一种镶合金无尘岩棉切割刀及其加工方法与流程

本发明属于机械刀具技术领域，更具体地说，涉及一种镶合金无尘岩棉切割刀及其加工方法。

背景技术：

岩棉是一种保温、隔热、隔音的材料，由于其具有优越的节能、防火、隔音、环保、无腐蚀、无放射性能，所以被大量应用于工业和建筑等的保温、防火等场合。对岩棉进行切割加工时，如果刀具选择不当，就会导致切割后的岩棉出现膨胀、散架、表面不平整或四周翘起等现象，影响岩棉的使用。目前岩棉生产设备配备的切割刀具，普遍采用的是带有锯齿的锯片，由于锯齿的厚度比较厚，刀刃部分有锯齿状的间隙，切割的岩棉屑在刀刃间隙处飞出，切割时产生的粉尘量很大，所以对收尘设备的要求高，收尘的能耗和工人的劳动强度也很大，而且普通的切割刀具材料为普通碳钢，刀具的耐磨性较差，使用寿命较短。另一方面，由于切割时，刀具的震动比较大，所以切割岩棉时，产生的噪音比较大，生产加工的环境恶劣。

中国实用新型专利，公开号：CN201863302U，公开日：2011年06月15日，公开了一种岩棉无尘切割刀具，其特征在于，包括刀盘，所述刀盘为圆环形，刀盘外缘设置有一圈环形刀刃，所述环形刀刃的截面以刀尖为顶角呈三角形；所述的刀盘厚度为3～8mm，所述刀尖角度为3～18°，该实用新型常用的材料为硬质合金钢。该实用新型的有益效果为，生产岩棉时的粉尘量极少，不必采用收尘设备，刀具切削量小，岩棉板成品率高，避免了由于粉尘量大、收尘效果差引起粉尘残留在产品表面而影响产品质量，降低了清理粉尘的人工劳动强度。但是该实用新型常用的材料为硬质合金钢，刀刃和刀盘的材料相同，而实际使用过程中，只有刀刃部分承受切割的作用力，所以中间刀盘的强度要求不需要太高，使用硬质合金制作刀盘会造成资源的浪费，该实用新型的制造成本较高。

中国发明专利，公开号：CN105666709A公开日：2016年06月15日，公开了一种切割刀具，包括呈圆环形的刀盘、设置于所述的刀盘外边缘的圆环形刀刃、设置于所述的刀刃外表面的氮化钛层、开设于所述的刀盘中心处的安装孔，所述的刀刃的横截面呈等腰三角形，切割岩棉板时的粉尘量极少、无扬尘，不必使用收尘设备；刀具切削量小，岩棉板成品率高；避免了由于粉尘量大、收尘效果差引起粉尘残留在产品表面而影响产品质量；降低了清理粉尘的工人劳动强度，且通过设置氮化钛层增加刀刃的耐磨性，延长其使用寿命。但是该发明中为增强刀刃部分的强度，需要在刀刃表面增加氮化钛层，加工过程较为繁杂，且加工工艺和氮化钛层原材料成本较高，该发明在使用过程中，刀刃与岩棉摩擦震动较大，产生的噪音较大，导致加工环境恶劣。

技术实现要素：

1、要解决的问题

针对现有岩棉切割刀在对岩棉进行切割时，产生粉尘多的问题，本发明提供一种镶合金无尘岩棉切割刀及其加工方法。本发明的一种镶合金无尘岩棉切割刀在切割岩棉时，粉尘量极少，而且切割时噪音很小；通过本发明的一种镶合金无尘岩棉切割刀的加工方法，可以快速、高效地加工出上述的一种镶合金无尘岩棉切割刀。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种镶合金无尘岩棉切割刀，包括刀体和刀刃，刀体为圆形，刀刃为圆弧状，刀刃依次连接在刀体外侧面。

刀刃为一段一段的圆弧状，相比于整个的圆环状刀刃，加工较为便捷，采用模锻进行加工时，模具的尺寸较小。而且当刀刃出现缺口时，可以将缺口处的该段刀刃去除，更换新的刀刃，即可实现整体刀具的重新使用，与现有技术中的整体刀具相比，材料的重复使用率得到了提高。

