本发明涉及机械刀片技术领域，更具体地说，涉及一种适用于眼镜布切割的齿形长切刀的加工方法。
背景技术：
眼镜布是佩带眼镜者不可或缺的随身用品，尤其对于高品质镜片的眼镜，为了满足既要镜片擦拭效果好、又要不使镜片受到损伤的要求，对眼镜布的质地要求就更高；另一方面，对于那些高品质镜片的眼镜，对所配备眼镜布的外观、手感也提出了越来越高的要求。
眼镜布的形状多为方形，且其四周会设置齿形结构。目前，眼镜布的生产厂商多使用方形模具冲裁出一个个眼镜布，使用此种冲裁方式能够保证裁切出的眼镜布形状规则，不会发生变形，且由于冲裁过程中眼镜布的四周受力是均匀的，其齿形结构的裁切质量也较高，能够保证眼镜布的外观质量。但其同样存在许多缺陷，最主要的是方形模具的适用性较差，每种尺寸的眼镜布都要配备特定型号的方形模具，如生产10种尺寸的眼镜布就得有10种型号方形模具，要是100种、1000种尺寸眼镜布，则会给生产厂家带来巨大的开模费用及用工成本；另一方面，使用方形模具冲裁一刀下去只能裁出一个眼镜布，且相邻两个眼镜布之间必定会产生废料；如此，既浪费布料，又很费工时。
针对上述问题，也有生产厂家想到使用带齿的切刀来实现眼镜布的切割，这样会解决开模以及布料浪费等问题，但眼镜布是一种具有一定伸缩性的布料，使用切刀一旦在切布过程中对布料施加的拉力产生变化，则布料就会产生不同的形变，造成最后切割后的布料不是规则的方形，尺寸精确度低；且眼镜布四周的齿形结构对刀齿的锋利程度等性能也有很高要求，刀齿性能达不到要求，就会造成眼镜布切口不整齐、边缘不平整、有包边等情况的发生。
经检索，关于布匹的裁切还是有较多的技术方案公开，如中国专利号201410387968.4，专利名称为：一种自动裁布机及其操作方法；中国专利申请号200810026211.7，专利名称为：一种布匹的分条裁切加工方法；上述专利均从不同角度提出了提高裁切效率及裁切质量的方法。但上述方案并不适用于眼镜布的裁切，而如何解决上文分析的眼镜布裁切所存在的问题，并没有检索到有效的解决方案。
中国专利号ZL201310396539.9，授权公告日：2015年8月5日，发明创造名称为：一种制造整体长刀片的方法；该申请案中长刀片的加工步骤为：1)整体长刀片的原材料准备：对锻造毛坯进行拔长锻造，其锻造比为1∶3；2)锻造毛坯的退火处理：升温至860～870℃，保温4～6小时，然后空冷到350～400℃，空冷后再升温到700-720℃，保温2～3小时；3)锻造毛坯的粗加工：划线和钻床打孔，划线时孔距控制为L+0.2mm，其中L为整体长刀片成品的孔距要求；4)整体长刀片的热处理：三次预热后升高到1020～1040℃，保温50～55分钟，保温后出炉油淬；5)整体长刀片的深加工。该申请案制造得到的整体长刀片保证了直线度、垂直度以及耐磨性和抗冲击性能。但该申请案核心解决的是热处理过程中的微量变形问题，且其不涉及齿形加工，因此并不适用于眼镜布的裁切。
总所周知，眼镜行业是一个市场竞争非常激烈的行业，如何在残酷的竞争中脱颖而出，就需要在一些小细节中精益求精，而如何在眼镜布的裁切工序中降成本、省工时并提高裁切质量，成为了困扰生产厂家的难题，急需一种有效的解决方案。
技术实现要素：
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术中眼镜布的裁切开模费用高、布料浪费严重且裁切效率低的问题，提供了一种适用于眼镜布切割的齿形长切刀的加工方法；本发明的生产工艺简单，制备得到的齿形长切刀各项性能能够满足眼镜布的裁切要求，得到的眼镜布外观质量好。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种适用于眼镜布切割的齿形长切刀的加工方法，其步骤为：
步骤一、原材料准备：齿形长切刀采用锻造毛坯制得；
