专利名称：一种钢制园艺铲及其生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种园艺铲及其生产工艺，特别是涉及一种冲压焊接成型的钢制园艺铲及其 生产工艺。
背景技术：
现有的钢制园艺铲从制造工艺上大致分为冲压焊接成型、整体冲压成型、联体冲压锻造 成型、辊锻成型等几种方式，不同的制造工艺形成了各自不同的产品外观结构和性能，以满 足市场上的不同需求，其中以冲压焊接成型工艺制造的产品较多，特别是欧美国家的需求市 场较大。
采用冲压焊接成型工艺的钢制园艺伊材料主要为碳钢和不锈钢，现有的园艺伊的结构如 图1 图4所示，包括铲板1和管裤2，管裤2为一管状构件，由钢板整体冲压巻制成型，管 裤2前端设有用于与铲板1相连的三角汰位21，三角吹位21与管裤2为一体式结构。用于 与铲板1相连的管裤2中还设有加强塞3a，加强塞3a设在管裤2的三角呔位21部位下方， 加强塞3a包括一T字形的横塞3al和一直塞3a2， T字形的横塞3al又由相互垂直的横、竖 两段组成，即横向一段设在管裤2两侧的铲肩颈位5之间，竖向一段伸入设置在三角呔位21 中，而直塞与T字形横塞3al相固定，并向管裤2尾部方向延伸，管裤2上的三角呔位21、 加强塞3a的直塞3a2端部与铲板1表面焊接固定，在铲板1与颈部21相连处采用堆焊造型， 形成焊缝4。
上述碳钢铲或不锈钢铲的生产工艺参见图5所示的流程图，其生产工艺包括如下步骤
(1) 管裤成型将钢板经裁剪——开料一冲孔切弧——切八字——一弯——二弯——合 口——校圆——焊接工序，成型成管裤；
(2) 焊直塞将钢棒经开料后形成直塞，将直塞焊接在管裤内，然后经退火——焊后弯—— 切呔位工序，得到焊有直塞的管裤；
(3) 焊横塞将钢棒经开料后形成横塞，将横塞焊接在步骤(2)获得的焊有直塞的管裤的三 角呔位下；
(4) 铲板成型将钢板经裁剪——切弧——弯肩——压弯工序后，形成铲板；
(5) 铲板与管裤焊接将铲板和步骤(3)获得的管裤焊接在一起，形成整个园艺丰产；
(6) 园艺铲处理将步骤(5)获得的园艺铲经打磨——淬火——热成形——回火——打砂 一抛光工序后，形成园艺t产产品。
上述步骤(1)管裤成型和步骤(4)铲板成型可同时进行。
其中，碳钢铲成品表面要求多为喷涂、电镀，这样对表面处理前的胚件表面质量也要求 很高，通常需要重点对黑胚件表面的焊接位置和飞边毛刺进行打磨、打砂等磨削整形方式加 工，打磨就是用砂轮机对焊路进行粗打磨削，打砂就是用砂带或粘砂麻碌、粘砂布碌进行的 一种较精细的磨削，然后再喷涂、电镀。而不锈钢铲成品表面要求多为镜面抛光、电镀，皆 需要对整件不锈钢产品进行打磨、打砂、抛光处理，以达到产品表面光亮，色泽均匀。
上述的冲压焊接成型的园艺铲的结构及加工工艺存在以下缺陷
(1) 管裤三角呔位是最薄弱的环节由于园艺铲有一定的产品外观及负载要求，在前述 现有技术的情况下，管裤三角呔位与铲板的接触不贴合而需要堆焊，这不但对焊工技术要求 高，而且在整把铲悍接成型后还要经打磨、打砂、抛光工序加工，以便使得园艺铲具有光亮 的外表，但这却会造成产品的焊接部位受到不同程度上的损耗，而产品在使用过程中的受力 负载点恰恰集中在三角呔位附近，导致园艺铲在使用的过程中， 一旦发生损坏，往往就是出
在管裤三角呔位处，即管裤的三角呔位脱离铲板(参见图6)。
(2) 加工难、效率低，品质不稳定由于受现有技术中的产品结构和加工设备的限制， 难以采用机械化设备进行有效的规模化生产，所述管裤与铲板之间的焊接、打磨、打砂、抛 光等工序皆是人工操作，不仅加工难度较大，生产效率低，而且难以采用低成本、高效率的
方式准确检测到加工后的焊路磨损情况，因此导致产品质量参次不齐；另外，管裤与加强塞 的连接是封闭加工的，管裤成型后再焊进三小段加强塞，在三角呔位与管裤受力部位内，无 法完全保证加强塞组合与管裤内壁贴合到位，且加强塞受力存在断面连接处，负载强度差。