作为本发明的进一步改进，还包括消音槽，消音槽均匀的分布在刀体和刀刃上，消音槽贯穿刀体和刀刃，消音槽包括中心孔、螺旋段和直线段，螺旋段将中心孔和直线段连接为一个整体，中心孔和螺旋段位于刀体上，直线段贯穿刀刃延伸到刀体上。

在刀体与刀刃上加工消音槽，可以减少刀具在切割过程中的噪音，改善生产加工环境。消音槽均匀分布在刀体和刀刃上，在不影响刀体和刀刃强度的情况下，消音槽的数量为8～10个。消音槽的螺旋段将中心孔和直线段连接起来，刀刃部分产生的震荡沿着直线段传递到螺旋段，震动被吸收减弱，最后消失在中心孔处，有效的较少了刀刃部分与岩棉切割时产生的噪音。而且消音槽的末端为螺旋状，刀体部分不会沿直线段继续开裂，刀体的强度得到了保证。

作为本发明的进一步改进，所述的刀体还包括轴孔和连接孔，轴孔位于刀体的圆心处，连接孔均匀分布在轴孔的外侧，所有连接孔的圆心构成的分布圆与轴孔同心。

在刀体中心设置轴孔，方便刀具与动力装置进行连接，通过连接孔可以快速将刀片固定在动力装置上，提高了刀具的拆装便捷性。

作为本发明的进一步改进，所述的刀刃包括过渡段和刀尖段，过渡段与刀体的外侧面连接，刀尖段的延伸线所形成的夹角为3°～60°。刀刃的过渡段与刀体进行连接，刀尖段用于切割岩棉，刀尖段的延伸线所形成的夹角设置为3°～60°，保证刀尖具有一定的强度，还具有较好的切割性能。

作为本发明的进一步改进，刀体的材料为合金钢，刀刃的材料为硬质合金。刀刃部分用于切割岩棉，需要承受切削力，所以采用强度较高的硬质合金制作刀刃，刀体部分用于支撑刀刃部分，主要承受刀具的旋转力，所以选用刚性较好的合金钢制作刀体，刀体和刀刃采用不同的材料，既保证了刀具的使用性能，又节约了制造成本。

一种镶合金无尘岩棉切割刀加工方法，包括以下步骤：

第一步，根据上述的一种镶合金无尘岩棉切割刀，用合金钢铸造刀体的毛坯；

第二步，对刀体的毛坯进行机械半精加工；

第三步，采用硬质合金铸造刀刃毛坯；

第四步，在刀体和刀刃上加工消音槽，加工的消音槽均匀分布在刀体和刀刃上；

第五步，将刀刃毛坯依次焊接在刀体的外侧面上，并将相邻的两块刀刃焊接在一起；

第六步，对焊接在刀体外侧面上的刀刃进行磨削加工，完成刀片的制作。

在将刀刃焊接到刀体上之前，先将刀刃和刀体毛坯加工好，为降低后期加工的难度，在焊接之前，对刀体进行机械半精加工，然后在刀体和刀刃上加工出消音槽，再将一段一段的刀刃焊接到刀体的外侧面，焊接完成后，对焊缝进行打磨；最后对刀刃部分进行磨削处理，使刀刃与刀体的连接处焊缝平整，使刀刃的刀尖段的延伸线所形成的夹角达到设定值(3°～60°)，以及使刀刃刀尖段的表面处粗糙度达到Ra0.8。

作为本发明的进一步改进，第二步中，对刀体进行半精加工的部分包括轴孔和连接孔。轴孔位于刀体的圆心处，连接孔均匀分布在轴孔的外侧，所有连接孔的圆心构成的分布圆与轴孔同心。考虑到刀刃焊接之后，刀体部分的机械加工会比较繁杂，所以在焊接刀刃之前，先加工刀体部分的轴孔和连接孔。