步骤二、锻造毛坯的退火处理：将步骤一中的锻造毛坯经过退火处理，退火温度为830-860℃，保温一段时间后炉冷至720-740℃，保温一段时间后再随炉冷却到500-530℃出炉空冷；
步骤三、锻造毛坯的粗加工：退火处理后，将锻造毛坯制成留有精加工余量的工件，其粗加工工艺为：
(1)校平机校正锻造毛坯的平面以及侧面；
(2)磨床粗磨锻造毛坯的平面以及侧面；
(3)线切割割出所需齿形；
步骤四、热处理：
(1)退火：经步骤三粗加工的齿形长切刀在淬火前再次退火，加热至600-630℃，保温一段时间后随炉冷却到500℃出炉空冷；
(2)淬火：齿形长切刀需要进行二次预热：第一次升温到620-660℃，保温0.5-1小时后进行第二次预热，升温至820-860℃，再保温0.5-1.5小时，最后升温到1000-1050℃，出炉油淬；
(3)回火：将经淬火处理的齿形长切刀在550-560℃温度下进行第一次回火，回火保温时间为2小时，然后在560-570℃温度下进行第二次回火，回火保温时间为2小时，冷却出炉硬度54-56度；
步骤五、齿形长切刀的精加工：
(1)精磨齿形长切刀的平面以及侧面；
(2)采用CNC磨齿机精磨刀齿；
(3)去除齿尖的毛刺，确保刀口的锋利度和直线度。
更进一步地，步骤一采用的锻造毛坯包括如下质量百分比的组分：C 1.45％-1.53％；Si 0.25％-0.3％；Mn 0.4％-0.45％；Cr 11.00％-14.2％；Mo 0.85％-1.00％；V 0.31％-0.4％；P≤0.025％；S≤0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。
更进一步地，步骤二和步骤四的退火工艺中，保温时间与锻造毛坯的尺寸参数相关，具体为：
H＝kXp+(Yp+Zp)/2
上式中，H为保温时间，单位为min；k为调节系数；Xp为锻造毛坯的长度，单位为mm；Yp为锻造毛坯的宽度，单位为mm；Zp为锻造毛坯的厚度，单位为mm。
更进一步地，调节系数k的取值范围为0.2～0.6。
更进一步地，步骤四的淬火工艺中，两次预热的升温速率：
V＝(T-T0)(Crwt+Mowt)
上式中，V为升温速率，单位为℃/h；T为保温温度，单位为℃，T0为初始温度，单位为℃，Crwt为锻造毛坯中Cr的质量百分比值，Mowt为锻造毛坯中Mo的质量百分比值。
更进一步地，步骤四的淬火工序中第一次升温到630℃，保温0.5小时后进行第二次预热，升温至835℃，再保温1.5小时，最后升温到1050℃，出炉油淬；回火时将经淬火处理的齿形长切刀在550℃温度下进行第一次回火，回火保温时间为2小时，然后在565℃温度下进行第二次回火，回火保温时间为2小时。
更进一步地，步骤五用3公斤测刀口锋利度，并要求刀口的直线度在0.05mm以内。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种适用于眼镜布切割的齿形长切刀的加工方法，对退火工艺中的保温时间进行了科学设计，将其与锻造毛坯的尺寸参数相关联，克服了传统完全依靠技术人员经验控制保温时间的粗放模式，易导致不同炉次产品质量层次不齐的问题，经退火工艺后，齿形长切刀内部组织更加均匀，晶状结构更理想；
(2)本发明的一种适用于眼镜布切割的齿形长切刀的加工方法，在热处理的淬火工序中，两次预热的升温速率与锻造毛坯中Cr和Mo的质量百分比值相关联，热处理工艺配合锻造毛坯组分，使得热处理之后能够获得优异的耐磨性和抗冲击性能，淬火高温加热速率适当，能够使齿形长切刀中有足够的含碳量与合金元素含量，这样一方面增加刀具的耐磨性，另一方面阻止晶粒长大，防止过热超标，能够进一步确保整体长刀片的直线度和垂直度；
(3)本发明的一种适用于眼镜布切割的齿形长切刀的加工方法，热处理工艺容易操作，长切刀刀齿组织容易控制且稳定性好，降低刀齿在热处理过程中的变形开裂倾向，具有高强韧和高耐磨性，使用寿命较长，降低了作业中刀齿的修磨次数；
