專利名稱：一種平地機(jī)刮刀的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新的平地機(jī)刮刀的制造工藝，確切地說，涉及一種工程機(jī)械一平地機(jī)-的主要配件刮刀的加工制造方法，屬于金屬產(chǎn)品的機(jī)械加工成型的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
平地機(jī)是一種以刮刀為主，再配以其他多種可更換的作業(yè)裝置，進(jìn)行土地平整和整形作業(yè)的公路施工機(jī)械。作為一種多用途的連續(xù)作業(yè)式的土方機(jī)械，平地機(jī)的刮刀(又稱刀片)是其最重要的配件和易磨損件。在公路施工中，通過連續(xù)改變刮刀的平面角和傾斜角，或者使刮刀向任意一側(cè)伸出，平地機(jī)可以完成下述各種土地平整和整形作業(yè)進(jìn)行路基基底處理，完成草皮或土地表層的剝離；從道路兩側(cè)取土，填筑路堤；整修路堤的斷面；刮整邊坡；開挖路槽和邊溝；在路基上拌和、攤鋪路面基層材料；還可以用平地機(jī)來整修和養(yǎng)護(hù)土路，清除路面積雪等。在機(jī)場和現(xiàn)代交通設(shè)施建設(shè)中的大面積、高精度的場地平整工程中，平地機(jī)更是其他公路施工機(jī)械所不可替代的。除了具有作業(yè)范圍廣、操縱靈活、控制精度高等特點(diǎn)外，平地機(jī)在作業(yè)過程中，其空行程時(shí)間少，通常只占15％左右，因此，其有效作業(yè)時(shí)間明顯高于裝載機(jī)和推土機(jī)，是一種高效的土方施工作業(yè)機(jī)械。
平地機(jī)的刮刀用于平地機(jī)作業(yè)時(shí)切削土壤，它比推土機(jī)的鏟刀更加靈活和用途廣泛，也是平地機(jī)作業(yè)時(shí)磨損量或消耗量最大的配件。因?yàn)楸仨氁揽抗蔚秮砉蔚舨黄降孛娴亩嘤嗖糠?，所以刮刀的磨損非常嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)平地機(jī)通常一個(gè)月左右就要更換一付新刮刀(兩片)。近幾年，平地機(jī)正以平均每年2000臺(tái)左右的速度進(jìn)入國內(nèi)市場，加上市場原來的保有量，國內(nèi)社會(huì)上現(xiàn)在存有約1萬臺(tái)平地機(jī)。按50％利用系數(shù)計(jì)算，大概有5千臺(tái)平地機(jī)用于工地施工。如此計(jì)算下來，每年刮刀的市場需要量就達(dá)12萬片。為了提高刮刀耐磨性能，以延長刮刀使用壽命，各個(gè)刮刀生產(chǎn)企業(yè)都想了很多辦法來改進(jìn)之。下面分別簡要介紹之現(xiàn)在，大多數(shù)刮刀生產(chǎn)企業(yè)(約為70～80％)采用傳統(tǒng)加工方法(參見圖1所示的其加工路線圖)。它的工藝路線是購置65Mn鋼板后，切割下料成條形，送熱處理爐燜火，再送到壓力機(jī)上冷壓成型(R280)，然后送到刨床上刨削刮刀前端的坡口和刀口(其長度分別為30、5)，再送到機(jī)床上鉆孔、劃窩、沖方(Φ30×80°，17.5×17.5)，最后再沿刃口向上50mm的長度進(jìn)行熱處理淬火，使之表面硬度達(dá)到HRC40～55(刮刀的零件圖如圖6所示)。
第二種現(xiàn)有技術(shù)的制造刮刀的技術(shù)方案是直接鑄造法(參見圖2所示的其加工路線圖)，即用冶煉出來的合金鋼鋼水直接鑄造于砂箱成型，再取出鑄件，冷卻后進(jìn)行熱處理淬火，最后進(jìn)行表面清理。
第三種現(xiàn)有技術(shù)的制造刮刀的技術(shù)方案是表面噴涂硬質(zhì)合金(參見圖3所示的其加工路線圖)，即先用普通結(jié)構(gòu)鋼鋼材按照第一種加工工藝(省卻熱處理淬火工序)加工成型后，再在刮刀的承磨表面噴涂耐磨硬質(zhì)合金。