作为本发明的进一步改进，第四步中，刀刃的焊接方法为钎焊。采用比刀体和刀刃熔点低的铜丝作钎料，将刀体和刀刃加热到高于铜丝的熔点，但低于刀体和刀刃熔点的温度，利用液态铜润湿刀体和刀刃，并填充接头间隙，液态铜与刀体和刀刃相互扩散而实现刀体和刀刃的连接。钎焊时，刀体和刀刃加热均匀，刀体和刀刃相对变形量以及钎焊接头的残余应力较小，可以保证刀体和刀刃的精密尺寸。

作为本发明的进一步改进，第五步中，加工消音槽的方法为线切割。先加工直线段，然后沿着直线段继续加工螺旋段，最后在末端加工出中心孔。线切割直接利用电能进行脉冲放电加工，工具电极和工件不直接接触，无机械加工中的宏观切削力，可以加工出各种微细孔槽、窄缝、任意曲线，适合加工刀体和刀刃上的消音槽。利用线切割方法可以快速的在刀体和刀刃上加工出设定的消音槽，缩短加工周期。

作为本发明的进一步改进，第六步中，对刀刃进行磨削时，先对刀刃的焊缝处进行磨削，使焊缝与刀刃和刀体的表面齐平，然后磨削刀刃的过渡段，使刀体与刀尖段过渡平滑，最后磨削刀刃的刀尖段，使刀尖段的延伸线所形成的夹角达到3°～60°。

通过磨削加工，使刀体和刀刃的连接处的焊缝平整，提高了刀具的表面粗糙度；磨削过渡段，使过渡段与刀体之间有一定斜度，刀尖段与刀体之间的过渡平滑，保证刀刃的结构强度；最后将刀尖段的延伸线所形成的夹角磨削到3°～60°，使刀具的刀刃锋利，以达到使用性能要求。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的一种镶合金无尘岩棉切割刀，一段一段的刀刃均匀分布在刀体的外圆端形成整体的刀具，刀具的刀刃部分连续，在切割岩棉时，产生的粉尘量极少；在刀体和刀刃部分设有消音槽，可以将刀刃与岩棉之间摩擦差生的震动消除，大大较低了加工时的噪音；

(2)本发明的一种镶合金无尘岩棉切割刀，消音槽的螺旋段将中心孔和直线段连接起来，刀刃部分产生的震荡沿着直线段传递到螺旋段，震动被吸收减弱，最后消失在中心孔处，有效的降低了刀刃部分与岩棉切割时产生的噪音，而且消音槽的末端为螺旋状，刀体部分不会沿直线段继续开裂，刀体的强度得到了保障；

(3)本发明的一种镶合金无尘岩棉切割刀，刀体包括轴孔和连接孔，轴孔位于刀体的圆心处，连接孔均匀分布在轴孔的外侧，所有连接孔的圆心构成的分布圆与轴孔同心，在刀体中心设置轴孔，方便刀具与动力装置进行连接，通过连接孔可以快速将刀片固定在动力装置上，提高了刀具的拆装便捷性；

(4)本发明的一种镶合金无尘岩棉切割刀，刀体的材料为合金钢，刀体刚性较好，可以承受刀具的旋转力，刀刃的材料为硬质合金，刀刃的强度较高，刀刃可以承受与岩棉切割时的切削力，刀体和刀刃采用不同的材料，既保证了刀具的使用性能，又节约了制造成本；

(5)本发明的一种镶合金无尘岩棉切割刀加工方法，在将刀刃焊接到刀体上之前，先将刀刃和刀体毛坯加工好，在焊接之前，对刀体进行机械半精加工，降低了后期加工的难度；将所有刀刃焊接在刀体上，加工出消音槽之后，再对刀刃部分进行磨削加工，保证所有刀刃之间的平整度较高；

(6)本发明的一种镶合金无尘岩棉切割刀加工方法，采用比刀体和刀刃熔点低的铜丝作钎料，将刀体和刀刃加热到高于铜丝的熔点，但低于刀体和刀刃熔点的温度，利用液态铜润湿刀体和刀刃，并填充接头间隙，液态铜与刀体和刀刃相互扩散而实现刀体和刀刃的连接，钎焊时，刀体和刀刃加热均匀，刀体和刀刃相对变形量以及钎焊接头的残余应力较小，可以保证刀体和刀刃的精密尺寸；

