一种二维梯度的模切刀辊及其刀刃成型方法与流程

文档序号:12370745阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种二维梯度的模切刀辊,包括棍体,所述棍体上设有刀刃,所述棍体采用激光熔覆工艺形成由外到内依次为熔覆层、过渡层及基层的层状结构,所述熔覆层构成所述刀刃,所述过渡层连接所述刀刃和所述基层;其特征在于:所述刀刃的刀刃角度α的范围是:20度<α<40度;位于所述刀刃与所述过渡层的交界处,且与所述刀刃底面相切的方向为x方向,与所述棍体外表面垂直的方向为y方向,x方向与y方向的交点为0点,所述刀刃沿着y方向对称设置,所述刀刃内部设有复数个区域,不同的区域上设有不同硬度的激光熔覆粉末,从0点到x方向或-x方向上激光熔覆粉末的硬度逐渐变大,从0点到y方向上激光熔覆粉末的硬度逐渐变大。

2.根据权利要求1所述的一种二维梯度的模切刀辊,其特征在于:所述熔覆层包括高速钢层、镍基合金钢层以及硬质合金钢层;所述基层的形状为圆柱形,所述基层为普通碳素合金钢层;所述过渡层为所述熔覆层和所述基层的冶金结合层。

3.根据权利要求1所述的一种二维梯度的模切刀辊,其特征在于:所述刀辊的直径为Φ200mm~Φ500mm;所述刀辊还包括用于传动和定位的转轴,所述转轴位于辊体的两端;所述刀辊还包括用于保护刀刃的保护环,所述保护环位于辊体圆周面两端部,保护环外径大于刀刃到辊体轴心的最大距离。

4.根据权利要求1所述的一种二维梯度的模切刀辊,其特征在于:所述刀刃包括第一左刀面、第二左刀面、第三左刀面、第四左刀面、第一右刀面、第二右刀面、第三右刀面、第四右刀面和刀尖,所述第一左刀面、所述第二左刀面、所述第三左刀面及所述第四左刀面依次并排设置,所述第一右刀面、所述第二右刀面、所述第三右刀面及所述第四右刀面依次并排设置,且所述刀尖连接所述第一左刀面和所述第一右刀面,所述第四左刀面及所述第四右刀面均连接至所述过渡层。

5.一种二维梯度的模切刀辊的刀刃成型方法,其特征在于:在刀刃不同区域上涂上不同硬度的激光熔覆粉末,使得从0点到x方向或-x方向上激光熔覆粉末的硬度逐渐变大,从0点到y方向上激光熔覆粉末的硬度逐渐变大;然后在辊体的基层上通过激光熔覆工艺,熔化激光熔覆粉末,由外到内依次形成熔覆层和过渡层,所述熔覆层构成所述刀刃,所述过渡层连接所述刀刃和所述基层。

6.根据权利要求5所述的一种二维梯度的模切刀辊的刀刃成型方法,其特征在于:所述基层为普通碳素合金钢,所述基层形状为圆柱形,其外圆柱面进行粗加工和精加工,所述加工精度不低于IT7。

7.根据权利要求5所述的一种二维梯度的模切刀辊的刀刃成型方法,其特征在于:所述激光熔覆粉末为高速钢、镍基合金钢或硬质合金钢材料粉末,合金粉末颗粒平均尺寸为75μm~160μm。

8.根据权利要求5所述的一种二维梯度的模切刀辊的刀刃成型方法,其特征在于:所述激光熔覆工艺包括如下步骤:

步骤1、根据刀刃结构,对所述刀刃的轨迹进行离线方式编写数控程序;

步骤2、将棍体与要熔覆的样件进行预热,预热温度为200℃,然后将刀辊通过装夹和定位工件安装并定位到激光熔覆数控设备上;

步骤3、由所述数控程序控制,使所述激光熔覆数控设备完成刀刃熔覆成型过程;

步骤4、成型后的刀辊进行热处理;

步骤5、检验刀刃成型情况,等待进入后续刀辊加工程序。

9.根据权利要求8所述的一种二维梯度的模切刀辊的刀刃成型方法,其特征在于:所述步骤2中,所述装夹和定位工件为三爪卡盘和顶尖;所述步骤3中,激光熔覆数控设备在进行熔覆成型过程之前,先在关闭熔覆功能单元,仅保持运动控制功能单元的情况下,试走所述数控程序;所述步骤4中,所述热处理为熔覆后将样件在700℃下进行回火2小时,然后在空气中淬火,让应力释放。

10.根据权利要求8所述的一种二维梯度的模切刀辊的刀刃成型方法,其特征在于:所述激光熔覆工艺的送粉方式为横向扫描送粉方式或纵向扫描送粉方式,所述横向扫描送粉方式具体为横向地从左到右的扫描方式或者横向地从中间到两边的扫描方式;工艺参数为:激光功率800~3000W、扫描速度为10~50cm/min、光斑直径为2~4mm、保护气体流量为15~25L/min;进给方式为:单道轨迹成型、多道轨迹搭接、多层轨迹层叠、封闭曲线轨迹对接四种类型中的一种或几种。

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