一种合金刀片高效生产系统

技术领域

本发明涉及铣削用刀具生产技术领域，具体涉及一种合金刀片高效生产系统。

背景技术

铣刀主要用于铣削上平面、台阶、沟槽、成形表面加工和切断工件等工艺；按照铣刀的结构大致可以分为三种，其一为整体式，即刀具和刀齿制成一体的形式，由于铣刀的用途原因，强度要求较高，通常整体式的铣刀都是先进行机加工后，再经过进行热处理后获得；其二是整体焊齿式，其将刀齿用硬质合金或其他耐磨的刀具材料制成，并钎焊在刀体上，其三是镶齿式，将刀齿用机械夹固的方法固定在刀体上。对于后两种方式，刀齿体积小，数量相较于整体式更多，不利于采用机加工后进行热处理的方式进行制造，而是采用粉末冶金的方式进行制造。

针对于采用粉末冶金的方式生产刀齿或刀片，其具体工艺包括制粉、成型、烧结和后处理等；基于此工艺申请号为CN201710436163.8的发明申请公开了一种全自动粉末颗粒压制成型机，其具体针对的是采用人工填料、机械压制、人工取出产品的生产方式带有的生产效率低和一致性差的问题。

此外，公开号为CN215786740U的实用新型也公开了一种铝合金刀具加工用自动粉末压力机，其在自动粉末压力机的压杆处设置均衡架，使得压板压力分散，使得代加工装置受力均衡，进而提升了成型率和提高了产品的质量。

虽然以上两个专利及现有技术对于加工效率上有了一定的改善，但是，申请人在实际的研发及生产中发现，将合金粉末采用冲压方式进行刀片坯料生产时，上下两端的冲头在完成冲压后容易沾附金属粉末，且金属粉末还会随着冲压工时的增多而增多，这会导致在后续冲压过程中刀片坯体的形状出现差异，刀片本身体积较小，再加上存在的这些差异，会直接影响到刀片的强度。

发明内容

本发明意在提供一种合金刀片高效生产系统，以解决现有的合金刀片坯体在压制成型时，容易因为沾附金属粉末影响后续生产出的刀片坯体的强度问题。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种合金刀片高效生产系统，包括依次设置的上料装置、成型装置、移送装置、烧结装置、后处理装置，所述成型装置包括安装机架和固定在安装机架中部的工作台，所述工作台上设置有固定模座，所述安装机架的上下两端分别设置有用于压制工件的上冲头和下冲头，所述工作台上下两侧的四周分别还设置有第一导向柱和第二导向柱，所述第一导向柱和第二导向柱在工作台竖直方向的位置错开；所述移送装置包括龙门导轨、安装座和机械手，所述机械手可拆卸的设置在安装座上，所述安装座滑动连接在龙门导轨上，并沿着龙门导轨进行横向和纵向移动，所述机械手包括清洁机械手和夹取机械手，所述清洁机械手为双头毛刷。

本方案的原理是：在具体冲压时，下冲头和固定模座用于容纳合金粉末，上冲头下压，将合金粉末压制成合金刀片坯体，冲压完成后，上冲头复位，下冲头上升将合金刀片坯体顶出固定模座；此时，夹取机械手沿着龙门导轨伸入工作台，将压制成型的合金刀片坯体取出；

本方案的优点是：

1、在采用现有的冲压装置进行合金刀片坯料压制时，上冲头及下冲头容易沾附合金粉末，而这些粉末会在积累到一定量时在冲压过程中进入其他坯料，这容易导致生产出的合金刀片坯料不具有一致性，也会对刀片坯料的强度造成影响；而本方案在加工一段时间后，安装座与夹取机械手自动分离并与清洁机械手连接，在这种情况下安装座带动清洁机械手清洁上冲头、下冲头和固定模座，避免合金粉末在上、下冲头上沾附和累积，使得压制成型的合金刀片坯体一致性更佳，也能避免对生产出合金刀片坯体的强度造成影响；

2、一个安装座能够带动两个机械手，安装座可以自动选择夹取机械手或者清洁机械手进行清洁或者夹取工作，结构简单；通过第一导向柱和第二导向柱的作用，可以避免上冲头和下冲头压制工件时出现误差，且第一导向柱和第二导向柱在工作台竖直方向的位置错开，避免对工作台的强度造成影响。

作为一种改进，所述清洁机械手包括安装臂、清洁头和双头毛刷，安装臂的一端与所述安装座可拆卸连接，安装臂的另一端固定设置有清洁头；所述双头毛刷与清洁头转动连接，所述清洁头的内部还设置有驱动电机；本改进的有益效果是，清洁机械手通过安装臂部分与安装座连接，在连接后安装座带动清洁机械手到达需要清洁的位置，通过驱动电机带动双头毛刷，在实际进行清洁时，调整上冲头和下冲头的位置，使得双头毛刷旋转直接带动上下两端的毛刷头对上冲头和下冲头沾附的合金粉末能同时进行清洁，效率更高。