(4)本发明的一种适用于眼镜布切割的齿形长切刀的加工方法，得到的齿形长切刀的各项性能能够满足眼镜布的裁切要求，得到的眼镜布切口整齐、边缘平整、无包边；且切割后眼镜布形状规则，尺寸精确度高；
(5)本发明的一种利用齿形长切刀切割眼镜布的方法，利用齿形长切刀至多4刀便可以完成至少一块眼镜布的裁切操作，相比于传统利用方形模具的裁切方式，节省了开模成本，且大大减少了布料的浪费，提高了生产效率，降低了生产成本。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例的一种适用于眼镜布切割的齿形长切刀的加工方法，其步骤为：
步骤一、原材料准备：齿形长切刀采用锻造毛坯制得；锻造毛坯包括如下质量百分比的组分：C 1.45％；Si 0.3％；Mn 0.4％；Cr 14.2％；Mo 0.85％；V 0.31％；P 0.025％；S 0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。
步骤二、锻造毛坯的退火处理：将步骤一中的锻造毛坯经过退火处理，退火温度为830℃，保温一段时间后炉冷至740℃，保温一段时间后再随炉冷却到500℃出炉空冷；保温时间与锻造毛坯的尺寸参数相关，具体为：
H＝kXp+(Yp+Zp)/2
上式中，H为保温时间，min；k为调节系数，调节系数k的取值范围为0.2～0.6，其具体取值由技术人员视情况而定，但相同尺寸参数的锻造毛坯原则上使用统一的调节系数，不同保温阶段的调节系数可以不同；Xp为锻造毛坯的长度，mm；Yp为锻造毛坯的宽度，mm；Zp为锻造毛坯的厚度，mm。锻造毛坯的长度Xp、宽度Yp和厚度Zp不要求精确测量，由技术人员在现场粗略确定即可。本实施例中锻造毛坯的长度为200mm，宽度为50mm，厚度为5mm，调节系数k均取0.6。即锻造毛坯经过退火处理，退火温度为830℃，保温约2.5小时后炉冷至740℃，保温约2.5小时后再随炉冷却到500℃出炉空冷。
步骤三、锻造毛坯的粗加工：退火处理后，将锻造毛坯制成留有0.5mm精加工余量的工件，其粗加工工艺为：
(1)校平机校正锻造毛坯的平面以及侧面；
(2)磨床粗磨锻造毛坯的平面以及侧面；
(3)线切割割出所需齿形。
步骤四、热处理：
(1)退火：经步骤三粗加工的齿形长切刀在淬火前再次退火，加热至630℃，保温一段时间后随炉冷却到500℃出炉空冷；同样地，本实施例中此处退火保温时间仍与锻造毛坯的尺寸参数相关，具体为：
H＝kXp+(Yp+Zp)/2
上式中，H为保温时间，min；k为调节系数，调节系数k的取值为0.5；Xp为锻造毛坯的长度，mm；Yp为锻造毛坯的宽度，mm；Zp为锻造毛坯的厚度，mm。
本实施例对退火工艺中的保温时间进行了科学设计，将其与锻造毛坯的尺寸参数相关联，克服了传统完全依靠技术人员经验控制保温时间的粗放模式，易导致不同炉次产品质量层次不齐的问题，经退火工艺后，齿形长切刀内部组织更加均匀，晶状结构更理想。
(2)淬火：齿形长切刀需要进行二次预热：第一次升温到630℃，保温0.5小时后进行第二次预热，升温至835℃，再保温1.5小时，两次预热的升温速率：
V＝(T-T0)(Crwt+Mowt)
上式中，V为升温速率，℃/h；T为保温温度，单位为℃，T0为初始温度，单位为℃，Crwt为锻造毛坯中Cr的质量百分比值，Mowt为锻造毛坯中Mo的质量百分比值。后升温到1050℃，出炉油淬；油淬的淬火介质为32#机油。
本实施例在热处理的淬火工序中，两次预热的升温速率与锻造毛坯中Cr和Mo的质量百分比值相关联，热处理工艺配合锻造毛坯组分，使得热处理之后能够获得优异的耐磨性和抗冲击性能，淬火高温加热速率适当，能够使齿形长切刀中有足够的含碳量与合金元素含量，这样一方面增加刀具的耐磨性，另一方面阻止晶粒长大，防止过热超标，能够进一步确保整体长刀片的直线度和垂直度。