上述三種現(xiàn)有技術(shù)都存在明顯的不足，具體表現(xiàn)為第一種現(xiàn)有技術(shù)的工序多，且需要進(jìn)行兩次熱處理，費(fèi)工又費(fèi)時(shí)，加工成本高。第二種生產(chǎn)工藝雖然加工成本較低，但因?yàn)樯靶丸T造尺寸精度低，淬火變形大，刮刀的尺寸公差和平直度不能得到可靠保證，其產(chǎn)品不能用于精平整。第三種現(xiàn)有技術(shù)雖然能夠保證刮刀的尺寸公差和平直度，但是因?yàn)槟湍ビ操|(zhì)合金的材料費(fèi)和噴涂費(fèi)都很高，使得生產(chǎn)成本昂貴，影響其市場占有率。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種平地機(jī)刮刀的制造方法，該方法能夠解決刮刀現(xiàn)有生產(chǎn)工藝存在的各種缺陷，在保證刮刀質(zhì)量(尺寸精度合乎設(shè)計(jì)要求、耐磨性能好)的前提下，簡化加工工序，降低制造成本，使得刮刀價(jià)廉物美，以滿足市場需求。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種平地機(jī)刮刀的制造方法，其特征在于包括下列工序(1)在煉鋼爐中冶煉耐磨鋼，并將熔融的鋼水澆注到壓鑄設(shè)備的鋼模中；(2)壓鑄設(shè)備對(duì)鋼模加壓，進(jìn)行壓力鑄造，以使鋼水在鋼模中緩慢冷卻成型、達(dá)到刮刀成品外部輪廓的過程中，材料密實(shí)，避免產(chǎn)生疏松和氣泡；(3)經(jīng)由傳送裝置將工件輸送到另一設(shè)備，固定工件后，熱沖壓安裝孔，同時(shí)在該設(shè)備中自然冷卻；(4)當(dāng)工件冷卻到淬火溫度時(shí)，該設(shè)備對(duì)工件進(jìn)行熱處理，以提高表面硬度和內(nèi)部韌性；(5)當(dāng)工件冷卻到完全固化溫度后，傳送到待驗(yàn)區(qū)，并在其冷卻到室溫后進(jìn)行整理后，入庫。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種平地機(jī)刮刀的制造方法，其特征在于包括下列工序(1)在煉鋼爐中冶煉耐磨鋼，并將熔融的鋼水澆注到鑄造設(shè)備的鋼模中；(2)在鑄造設(shè)備的鋼模中，鋼水緩慢冷卻成型；(3)鑄造工件脫模后，被送到熱軋機(jī)，軋制成刮刀成品外部輪廓尺寸，以使工件材料密實(shí)，避免或減少疏松和氣泡；(4)經(jīng)由傳送裝置將工件輸送到另一設(shè)備，固定工件后，熱沖壓安裝孔，同時(shí)在該設(shè)備中自然冷卻；(5)當(dāng)工件冷卻到淬火溫度時(shí)，該設(shè)備對(duì)工件進(jìn)行熱處理，以提高表面硬度和內(nèi)部韌性；(6)當(dāng)工件冷卻到完全固化溫度后，傳送到待驗(yàn)區(qū)，并在其冷卻到室溫后進(jìn)行整理后，入庫。
所述耐磨鋼是刮刀在切削土壤時(shí)，具有高強(qiáng)度耐磨性能的合金鋼，至少包括低合金耐磨鋼、高錳耐磨鋼、或鑄造耐磨鋼，該鋼材經(jīng)過淬火熱處理后，金相組織發(fā)生變化，表層具有高硬度、內(nèi)部仍保持良好的韌性，以使其在工作狀態(tài)受到土壤的強(qiáng)烈沖擊、擠壓下，表面硬化層具有高強(qiáng)度的耐磨性能。
所述工序(4)或(5)中，對(duì)工件進(jìn)行淬火熱處理時(shí)，該工件應(yīng)被模具夾緊固定，以防熱處理過程中的工件變形。
所述工序(4)或(5)中，進(jìn)行淬火熱處理時(shí)的工件溫度為850～1200℃。
無論采用哪種工藝方法制造平地機(jī)刮刀，衡量平地機(jī)刮刀質(zhì)量的技術(shù)指標(biāo)通常主要是兩項(xiàng)首先，其形位公差和尺寸公差都必須達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙要求(參見圖6)，而且，從技術(shù)角度考慮，刮刀越平直，平地機(jī)的土地平整精度和平整效率就越高；再者，刮刀材料越耐磨，其使用壽命就越長。而從經(jīng)營角度考慮，在滿足技術(shù)指標(biāo)的前提下，刮刀的制造成本越低，產(chǎn)品的銷售競爭力就越強(qiáng)。