(7)本发明的一种镶合金无尘岩棉切割刀加工方法，采用线切割的方法加工消音槽，线切割直接利用电能进行脉冲放电加工，工具电极和工件不直接接触，无机械加工中的宏观切削力，可以加工出各种微细孔槽、窄缝、任意曲线，适合加工刀体和刀刃部分的消音槽，利用线切割方法可以快速的在刀体和刀刃上加工出设定的消音槽，缩短加工周期。

附图说明

图1为本发明的一种镶合金无尘岩棉切割刀的结构示意图；

图2为本发明的一种镶合金无尘岩棉切割刀的A处局部放大图；

图3为本发明的一种镶合金无尘岩棉切割刀的刀体和刀刃的连接剖面图。

图中：1、刀体；2、刀刃；11、消音槽；12、轴孔；13、连接孔；21、过渡段；22、刀尖段；111、直线段；112、螺旋段；113、中心孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图1、图2所示，一种镶合金无尘岩棉切割刀，包括刀体1和刀刃2，刀体1为圆形，刀刃2为圆弧状，刀刃2依次连接在刀体1外侧面。

刀刃2为一段一段的圆弧状，相比于整个的圆环状刀刃，加工较为便捷，采用模锻进行加工时，模具的尺寸较小。而且当刀刃2出现缺口时，可以将缺口处的该段刀刃2去除，更换新的刀刃2，即可实现整体刀具的重新使用。

实施例2

本实施例的一种镶合金无尘岩棉切割刀，与实施例1类似，不同之处在于，本实施例还包括消音槽11，消音槽11均匀的分布在刀体1和刀刃2上，消音槽11贯穿刀体1和刀刃2，消音槽11包括中心孔113、螺旋段112和直线段111，螺旋段112将中心孔113和直线段111连接为一个整体，中心孔113和螺旋段112位于刀体1上，直线段111贯穿刀刃2延伸到刀体1上。

本实施例中，消音槽11位于刀刃2上的直线段111位于两块刀刃2之间的焊缝处，由于焊缝处的材质较软，加工方便，进一步提高了本实施例的加工便捷性。

本实施例中，在刀体1与刀刃2上加工消音槽11，可以减少刀具在切割过程中的噪音，改善生产加工环境。消音槽11均匀分布在刀体1和刀刃2上，在不影响刀体1和刀刃2强度的情况下，消音槽11的数量为8～10个。消音槽11的螺旋段112将中心孔113和直线段111连接起来，刀刃2部分产生的震动沿着直线段111传递到螺旋段112，震动被吸收减弱，最后消失在中心孔113处，有效的降低了刀刃2部分与岩棉切割时产生的噪音。而且消音槽11的中间部分为螺旋状112，刀体2部分不会沿直线段111继续开裂，刀体2的强度得到了保证。

实施例3

本实施例的一种镶合金无尘岩棉切割刀，与实施例2类似，不同之处在于，所述的刀体2还包括轴孔12和连接孔13，轴孔12位于刀体2的圆心处，连接孔13均匀分布在轴孔12的外侧，所有连接孔13的圆心构成的圆与轴孔12同心。

本实施例中，在刀体2中心设置轴孔12，方便刀具与动力装置进行连接，通过连接孔13可以快速将刀具固定在动力装置上，提高了刀具的拆装便捷性。

实施例4

如图3所示，本实施例的一种镶合金无尘岩棉切割刀，与实施例3类似，不同之处在于，所述的刀刃2包括过渡段21和刀尖段22，过渡段21与刀体1的外侧面连接，刀尖段22的延伸线所形成的夹角a为3°～60°，在本实施例的应用中，夹角值可以选择3°、45°和60°等角度值。

本实施例中，刀刃2的过渡段21用于与刀体1进行连接，刀尖段22用于切割岩棉，刀尖段22的延伸线所形成的夹角a设置为3°～60°，保证刀尖2具有一定的强度，还具有较好的切割性能。