作为一种改进，所述成型装置外侧设置有透明罩；本改进的有益效果是，在平常情况下，合金粉末本身质量较大，且不容易在压制成型时出现脱离出工作台的情况，然而，由于上冲头和下冲头容易沾附合金粉末，在采用毛刷进行清洁时，容易导致冲头上的合金粉末散出工作台，不利于清洁，同时，透明罩能在视线良好的前提下，保证安全。

作为一种改进，所述移送装置还包括码放盘，所述码放盘上铺设有防粘涂层，所述码放盘下方设置有传送辊；本改进的有益效果是，在夹取机械手将合金刀片坯体从工作台上取下后，将合金刀片码放到码放盘上，其中码放盘上铺设有防粘涂层，具体的防粘涂层可以避免合金刀片坯体在烧结装置中烧结时与码放盘产生粘连，这样可以不用再将刀片坯体从码放盘中转移，效率更佳；码放盘下方设置的传送辊能够在合金刀片码放完毕后带动码放盘进行转移，简单方便。

作为一种改进，所述上料装置包括真空泵组、储料仓、真空上料机、基座和波纹管路，所述波纹管路的一端与储料仓连通，另一端与基座连通，所述基座上开设置有与所述固定模座的孔径相对应的出料口；所述基座远离固定模座一侧设置有电动推杆，所述电动推杆用于推动基座远离或靠近固定模座；本改进的有益效果是：在进行合金粉料上料时，电动推杆将上料装置的基座推到固定模座的模孔处，此时合金粉料会从出料口进入模孔内，在填充完成后，再由电动推杆带动出料口远离固定模座的中部，无需人工上料，也无需其他复杂结构，简单方便。

作为一种改进，所述夹取机械手包括第二安装臂和负压吸头，所述第二安装臂一端与安装座可拆卸连接，第二安装臂的另一端与负压吸头可拆卸连接，所述负压吸头包括2～4个小型负压吸盘；本改进的有益效果是：由于合金刀片坯体采用的是金属粉末压制成型，通常认为，坯体表面不够光滑，负压吸头并不适用于这种小型刀片进行转运，本方案将负压吸头设置为2～4个小型负压吸盘，能够在刀片坯体表面不够光滑的情况下进行转运。

作为一种改进，所述安装座与机械手采用电磁吸附连接；本改进的有益效果是：采用电磁吸附连接，在需要更换安装座上的机械手时，先将安装座移动到固定位置，断掉安装座上的电，使机械手与安装座脱离，再移动安装座，使其与另一机械手接触，通电后即可将另一机械手连接，简单方便的完成了机械手的更换。

作为一种改进，所述后处理装置包括喷砂装置，所述喷砂装置用于在烧结后合金刀片表面的进行喷砂，所述喷砂装置的喷料采用三氧化二铝；本改进的有益效果是：采用喷料三氧化二氯进行喷砂处理，能够对烧结后的刀片坯体的外表面进行清理，同时增加表面的粗糙度，也有利于后续的打磨和添加涂层，使得生产出的合金刀片强度更高，抗疲劳强度更好。

附图说明

图1为本发明实施例的合金刀片高效生产系统部分装置结构示意图。

图2为本发明实施例的上料装置的结构示意图。

图3为本发明实施例清洁机械手的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：安装机架101、工作台102、固定模座103、合金刀片模具104、上冲头105、下冲头106、液压缸107、第一导向柱108、内筒110、外筒111、出料口201、容纳腔202、电动推杆203、储料仓204、真空上料机205、基座206、波纹管207、龙门导轨301、安装座302、机械手303、码放盘304、传送辊305、负压吸附装置306、清洁头307、驱动电机308、双头毛刷309。

实施例基本如附图1、2、3所示：

本发明提供了一种合金刀片高效生产系统，以解决现有的合金刀片的坯体在压制成型时，容易因为冲头沾附金属粉末影响后续生产出刀片坯体的强度问题。

本系统按照加工顺序，分别包括成型装置、上料装置、移送装置、烧结装置和后处理装置；

实施时，如附图1，成型装置包括安装机架101，具体的，安装机架101的中部螺纹连接有工作台102，其中工作台102上可拆卸的安装有固定模座103，固定模座103具体采用螺钉固定在工作台102上，固定模座103的中部安装有合金刀片模具104；具体的，上冲头105和下冲头106均采用液压缸107驱动，且均安装在各自对应液压缸107的输出轴上，其中，工作台102的上端的四个顶角处均焊接有四根第一导向柱108，其中第一导向柱108包括内筒110和外筒111，实施时，内筒110的一端焊接在工作台102的顶角位置，另一端与外筒111套接，外筒111的一端焊接在上冲头105四周，在上冲头105执行冲压工序时，外筒111沿着内筒110下移，在第一导向柱108的作用下可以有效的避免冲压头在冲压时出现偏移，影响生产出刀具坯体的一致性；工作台102下端的四个顶角处焊接有第二导向柱，第二导向柱结构与第一导向柱108一致，实施时，下冲头106和合金刀片模具104用于容纳合金粉末，上冲头105和下冲头106共同作用，使得合金刀片成型，在合金刀片成型后，上冲头105复位，下冲头106带动合金刀片坯体向上运动，将刀片坯体顶出。