綜觀目前國內(nèi)的平地機(jī)刮刀的各種制造方法，有的工藝復(fù)雜，制造成本高；有的不能保證刮刀的尺寸精度。能否找到一種新的制造方法，在保證刮刀質(zhì)量(尺寸精度符合要求、耐磨性能高)前提下，制造成本又比較低廉呢？本發(fā)明就是為了解決這一技術(shù)難題而研究開發(fā)的一種較好的平地機(jī)刮刀制造工藝。
本發(fā)明平地機(jī)刮刀的制造方法的優(yōu)勢之一是選用冶金行業(yè)近年來研制成功的新鋼種一耐磨鋼來替代傳統(tǒng)的65Mn鋼。因?yàn)?5Mn鋼主要用于制作彈簧，其特點(diǎn)是熱處理后硬度大、強(qiáng)度高、耐疲勞。而平地機(jī)刮刀主要用其熱處理后的材料硬度。由于耐磨鋼是專用于耐磨工況而研制的鋼材，不但其成本低于65Mn鋼，而且耐磨性能好；但是，由于不同研制單位生產(chǎn)的耐磨鋼的化學(xué)成分互不相同，其熱處理技術(shù)規(guī)范也不盡相同，故本發(fā)明對(duì)耐磨鋼的具體成分和配比沒有特別規(guī)定和限制。另一個(gè)65Mn鋼所不具備的特點(diǎn)是當(dāng)耐磨鋼和硬土摩擦?xí)r，其表面會(huì)越磨越硬?，F(xiàn)在，國內(nèi)裝載機(jī)的大多數(shù)生產(chǎn)廠家，都把裝載機(jī)鏟斗的斗刃板從65Mn鋼改換為耐磨鋼，使斗刃板的使用壽命提高到原來的1.2倍，就是該性能的最有說服力的證明。由于多數(shù)耐磨鋼在熱處理時(shí)變形較大，所以本發(fā)明的另一個(gè)特色是采用將刮刀固定在模具內(nèi)進(jìn)行淬火熱處理。這樣，本發(fā)明工藝生產(chǎn)的刮刀尺寸精度完全能夠滿足圖紙要求。其原因首先是它近似于壓力鑄造(該工藝用于制造刮刀屬于國內(nèi)首創(chuàng))或者采用普通鑄造加熱軋的復(fù)合工藝，再者淬火熱處理時(shí)，刮刀被固定在模具內(nèi)，能夠保證其尺寸精度。另外，在制造成本上，本發(fā)明也明顯低于前述第一種和第三種現(xiàn)有技術(shù)，主要原因是工件不需要反復(fù)加熱，只是利用鑄造余熱就可完成全部熱處理工序，充分利用熱能，符合節(jié)能、環(huán)保理念。因?yàn)椴捎靡淮螇鸿T成型或者是普通鑄造加熱軋壓制，無須多次進(jìn)行機(jī)加工，材料利用率高，加工工藝環(huán)節(jié)少、費(fèi)用低，所采用的耐磨鋼材料費(fèi)加上冶煉成本后，仍然低于彈簧鋼(65Mn鋼)或碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼板的費(fèi)用?？傊景l(fā)明采用國內(nèi)新近研制的新材料，再將機(jī)械行業(yè)的幾種通用加工技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新組合，構(gòu)成一種工序簡單、材料和制造成本低廉、節(jié)約能耗、產(chǎn)品質(zhì)量好(尺寸精度符合要求、耐磨性能高)的平地機(jī)刮刀先進(jìn)生產(chǎn)工藝，因此，本發(fā)明具有很好的推廣應(yīng)用前景。


圖1是第一種現(xiàn)有技術(shù)制造平地機(jī)刮刀的技術(shù)方案加工路線示意圖。
圖2是第二種現(xiàn)有技術(shù)制造平地機(jī)刮刀的技術(shù)方案加工路線示意圖。
圖3是第三種現(xiàn)有技術(shù)制造平地機(jī)刮刀的技術(shù)方案加工路線示意圖。
圖4是本發(fā)明制造平地機(jī)刮刀的第一種技術(shù)方案的加工路線示意圖。
圖5是本發(fā)明制造平地機(jī)刮刀的第二種技術(shù)方案的加工路線示意圖。
圖6(A)、(B)、(C)分別是平地機(jī)刮刀的截面形狀結(jié)構(gòu)示意圖、展開示意圖和安裝孔放大示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
參見圖4，介紹本發(fā)明制造平地機(jī)刮刀的加工方法，包括下列工序(1)在煉鋼爐中冶煉耐磨鋼，并將熔融的鋼水澆注到壓鑄設(shè)備的鋼模中。