(3) 劳动强度大，环境污染较大由于现有技术中的大部分工序只能采用人工加工，如
抛光工序完全靠操作人员用人力手持工件直接压贴在抛光磨削机的砂碌上进行操作，劳动强 度非常大，又因为无法将工人与设备操作面隔离开，抽风环保设施效果差，作业环境污染大， 作业危险系数高，经常发生工件飞出砸伤人，磨伤人手，职业粉尘肺病、手部神经麻痹病等， 导致近年来的从业人员越来越少，生产效率低下， 一直以来是整个行业难以解决的加工难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进结构的钢制园艺铲及其生产工艺，将园艺铲的三角呔位与 铲板及部分管裤的分体结构改为整体成型，取消铲板表面与管裤之间的焊接连接，使园艺铲 的负载力大大增强，同时又大大降低抛光打磨消耗的工时，提升了机械打磨空间，有利于实 现机械化抛光打磨，提高生产效率，降低生产成本。
本发明的技术方案可以通过以下的技术措施来实现， 一种钢制园艺铲，包括铲板和管裤，
其特征在于所述的伊板上设有伸出至l产板外用于与管裤相连的颈部，且f产板与所述的颈部为 一体成型结构；所述的管裤为管状构件，其前端设置有用于与伊板颈部相互接合的连接部， 所述的铲板颈部与管裤的连接部相接合，从而使的铲板和管裤相结合。
由于本发明将现有技术中的园艺铲的铲板和带三角呔位的管裤改为采用铲板与三角呔 位一体化成形设计成为带颈部的铲板，再与管裤连接，使铲板表面不再需要堆焊，不但可简 化加工工艺，而且还能利用铲板与三角呔位一体化的结构改进，克服了现有技术中受力最集 中的部位恰恰是结构最为薄弱的三角汰位的焊接部位的缺陷，既有利于提高铲板表面质量， 又能大大增强了园艺铲的负载力。
本发明可以作以下的改进，为使所述铲板颈部具有较好的强度，并使铲板具有较好的负 载力，所述颈部为长形凸面结构，其伸出铲板外用于与管裤连接的部分称为颈部外端，它具 有与所述管裤的连接部相吻合的形状，而凸起的颈部向铲板内延伸的部分则称为所述颈部的 内端，该内端相当于现有技术中的三角呔位部分。
本发明还可以作以下的改进，为便于加工和内设加强件，所述的管裤由上半管、下半管 和连接部组成，其中，上半管与下半管连接成管状构成管裤的主体，下半管较上半管长，其 前端部突出于上半管的部分为连接部，它与所述铲板颈部的外端相连接，所述颈部外端的端 面则与管裤上半管的端面形状相适应且相连接，以满足园艺铲的外观要求及铲板与管裤的连 接要求。
本发明还可以进一步做改进，所述管裤的连接部为一板条状连接片，它向铲板底部延伸 并与伊板底部固定相连，起到加强管裤与铲板连接的作用。
所述连接片可以与铲板的颈部连接件的位置相对应，并可以与下半管为一体成型结构。 本发明为进一步加强管裤与铲板的连接强度，可以在两者连接部位加设至少一个加强 件利用所述的铲板颈部凸面结构，其内端与管裤上的连接板之间形成第一空腔，其外端部 分与管裤的上、下半管、之间形成第二空腔，二空腔相贯通；所述的加强件纵向穿插并固定 在所述的第一空腔和第二空腔中。所述的加强件的长度和形状可以根据管裤的形状及强度要 求而定，加强件位于第二空腔内的长度最好超过颈部外端面与上半管端面的对接部，利用该 加强件连接在所述对接部的两边，可提高铲板颈部与管裤的连接强度，从而能有效增强铲颈 部的受力。
本发明所述的管裤的横截面可以为圆形、方形或多边形等几何形状，管裤可以为柱形管； 管裤还可以为锥形管，即尾部横截面大于靠近颈部的横截面。
为了达到最佳的加强受力效果，所述的加强件的形状最好与所述的第一空腔的纵向剖面 的形状相适应，可以根据要求灵活设计，设计成无断面连接点的整体式结构，如可以为板状、
横截面为圆形的条状、横截面为方形的条状、横截面为多边形的条状等。当加强件为条状时， 还可以根据要求设计成空心或实心的。由于管裤上半管的内表面是开放式的，可与加强件直 接焊接，管裤下半管与加强件的连接可采用开孔焊接的方法，即在管裤下半管与加强件衔接 位开孔焊接，使其形成一个牢固整体，从而使加强件的负载力大大增强。