实施时，上料装置为粉末自动上料机，包括真空泵组（图中未示）、储料仓204、真空上料机205、基座206和波纹管207；但在本方案中，如附图2，上料装置2的储料仓204的上方安装有真空上料机205，储料仓204通过波纹管207与基座206连通；具体的，基座206设置在固定模座103上，且基座206可在固定模座103上平移；具体的，基座206中部为容纳腔202，容纳腔的底部开设有出料口201，容纳腔202内装有合金粉末，在机架上还设置有电动推杆203或电动缸，本实施例采用电动推杆203，其输出轴与出料口201相通，实施时，出料口201与合金刀片模具104相对应，具体的为出料口201的出口面积小于模具孔面积；实施时，出料口201不用增加额外的封口的结构，直接与固定模座103接触，且出料口201和固定相贴合，电动缸或电动推杆203的输出轴推动出料口201时，基座206及其出料口201与固定模座103相贴合，可以避免合金粉末从出料口201到固定模座103上，当出料口201到合金刀片模具104处时，粉末进入模具，并将其填满，基座206在复位时，也由于和固定模座103贴合的缘故不会出现合金粉末泄露的现象；实施时，还可以在工作台102上设置滑轨，便于输出轴带动基座206运动。

实施时，如附图1，移送装置包括龙门导轨301、安装座302、机械手303、码放盘304和传送辊305；具体的，龙门导轨301为XYZ三轴龙门导轨301，XYZ三轴龙门导轨301中的导轨均采用直线导轨和丝杠滑台，直线导轨和丝杠滑台均为现有结构，不做过多描述；安装座302采用螺栓固定在Z轴导轨的滑台上并可沿Z轴导轨上下移动，Z轴导轨可在Y轴导轨上移动，Y轴导轨可再X轴龙门轨上移动；进而可以实现安装座302横向和纵向的移动；具体的，安装座302与机械手303内均安装有磁吸式连接器，实施时，安装座302内的磁吸式连接器通电，在移动安装座302靠近机械手303，机械手303在磁吸式连接器的作用下与安装座302贴合，在需要更换机械手303时，只需将带机械手303的安装座302移动回原处，并断掉磁吸式连接器的电流，即可实现安装座302与机械手303的脱离，再移动安装座302与其他机械手303接触，即可实现机械手303更换；

实施时，机械手303有两种，其中一种为夹取机械手303，夹取机械手303中部为第二安装臂，第二安装臂的左端与安装座302磁吸式连接，右侧为负压吸附装置306，具体的负压吸附装置306为负压吸头，用于夹取合金刀片坯体；实施时，当安装座302与夹取机械手303连接时，夹取机械手303上的管道与安装座302的管道联通，负压吸附装置306的负压吸头具体为直径为2-4mm的负压吸盘，优选为2～4个，均匀分布，本实施例中为负压吸头的负压吸盘为2个，直径设置为3mm能够很好的完成合金刀片坯体的夹取，同时还具有较好的防堵效果；具体的，夹取后的合金刀片坯体码放到码放盘304上，具体的，码放盘304为耐高温码放盘304，其上覆盖有防粘涂层，实施时，可直接将码放盘304直接放入烧结装置中进行烧结；具体的，码放盘304放置在传送辊305上，码放完毕后通过传送辊305将码放盘304转运；

如附图3，另一种机械手303为清洁机械手，用于清洁多次冲压后的上冲头105和下冲头106，能够清洁上、下冲头避免合金粉末沾附；清洁机械手的中部为安装臂，安装臂的右端用于与安装座302磁吸式连接，安装臂的右端通过螺栓固定有清洁头307，其中双头毛刷309通过轴承安装在清洁头307上，清洁头307的内部安装有驱动电机308，具体的，双头毛刷309中部固定有一传动齿轮，驱动电机308输出轴的主动齿轮与传动齿轮啮合，当清洁机械手与安装座302贴合后，驱动电机308通电，在清洁时，驱动电机308带动双头毛刷309转动，实现上冲头105和下冲头106同时清洁。

实施时，烧结装置为真空烧结炉，真空烧结炉为现有技术，不做过多阐述，本实施例中真空烧结炉用于保证烧结温度为1420℃，内部压力为900KPa，这样有利于保证产品晶粒度，产品密度，保证产品合金组织结构。

实施时，后处理装置包括喷砂装置、打磨装置和涂层装置，其中喷砂装置用于对合金刀片表面进行喷砂处理，其中选用三氧化二铝进行喷砂，所述打磨装置用于对喷砂后的合金刀片进行打磨，后续再使用涂层装置对打磨后的合金刀片进行涂层覆盖，后处理装置均为成熟的设备，不做过多阐述。

采用本申请提供的一种合金刀片高效生产系统，能够避免冲压头上沾附过多合金粉末，进而影响后续生产出的刀片坯体的强度；同时，本申请的合金刀片生产系统的自动化程度高，生产效率也更高。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。