧化焊接牢固，依次逐段進(jìn)行，當(dāng)最后一段刮刀焊接完成后，放入加熱到600°C的保溫爐內(nèi)，并以450C /小時(shí)的冷卻速度緩慢冷卻，待冷卻到常溫后，取出經(jīng)檢驗(yàn)合格的，進(jìn)行清理涂裝，本案所述廣品制造完成。
全文摘要
一種盾構(gòu)機(jī)刮刀制造方法，將制好的鋼錠，根據(jù)刀體圖紙尺寸選擇需要的下料用量，用鍛模進(jìn)行模鍛制成刀體毛坯，將刀體毛坯置于熱處理爐內(nèi)進(jìn)行退火處理，然后進(jìn)行機(jī)械粗加工，再重新將粗加工后的刀體毛坯置于熱處理爐內(nèi)，進(jìn)行的中間熱處理，使其硬度在HRC42-45；然后在刀體兩側(cè)，堆焊涂覆耐磨層，而后在數(shù)控機(jī)床上對(duì)刀體一側(cè)進(jìn)行機(jī)械精密加工出合金刀刃臺(tái)階然后在刀體外周加工出至少一道U型槽，U型槽中釬焊輔助刀刃，刀體外側(cè)的臺(tái)階上依次釬焊端主刀刃與主刀刃。
文檔編號(hào)B23P15/00GK103008993SQ20121053364
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者王漢章, 李曉紅, 李偉, 陳曉峰, 李輝, 許尚新 申請(qǐng)人:洛陽九久技術(shù)開發(fā)有限公司