本发明所述的园艺铲的生产工艺，包括铲板成型、管裤成型、铲板与管裤焊接和园艺铲 处理，其特征是
(1) 所述管裤成型还包括如下步骤
① 管裤上半管成型裁剪钢板——开料——成形为上半管；
② 下半管成型裁剪钢板——开料——成形为下半管；
(2) 铲板与管裤焊接
① 铲板与管裤上半管焊接将步骤(1)中①所获得的上半管与铲板颈部的端面焊接在一 起，获得中间产品A;
② 退火处理分别对上步骤①的中间产品A和步骤(l)中②所获得的下半管进行退火； ◎管裤下半管焊接将上步骤获得的下半管和中间产品A焊接在一起，形成整个园艺
铲，然后进入园艺铲处理的工序。
本发明还可以在前述的园艺铲生产工艺基础上进行以下的改进增加加强件的加工工艺， 它包括有以下的步骤
(1) 加强件开料在铲板成型、管裤成型工序的同时，进行加强件开料；
(2) 加强件焊接在铲板与管裤焊接工序中插入加强件的焊接，使铲板与管裤焊接工序包 括以下步骤
① 铲板与上半管焊接将上半管与铲板颈部的端面焊接在一起，获得中间产品A;
② 焊接加强件将加强件焊接在前步骤(D获得的中间产品A上，获得中间产品B;
③ 退火处理分别对上步骤②获得的中间产品B和前面工序获得的下半管进行退火；
④ 下半管焊接将步骤(D获得的下半管与步骤(i)获得的中间产品B焊接在一起，形成完 整的园艺伊，然后进入园艺伊处理的工序。
本发明所述的园艺铲处理将完整的园艺铲进行打磨——淬火——热成形——回火—— 打砂——抛光，形成园艺伊产品。本发明所述伊板成型、管裤成型(包括上半管成型和下半 管成型)和加强件开料可同时进行。
与现有技术相比，本发明的优点是 (1)负载强本发明所述的园艺铲将铲板与三角呔位处和部分管裤改为铲板及其颈部为
整体结构一体成型，完全避免了园艺铲的管裤通常在受力最为集中的三角呔位处脱离铲板的 问题，能明显增强园艺铲的负载力；如果进一步采用分体式管裤和加强件的结构，负载力还 能进一步提高；
(2) 易加工，可实现机械化生产由于本发明所述的园艺铲结构的改进，，使得园艺铲 的的三角呔位处不再需要堆焊，而连接焊位主要位于铲板背面，并且是平面焊接，既容易焊 接又容易打磨抛光，其他的焊位则都在管裤上，也容易采用自动化焊接，皆可实现分步机械 化抛光，生产效率大幅提高；
(3) 质量好由于上述园艺铲结构的改变，使得加工工艺得以改善，可以采用自动化设 备规范化加工，产品的表面质量和内在品质都得到提高；
(4) 劳动强度低，环保污染少采用机械自动抛光设备可隔离开生产操作人员和作业环 境，在工作操作区加装粉尘环保回收装置，不仅需要的操作工人少了，劳动强度大大降低， 作业环境对工人的身体危害也几乎不受影响，对环境污染可完全控制降到国家最低标准范围。
图1是现有技术的园艺铲的立体结构示意图2是现有技术的园艺铲的俯视结构示意图3是现有技术的园艺铲的剖视结构示意图4是现有技术的园艺铲的立体结构分解示意图5是现有技术的园艺铲的生产工艺流程图6是现有技术的园艺铲的焊缝开裂后的立体结构示意图7是本发明实施例1的园艺铲的结构分解示意图8是本发明实施例1的园艺铲的俯视立体结构示意图9是本发明实施例1的园艺铲的仰视立体结构示意图IO是本发明实施例1的园艺铲的剖视结构示意图11是本发明的园艺铲的生产工艺流程图12是本发明实施例2的园艺铲的结构分解示意图13是本发明的园艺铲的条状加强件的结构示意图，加强件的横截面为圆形； 图14是本发明的园艺铲的条状加强件的结构示意图，加强件的横截面为方形。
具体实施方式
实施例1
图7~图10所示的钢制园艺f产及其生产工艺是本发明的具体实施例之一，它包括铲板1