(2)壓鑄設(shè)備對(duì)鋼模加壓，進(jìn)行壓力鑄造，以使鋼水在鋼模中緩慢冷卻成型、達(dá)到刮刀成品外部輪廓的過程中，材料密實(shí)，避免產(chǎn)生疏松和氣泡。
(3)經(jīng)由傳送裝置將工件輸送到另一設(shè)備，固定工件后，熱沖壓各個(gè)安裝孔，同時(shí)在該設(shè)備中自然冷卻。
(4)當(dāng)工件冷卻到淬火溫度時(shí)，該設(shè)備對(duì)工件進(jìn)行熱處理(該熱處理工藝包括淬火和回火/保溫兩道工序)即模具上的淬火介質(zhì)自動(dòng)噴出，對(duì)刮刀進(jìn)行淬火熱處理，然后，再根據(jù)所選用的耐磨鋼鋼種的特性，對(duì)工件進(jìn)行回火或保溫處理，以減低或消除淬火工件的內(nèi)應(yīng)力，使該工件表面增加硬度、內(nèi)部增加韌性；此時(shí)，該工件應(yīng)被模具夾緊固定，以防熱處理過程中的工件變形。熱處理時(shí)的工件溫度約為850～1200℃。
(5)當(dāng)工件冷卻到完全固化溫度后，傳送到待驗(yàn)區(qū)，并在其冷卻到室溫后進(jìn)行整理后，入庫。
參見圖5，介紹本發(fā)明另一種平地機(jī)刮刀的制造方法，包括下列工序(1)在煉鋼爐中冶煉耐磨鋼，并將熔融的鋼水澆注到鑄造設(shè)備的模具中；該設(shè)備是非壓力鑄造的普通鑄造，因此，該鑄件斷面尺寸略大于刮刀斷面尺寸。
(2)在鑄造設(shè)備的模具中，鋼水緩慢冷卻成型。
(3)鑄造工件脫模后，被送到熱軋機(jī)，軋制成刮刀成品外部輪廓尺寸，以使工件材料密實(shí)，避免或減少疏松和氣泡；其后續(xù)各個(gè)工序則與圖4相同。
(4)經(jīng)由傳送裝置將工件輸送到另一設(shè)備，固定工件后，熱沖壓安裝孔，同時(shí)在該設(shè)備中自然冷卻。
(5)當(dāng)工件冷卻到淬火溫度時(shí)，該設(shè)備對(duì)工件進(jìn)行熱處理(該熱處理工藝包括淬火和回火/保溫兩道工序)即模具上的淬火介質(zhì)自動(dòng)噴出，對(duì)刮刀進(jìn)行淬火熱處理，然后，再根據(jù)所選用耐磨鋼鋼種的特性，對(duì)工件進(jìn)行回火或保溫處理，以減低或消除淬火工件的內(nèi)應(yīng)力，使該工件表面增加硬度、內(nèi)部增加韌性；此時(shí)，該工件應(yīng)被模具夾緊固定，以防熱處理過程中的工件變形。熱處理時(shí)的工件溫度約為850～1200℃。
(6)當(dāng)工件冷卻到完全固化溫度后，傳送到待驗(yàn)區(qū)，并在其冷卻到室溫后進(jìn)行整理，然后入庫。
實(shí)質(zhì)上，第二個(gè)技術(shù)方案只是將第一個(gè)技術(shù)方案中的壓力鑄造設(shè)備改成兩臺(tái)設(shè)備普通鑄造設(shè)備和熱軋機(jī)，其特點(diǎn)是降低了制造加工設(shè)備的技術(shù)難度，但設(shè)備制造的成本略有提高。
權(quán)利要求
1.一種平地機(jī)刮刀的制造方法，其特征在于包括下列工序(1)在煉鋼爐中冶煉耐磨鋼，并將熔融的鋼水澆注到壓鑄設(shè)備的鋼模中；(2)壓鑄設(shè)備對(duì)鋼模加壓，進(jìn)行壓力鑄造，以使鋼水在鋼模中緩慢冷卻成型、達(dá)到刮刀成品外部輪廓的過程中，材料密實(shí)，避免產(chǎn)生疏松和氣泡；(3)經(jīng)由傳送裝置將工件輸送到另一設(shè)備，固定工件后，熱沖壓安裝孔，同時(shí)在該設(shè)備中自然冷卻；(4)當(dāng)工件冷卻到淬火溫度時(shí)，該設(shè)備對(duì)工件進(jìn)行熱處理，以提高表面硬度和內(nèi)部韌性；(5)當(dāng)工件冷卻到完全固化溫度后，傳送到待驗(yàn)區(qū)，并在其冷卻到室溫后進(jìn)行整理后，入庫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平地機(jī)刮刀的制造方法，其特征在于所述耐磨鋼是刮刀在切削土壤時(shí)，具有高強(qiáng)度耐磨性能的合金鋼，至少包括低合金耐磨鋼、高錳耐磨鋼、或鑄造耐磨鋼，該鋼材經(jīng)過淬火熱處理后，金相組織發(fā)生變化，表層具有高硬度、內(nèi)部仍保持良好的韌性，以使其在工作狀態(tài)受到土壤的強(qiáng)烈沖擊、擠壓下，表面硬化層具有高強(qiáng)度的耐磨性能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平地機(jī)刮刀的制造方法，其特征在于所述工序(4)中，對(duì)工件進(jìn)行淬火熱處理時(shí)，該工件應(yīng)被模具夾緊固定，以防熱處理過程中的工件變形。