(3)回火：将经淬火处理的齿形长切刀在550℃温度下进行第一次回火，回火保温时间为2小时，然后在565℃温度下进行第二次回火，回火保温时间为2小时，冷却出炉硬度56度。
(4)齿尖表面感应加热淬火：取以上所述整体热处理后的齿形长切刀再利用高频感应加热装置对齿尖进行表面感应加热淬火，齿尖的感应加热温度为660-710℃，感应加热10-20秒，然后使用质量浓度为15％的盐水淬火到室温，再将齿尖放入恒温160-200℃的硝酸盐溶液(55％NaNO3+45％KNO3)中进行回火处理，保温20-40分钟后，取出空冷至室温。本实施例采用硝盐盐浴淬火，热效率高，齿尖加热均匀，降低刀齿在热处理过程中的变形开裂倾向，使热处理对长切刀齿的组织控制更加可靠。采用表面感应加热淬火提高了齿尖表面的硬度和耐磨性，同时齿尖的心部还保留很好的韧性，刀齿具有高强韧和高耐磨性，使用寿命较长，降低了作业中刀齿的修磨次数。
值得说明的是，由于眼镜布是一种具有一定伸缩性的布料，一旦在切布过程中对布料施加的拉力产生变化，则布料就会产生不同的形变，且眼镜布四周的齿形结构对刀齿的锋利程度等性能也有很高要求。因此，齿形长切刀的齿尖加工非常关键，在对长切刀整体热处理后，再对齿尖表面进行感应加热淬火，会更加有利于眼镜布的高质量裁切。
步骤五、齿形长切刀的精加工：
(1)精磨齿形长切刀的平面以及侧面；
(2)采用CNC磨齿机精磨刀齿；
(3)去除齿尖的毛刺，用3公斤测刀口锋利度，并要求刀口的直线度在0.05mm以内。
本实施例制备得到的齿形长切刀的各项性能能够满足眼镜布的裁切要求，得到的眼镜布切口整齐、边缘平整、无包边；且切割后眼镜布形状规则，尺寸精确度高，将齿形长切刀销售给眼镜布生产厂家，得到了很好的反馈。
利用本实施例制备得到的齿形长切刀至多4刀便可以完成至少一块眼镜布的裁切操作，相比于传统利用方形模具的裁切方式，节省了开模成本，且大大减少了布料的浪费，提高了生产效率，降低了生产成本。实际生产中切割眼镜布的方式、落刀顺序各有不同，下面仅就切割一块眼镜布的过程进行介绍，其他方式不再赘述。具体步骤为：
1)输送装置牵引加工完成的眼镜布匹运行；
2)压紧装置夹持并压紧眼镜布匹；
3)开启刀架升降机构，使得Y方向上齿形长切刀沿竖直方向下落，对眼镜布匹进行裁切；裁切完成之后，齿形长切刀沿竖直方向上升，并复位；
4)输送装置继续牵引眼镜布匹运行指定距离，Y方向上齿形长切刀再次沿竖直方向下落，对眼镜布匹进行裁切；
5)开启刀架升降机构，使得X方向上齿形长切刀沿竖直方向下落，对眼镜布匹进行裁切；裁切完成之后，齿形长切刀沿竖直方向上升，并复位；
6)X方向上齿形长切刀沿Y方向运行指定距离，再次沿竖直方向下落，对眼镜布匹进行裁切，至此单个眼镜布的裁切工序完成。所述的X方向和Y方向为相互垂直的两个水平方向。
实施例2
本实施例的一种适用于眼镜布切割的齿形长切刀的加工方法，其步骤为：
步骤一、原材料准备：齿形长切刀采用锻造毛坯制得；锻造毛坯包括如下质量百分比的组分：C 1.53％；Si 0.25％；Mn 0.45％；Cr 11.00％；Mo 1.00％；V 0.4％；P 0.025％；S 0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。
步骤二、锻造毛坯的退火处理：将步骤一中的锻造毛坯经过退火处理，退火温度为860℃，保温一段时间后炉冷至720℃，保温一段时间后再随炉冷却到530℃出炉空冷；保温时间与锻造毛坯的尺寸参数相关，具体为：
H＝kXp+(Yp+Zp)/2
上式中，H为保温时间，min；k为调节系数，调节系数k的取值为0.2，Xp为锻造毛坯的长度，mm；Yp为锻造毛坯的宽度，mm；Zp为锻造毛坯的厚度，mm。
步骤三、锻造毛坯的粗加工：退火处理后，将锻造毛坯制成留有0.5mm精加工余量的工件，其粗加工工艺为：
(1)校平机校正锻造毛坯的平面以及侧面；
(2)磨床粗磨锻造毛坯的平面以及侧面；
(3)线切割割出所需齿形。