和管裤2，铲板1上设有伸出至铲板1外用于与管裤2相连的颈部11,且铲板1与颈部11为 一体成型结构，铲板的颈部11为长形凸面结构，其伸出铲板1外用于与管裤2连接的部分称 为颈部外端，它具有与管裤2的连接部21相吻合的形状，而凸起的颈部向铲板内延伸的部分 则称为颈部ll的内端，该内端相当于现有技术中的三角呔位部分。
管裤2为管状构件，它由上半管2a、下半管2b和连接部组成，连接部为一板条状连接 片2c，其中，上半管2a与下半管2b连接成管状构成管裤2的主体，下半管2b较上半管2a 长，连接片2c与下半管2b为一体成型结构，其位于管裤2的前端部，并突出于上半管2a， 连接片2c向铲板1底部延伸，与铲板颈部11的位置相对应，并且与铲板颈部11相连接，颈 部11外端的端面则与管裤上半管2a的端面形状相适应且相连接。
铲板颈部11凸面结构的内端与管裤2上的连接片2c之间形成第一空腔，其外端部分与 管裤2的上、下半管2a、 2b之间形成第二空腔，二空腔相贯通，在二空腔内加设一个板状的 加强件3，该加强件3纵向穿插并固定在第一空腔和第二空腔中，加强件3的形状与第一空 腔和第二空腔的纵向剖面的形状相适应，加强件3起到加强管裤2与铲板1连接的作用。
上述钢制园艺铲的所有部件之间均为焊接固定成型，可以采用平焊、直焊、大圆角焊等 焊接工艺，焊接处的焊缝4如图8、图9所示。
本实施例中，园艺铲的生产流程图如图11所示，其生产工艺包括如下步骤
(1) 铲板成型将钢板经裁剪——切弧——弯肩——压弯工序后，成型成铲板；
(2) 管裤上方半管成型将钢板经裁剪——开料——成形工序后，成型成上方半管；
(3) 管裤上方半管焊接将步骤(2)获得的上方半管与步骤(1)获得的铲板焊接在一起，获 得中间产品A;
(4) 加强件焊接将加强件焊接在步骤(3)获得的中间产品A上，获得中间产品B;
(5) 管裤下方半管成型将钢板经裁剪——开料——成形工序后，成型成下方半管；
(6) 管裤下方半管焊接将步骤(5)获得的下方半管与步骤(4)获得的中间产品B焊接在一 起，形成整个园艺铲
(7) 园艺铲退火处理将步骤(6)获得的园艺铲进行退火；
(8) 园艺铲后续处理将步骤(7)经退火处理后的园艺铲经整把焊成形——打磨——淬火_ 一热成形——回火——打砂——抛光工序后，进行安装和包装，最后形成园艺铲产品。
上述步骤(l)l产板成型、步骤(2)上方半管成型和步骤(5)下方半管成型可同时进行。
实施例2
图12所示的园艺铲及其生产工艺是本发明的具体实施例之二，与上一个实施例所不同的
是，园艺铲的管裤2的横截面为六边形，相应地，颈部连接件ll与管裤2的上方半管2a的 横截面形状相适应，即颈部连接件ll的外表面包括一个顶面和两个向外侧倾斜的侧面，颈部 连接件11的伸出端端面与管裤2的上方半管2a的端面相对接固定。园艺铲的生产工艺与实 施例1相同。
上述的实施例中，管裤2的横截面还可以为方形等几何形状，主要是根据具体的使用及 外观要求来定，比如设计成锥形管，即尾部横截面大于靠近颈部的横截面。加强件3的形状 也可以根据要求灵活设计，设计成无断面连接点的整体式结构，如可以为板状、横截面为圆 形的条状、横截面为方形的条状、横截面为多边形的条状等，如图13所示的横截面为圆形的 条状，图14所示的横截面为方形的条状，横截面为多边形的条状、偏块等。当加强件3采用 条状时，还可以根据要求设计成空心或实心的。
权利要求
1、一种钢制园艺铲，它包括铲板(1)和管裤(2)，其特征在于所述的铲板(1)上设有伸出至铲板(1)外用于与管裤(2)相连的颈部(11)，且铲板(1)与所述的颈部(11)为一体成型结构；所述的管裤(2)为管状构件，其前端设置有用于与铲板颈部(11)相互接合的连接部，所述的铲板颈部(11)与管裤(2)的连接部相接合，从而使铲板(1)和管裤(2)相结合。
2、 根据权利要求1所述的一种钢制园艺铲，其特征在于所述颈部(ll)为长形凸面结构，其伸出铲板(1)外用于与管裤(2)连接的部分称为颈部外端，它具有与 所述管裤(2)的连接部(21)相吻合的形状，而凸起的颈部向铲板内延伸的部分则称为 所述颈部(ll)的内端，该内端相当于现有技术中的三角呔位部分。