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平地機(jī)刮刀的制造方法，其特征在于所述工序(4)中，進(jìn)行淬火熱處理時(shí)的工件溫度為850～1200℃。
5.一種平地機(jī)刮刀的制造方法，其特征在于包括下列工序(1)在煉鋼爐中冶煉耐磨鋼，并將熔融的鋼水澆注到鑄造設(shè)備的模具中；(2)在鑄造設(shè)備的模具中，鋼水緩慢冷卻成型；(3)鑄造工件脫模后，被送到熱軋機(jī)，軋制成刮刀成品外部輪廓尺寸，以使工件材料密實(shí)，避免或減少疏松和氣泡；(4)經(jīng)由傳送裝置將工件輸送到另一設(shè)備，固定工件后，熱沖壓安裝孔，同時(shí)在該設(shè)備中自然冷卻；(5)當(dāng)工件冷卻到淬火溫度時(shí)，該設(shè)備對(duì)工件進(jìn)行淬火熱處理，以提高表面硬度和內(nèi)部韌性；(6)當(dāng)工件冷卻到完全固化溫度后，傳送到待驗(yàn)區(qū)，并在其冷卻到室溫后進(jìn)行整理后，入庫。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平地機(jī)刮刀的制造方法，其特征在于所述耐磨鋼是刮刀在切削、壓實(shí)土壤時(shí)，具有高強(qiáng)度耐磨性能的合金鋼，至少包括低合金耐磨鋼、高錳耐磨鋼、或鑄造耐磨鋼，該鋼材經(jīng)過淬火熱處理后，金相組織發(fā)生變化，表層具有高硬度、內(nèi)部仍保持良好的韌性，以使其在工作狀態(tài)受到土壤的強(qiáng)烈沖擊、擠壓下，表面硬化層具有高強(qiáng)度的耐磨性能。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平地機(jī)刮刀的制造方法，其特征在于所述工序(5)中，對(duì)工件進(jìn)行熱處理時(shí)，該工件應(yīng)被模具夾緊固定，以防熱處理過程中的工件變形。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平地機(jī)刮刀的制造方法，其特征在于所述工序(5)中，進(jìn)行淬火熱處理時(shí)的工件溫度為850～1200℃。
全文摘要
一種平地機(jī)刮刀的制造方法，工序如下(1)在煉鋼爐中冶煉耐磨鋼，并將熔融鋼水澆注到壓鑄設(shè)備鋼模中；(2)壓鑄設(shè)備對(duì)鋼模進(jìn)行壓力鑄造，使鋼水在鋼模中緩慢冷卻成型的過程中，材料密實(shí)，避免產(chǎn)生疏松和氣泡；(3)用傳送裝置將工件輸送到另一設(shè)備，固定工件后，熱沖壓安裝孔，同時(shí)在該設(shè)備中自然冷卻；(4)工件冷卻到淬火溫度時(shí)，該設(shè)備對(duì)工件進(jìn)行熱處理，以提高表面硬度和內(nèi)部韌性；(5)工件冷卻到完全固化溫度后，傳送到待驗(yàn)區(qū)，并在其冷卻到室溫后進(jìn)行整理后，入庫。該方法能解決現(xiàn)有技術(shù)的各種缺陷，在保證刮刀質(zhì)量(尺寸精度符合設(shè)計(jì)要求、耐磨性能好)的前提下，簡化加工工序，降低制造成本，使得刮刀價(jià)廉物美，以滿足市場需求。
文檔編號(hào)B22D18/00GK1920187SQ20061012707
公開日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2006年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月26日
發(fā)明者肖紅路 申請(qǐng)人:肖紅路