步骤四、热处理：
(1)退火：经步骤三粗加工的齿形长切刀在淬火前再次退火，加热至600℃，保温一段时间后随炉冷却到500℃出炉空冷；同样地，本实施例中此处退火保温时间仍与锻造毛坯的尺寸参数相关，具体为：
H＝kXp+(Yp+Zp)/2
上式中，H为保温时间，min；k为调节系数，调节系数k的取值为0.4；Xp为锻造毛坯的长度，mm；Yp为锻造毛坯的宽度，mm；Zp为锻造毛坯的厚度，mm。
(2)淬火：齿形长切刀需要进行二次预热：第一次升温到660℃，保温0.8小时后进行第二次预热，升温至860℃，再保温0.5小时，两次预热的升温速率：
V＝(T-T0)(Crwt+Mowt)
上式中，V为升温速率，℃/h；T为保温温度，单位为℃，T0为初始温度，单位为℃，Crwt为锻造毛坯中Cr的质量百分比值，Mowt为锻造毛坯中Mo的质量百分比值。后升温到1000℃，出炉油淬；油淬的淬火介质为32#机油。
(3)回火：将经淬火处理的齿形长切刀在550℃温度下进行第一次回火，回火保温时间为2小时，然后在570℃温度下进行第二次回火，回火保温时间为2小时，冷却出炉硬度55度。
步骤五、齿形长切刀的精加工：
(1)精磨齿形长切刀的平面以及侧面；
(2)采用CNC磨齿机精磨刀齿；
(3)去除齿尖的毛刺，用3公斤测刀口锋利度，并要求刀口的直线度在0.05mm以内。
实施例3
本实施例的一种适用于眼镜布切割的齿形长切刀的加工方法，其步骤为：
步骤一、原材料准备：齿形长切刀采用锻造毛坯制得；锻造毛坯包括如下质量百分比的组分：C 1.5％；Si 0.27％；Mn 0.42％；Cr 13.00％；Mo 0.91％；V 0.36％；P 0.025％；S 0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。
步骤二、锻造毛坯的退火处理：将步骤一中的锻造毛坯经过退火处理，退火温度为840℃，保温一段时间后炉冷至735℃，保温一段时间后再随炉冷却到510℃出炉空冷；保温时间与锻造毛坯的尺寸参数相关，具体为：
H＝kXp+(Yp+Zp)/2
上式中，H为保温时间，min；k为调节系数，调节系数k的取值为0.2，Xp为锻造毛坯的长度，mm；Yp为锻造毛坯的宽度，mm；Zp为锻造毛坯的厚度，mm。
步骤三、锻造毛坯的粗加工：退火处理后，将锻造毛坯制成留有0.5mm精加工余量的工件，其粗加工工艺为：
(1)校平机校正锻造毛坯的平面以及侧面；
(2)磨床粗磨锻造毛坯的平面以及侧面；
(3)线切割割出所需齿形。
步骤四、热处理：
(1)退火：经步骤三粗加工的齿形长切刀在淬火前再次退火，加热至620℃，保温一段时间后随炉冷却到500℃出炉空冷；同样地，本实施例中此处退火保温时间仍与锻造毛坯的尺寸参数相关，具体为：
H＝kXp+(Yp+Zp)/2
上式中，H为保温时间，min；k为调节系数，调节系数k的取值为0.3；Xp为锻造毛坯的长度，mm；Yp为锻造毛坯的宽度，mm；Zp为锻造毛坯的厚度，mm。
(2)淬火：齿形长切刀需要进行二次预热：第一次升温到625℃，保温1小时后进行第二次预热，升温至835℃，再保温1.5小时，两次预热的升温速率：
V＝(T-T0)(Crwt+Mowt)
上式中，V为升温速率，℃/h；T为保温温度，单位为℃，T0为初始温度，单位为℃，Crwt为锻造毛坯中Cr的质量百分比值，Mowt为锻造毛坯中Mo的质量百分比值。后升温到1010℃，出炉油淬；油淬的淬火介质为32#机油。
(3)回火：将经淬火处理的齿形长切刀在555℃温度下进行第一次回火，回火保温时间为2小时，然后在565℃温度下进行第二次回火，回火保温时间为2小时，冷却出炉硬度54度。
步骤五、齿形长切刀的精加工：
(1)精磨齿形长切刀的平面以及侧面；
(2)采用CNC磨齿机精磨刀齿；
(3)去除齿尖的毛刺，用3公斤测刀口锋利度，并要求刀口的直线度在0.05mm以内。