3、 根据权利要求2所述的一种钢制园艺铲，其特征在于所述的管裤(2)由上 半管(2a)、下半管(2b)和连接部组成，其中，上半管(2a)与下半管(2b)连接成管状构 成管裤(2)的主体，下半管(2b)较上半管(2a)长，其前端部突出于上半管(2a)的部分 为连接部，它与所述伊板颈部(ll)的外端相连接，所述颈部(ll)外端的端面则与管 裤上半管(2a)的端面形状相适应且相连接。
4、 根据权利要求3所述的一种钢制园艺铲，其特征在于所述管裤的连接部 为一板条状连接片(2c)，它向铲板(l)底部延伸并与铲板(l)底部固定相连。
5、 根据权利要求4所述的一种钢制园艺铲，其特征在于所述的连接片(2c) 与铲板(l)的颈部连接件(ll)的位置相对应，并且与下半管(2b)为一体成型结构。
6、 根据权利要求5所述的一种钢制园艺铲，其特征在于在管裤(2)与铲板(1) 的连接部位加设至少一个加强件(3)，所述的铲板颈部(11)凸面结构的内端与管裤(2) 上的连接片(2c)之间形成第一空腔，其外端部分与管裤(2)的上、下半管(2a、 2b)之 间形成第二空腔，二空腔相贯通；所述的加强件(3)纵向穿插并固定在所述的第一 空腔和第二空腔中。
7、 根据权利要求6所述的一种钢制园艺铲，其特征在于所述的管裤(2)的横 截面可以为圆形、方形或多边形等几何形状，管裤(2)为柱形管或锥形管，锥形管 即尾部横截面大于靠近颈部的横截面。
8、 根据权利要求7所述的一种钢制园艺铲，其特征在于所述加强件(3)的形状与所述的第一空腔和第二空腔的纵向剖面的形状相适应。
9、 如权利要求1所述的钢制园艺铲的生产工艺，它包括铲板成型、管裤成型、 铲板与管裤焊接和园艺铲处理，其特征在于(1)所述管裤成型还包括如下步骤① 管裤上半管成型裁剪钢板——开料——成形为上半管；② 下半管成型裁剪钢板——开料——成形为下半管； P)铲板与管裤焊接① 铲板与管裤上半管焊接将步骤(1)中①所获得的上半管与铲板颈部的端面 焊接在一起，获得中间产品A;② 退火处理:分别对上步骤①的中间产品A和步骤(l)中②所获得的下半管进 行退火；③ 管裤下半管焊接将上步骤获得的下半管和中间产品A焊接在一起，形成 整个园艺铲，然后进入园艺铲处理的工序。
10、 根据权利要求9所述的钢制园艺铲的生产工艺，其特征在于该工艺还 包括加强件的加工工艺，它包括如下步骤(1) 加强件开料在铲板成型、管裤成型工序的同时，进行加强件开料；(2) 加强件焊接在铲板与管裤焊接工序中插入加强件的焊接，使铲板与管裤 焊接工序包括以下步骤① 伊板与上半管焊接将上半管与铲板颈部的端面焊接在一起，获得中间产 品A;② 焊接加强件将加强件焊接在前步骤①获得的中间产品A上，获得中间产 品B;③ 退火处理分别对上步骤②获得的中间产品B和前面工序获得的下半管进 行退火；④ 下半管焊接将步骤③获得的下半管与步骤③获得的中间产品B焊接在一 起，形成完整的园艺铲，然后进入园艺铲处理的工序。
全文摘要
本发明公开了一种钢制园艺铲，包括铲板和管裤，其特征在于所述的铲板上设有伸出至铲板外用于与管裤相连的颈部，且铲板与所述的颈部为一体成型结构；所述的管裤为管状构件，其前端设置有用于与铲板颈部相互接合的连接部，所述的铲板颈部与管裤的连接部相接合，从而使的铲板和管裤相结合。本发明将园艺铲的三角呔位与铲板及部分管裤的分体结构改为整体成型，使园艺铲的负载力大大增强，同时又大大降低抛光打磨消耗的工时，提高生产效率，降低生产成本。本发明同时还公开了钢制园艺铲的生产工艺。
文档编号B23P15/00GK101390458SQ20081021861
公开日2009年3月25日 申请日期2008年10月24日 优先权日2008年10月24日
发明者许继海 申请人:许继海