实施例5

本实施例的一种镶合金无尘岩棉切割刀，与实施例1-4任一技术方案类似，不同之处在于，刀体1的材料为合金钢，刀刃2的材料为硬质合金。

本实施例中，刀刃2部分用于切割，承受切削力，采用强度较高的硬质合金，刀体1部分用于支撑刀刃部分，主要承受刀具的旋转力，所以选用刚性较好的合金钢。刀体1和刀刃2采用不同的材料，既保证了刀具的使用性能，又节约了制造成本。

实施例6

一种镶合金无尘岩棉切割刀加工方法，包括以下步骤：

第一步，根据上述的一种镶合金无尘岩棉切割刀，用合金钢铸造刀体1的毛坯；

第二步，对刀体1的毛坯进行机械半精加工；

第三步，采用硬质合金铸造刀刃2毛坯；

第四步，在刀体1和刀刃2上加工消音槽11，加工的消音槽11均匀分布在刀体1和刀刃2上；

第五步，将刀刃2毛坯依次焊接在刀体1的外侧面上，并将相邻的两块刀刃2焊接在一起；

第六步，对焊接在刀体外侧面上刀刃2进行磨削加工，完成刀具的制作。

在将刀刃2焊接到刀体1上之前，先将刀刃2和刀体1毛坯加工好，为降低后期加工的难度，在焊接之前，对刀体1进行机械半精加工，然后在整体的刀体1和刀刃2上加工出消音槽11，再将一段一段的刀刃2焊接到刀体1的外圆端，焊接完成后，对焊缝进行打磨；最后对刀刃2部分进行磨削处理，使刀刃2与刀体1的连接处焊缝平整，使刀刃2的刀尖段22的延伸线所形成的夹角a达到设定值，以及使刀刃2的刀尖段22的表面处粗糙度达到Ra0.8。

实施例7

本实施例的一种镶合金无尘岩棉切割刀加工方法，与实施例6类似，不同之处在于，在第二步中，对刀体1进行半精加工的部分包括轴孔12和连接孔13，轴孔12位于刀体1的圆心处，连接孔13均匀分布在轴孔12的外侧，所有连接孔13的圆心构成的分布圆与轴孔12同心。考虑到刀刃2焊接之后，刀体1部分的机械加工会比较繁杂，所以在焊接刀刃2之前，先加工刀体1部分的轴孔12和连接孔13。

第五步中，加工消音槽11的方法为线切割。先加工直线段111，然后沿着直线段111继续加工螺旋段112，最后在末端加工出中心孔113。线切割直接利用电能进行脉冲放电加工，工具电极和工件不直接接触，无机械加工中的宏观切削力，可以加工出各种微细孔槽、窄缝、任意曲线，适合加工刀体1和刀刃2部分的消音槽。利用线切割方法可以快速的在刀体1和刀刃2上加工出设定的消音槽11，缩短加工周期。

实施例8

本实施例的一种镶合金无尘岩棉切割刀加工方法，与实施例7类似，不同之处在于，第四步中，刀刃2的焊接方法为钎焊。第六步中，对刀刃2进行磨削时，先对刀刃2的焊缝处进行磨削，使焊缝与刀刃2和刀体1的表面齐平，然后磨削刀刃2的过渡段21，使刀体1与刀尖段22过渡平滑，最后磨削刀刃2的刀尖段22，使刀尖段22的延伸线所形成的夹角a达到3°～60°。

本实施例中，采用比刀体1和刀刃2熔点低的铜丝作钎料，将刀体1和刀刃2加热到高于铜丝的熔点，但低于刀体1和刀刃2熔点的温度，利用液态铜润湿刀体1和刀刃2，并填充接头间隙，液态铜与刀体1和刀刃2相互扩散而实现连接焊件。钎焊时，刀体1和刀刃2加热均匀，刀体1和刀刃2相对变形量以及钎焊接头的残余应力较小，可以保证刀体1和刀刃2的精密尺寸。

本实施例中，通过磨削加工，使刀体1和刀刃2的连接处的焊缝平整，提高了刀具的表面粗糙度；磨削过渡段21，使过渡段21与刀体1之间有一定斜度，刀尖段22与刀体1之间的过渡平滑，保证刀刃2的结构强度；最后将刀尖段22的延伸线所形成的夹角a磨削到3°～60°，使刀具的刀刃2锋利，以达到使用性能要求。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。