一种高精度激光焊接机剪刃的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械刀片加工技术领域，更具体地说，涉及一种高精度激光焊接机剪刃。
【背景技术】
[0002]目前我国钢铁行业处于主导地位的典型冷乳工艺路线是:转炉冶炼一炉外精炼一初乳开坯一热连乳一酸洗一冷乳一退火一平整一镀锌(锡)一成产品。在此典型的冷乳工艺中，带材焊接设备必不可少。在运行过程中，先行带钢与后行带钢必需进行焊接，才能保证生产线的连续作业。而激光焊接是将具有高功率密度的聚焦激光束投射在被焊接材料上，通过光束和被焊接材料相互作用，光能被材料吸收转化为热能，从而使材料熔化的焊接方法。激光焊接热影响区小，材料变形小，无需后续工序处理；同时，激光束易于导向、聚焦，实现各方向变换。因此激光焊接生产效率高，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好，被广泛应用于冷乳工艺中。
[0003]目前，冷乳工艺中使用的激光焊接设备是激光焊机，激光焊机具有以下优点:1、焊接速度快、变形小；2、功率密度高，焊缝熔深大，深宽比可达5 ;3、控制易于实现自动化；4、焊缝窄热影响区很小，焊缝组织均匀。激光焊机包括剪子、保护气嘴和焊轮等，而剪子有两组，每一组剪子由上下两片剪刃组成。激光焊机的焊接质量与剪子剪刃的精度有直接关系，而评价剪刃精度主要的指标是剪刃直线度和剪刃平行度。同时，激光焊机主要应用在汽车、电子、生物医学等对焊接质量有着较高要求的高新技术领域，其特点是焊接板材硬度较大、不能有焊缝等问题出现，因此，激光焊机焊接板材时要有较高的剪切质量，对剪刃的硬度也提出了更高的要求。但是，目前市场上的激光焊机剪刃在直线度和平行度两个方面往往无法得到进一步提升，因此无法进一步提高剪切工件的剪切质量，进而大大制约了激光焊机焊接质量的进一步提升，难以满足高新技术领域对高焊接质量的迫切需求。
[0004]关于提高长刀片的直线度，现有技术中已有相关的技术方案公开:如专利公开号:CN 103464999 A，公开日:2013年12月25日，该申请案公开了一种制造整体长刀片的方法，其步骤为: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°C，保温4?6小时，然后空冷到350?400°C，空冷后再升温到700-720°C，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°C，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成品的安装孔孔距在可控范围之内，保证了整体长刀片的直线度、垂直度以及优异的耐磨性和抗冲击性能，但是，无法对整体长刀片的直线度和平行度做出显著提升，制约了剪切工件剪切质量的进一步提升。
[0005]综上所述，如何克服现有激光焊机剪刃在提升直线度和平行度两个方面存在的技术瓶颈，是困扰刀具加工行业多年的难题。
【发明内容】
[0006]1.发明要解决的技术问题
[0007]本发明的目的在于克服现有激光焊机剪刃在提升直线度和平行度两个方面存在的技术瓶颈，提供了一种高精度激光焊接机剪刃，使得剪刃成品的直线度< 0.01mm/m，平行度< 0.01mm，从而大大提升了激光焊机的焊接质量。
[0008]2.技术方案
[0009]为达到上述目的，本发明提供的技术方案为:
[0010]本发明的高精度激光焊接机剪刃，包括上剪刃组和下剪刃组，上剪刃组包括两个剪刃，上剪刃组的两个剪刃分别设于矩形凸块的两个侧面上，且上剪刃组的两个剪刃的剪切面相反向设置；下剪刃组包括两个剪刃，下剪刃组的两个剪刃分别设于矩形凹槽的两个内侧面上，且下剪刃组的两个剪刃的剪切面相对设置；矩形凸块与矩形凹槽相配合；
[0011]上剪刃组的两个剪刃和下剪刃组的两个剪刃均为结构尺寸相同的剪刃，其中，单个剪刃的制造方法包括以下步骤:
[0012]步骤一、剪刃的原材料准备；
[0013]步骤二、锻造毛坏的退火处理；
[0014]步骤三、锻造毛坯的粗加工；
[0015]步骤四、锻造毛坯的调质热处理；
[0016]步骤五、锻造毛坯的一次精加工；
[0017]步骤六、锻造毛坯的最终热处理；
[0018]步骤七、锻造毛坯的二次精加工。
[0019]作为本发明的高精度激光焊接机剪刃更进一步的改进，所述单个剪刃的剪切面中间位置设有梯形凹槽，该梯形凹槽将剪切面分为上剪切面和下剪切面；与上剪切面相邻的一侧面称为上侧面，上侧面向下剪切面所在的一侧倾斜α ;与下剪切面相邻的一侧面称为下侧面，下侧面向上剪切面所在的一侧倾斜α，所述α为Γ 58'
[0020]作为本发明的高精度激光焊接机剪刃更进一步的改进，所述单个剪刃沿长度方向等间距地设有安装孔。
[0021]本发明的高精度激光焊接机剪刃的制造方法，其步骤为:
[0022]步骤一、剪刃的原材料准备
[0023]剪刃采用锻造毛坯制得，该锻造毛坯的组分按重量百分比计为:C:0.74?0.89%, Si 0.20%，V:062 ?0.87%，W:0.35 ?0.45%，Mn:彡 0.45%，Co:彡 0.30%，Ti:0.30 ?0.55%, P..( 0.02%, Cr:8.9 ?IL 74%, Mo 0.45%，其余为 Fe ;先对剪刃毛坏进行切割，然后对切割好的剪刃毛坏进行锻造加工，将剪刃毛坏进行墩粗和拔长，其锻造比为5.2?7 ;
[0024]步骤二、锻造毛坏的退火处理
[0025]经过步骤一锻造后，将锻造毛坯进行退火处理，具体为:先将锻造毛坯装入热处理炉，经过4?5小时升温至600?610°C，保温2小时，然后经过I小时升温至800?850°C，最后进行炉冷；
[0026]步骤三、锻造毛坯的粗加工
[0027]经过步骤二退火处理后，将锻造毛坯制成留有精加工余量的工件，其粗加工的步骤为:
[0028]①、将锻造毛坯两边的端头切去，锻造毛坯的长度尺寸放余量+8?10mm，并且在长度尺寸放余量+8?1mm的基础上在锻造毛还的一端留有1mm的吊装孔长度余量；
[0029]②、在吊装孔长度余量上钻吊装孔；
[0030]③、铣平面、侧面，并控制放余量+5?6mm ;
[0031]步骤四、锻造毛坯的调质热处理
[0032]经过步骤三粗加工后，对锻造毛坯进行调质热处理，其步骤为:
[0033]①、将立式电阻炉内部升温至800?820 °C，通过吊装孔将锻造毛坯经过2?3分钟匀速竖直地放入立式电阻炉内部；
[0034]②、经过I?2小时将立式电阻炉内部升温至930?960°C，保温2小时，然后立即将锻造毛坯从立式电阻炉内部吊装出来；
[0035]③、将锻造毛坯经过3?4分钟匀速竖直地放入油淬池内进行淬火，直至油淬池内的平均温度达到58?60°C时，立即将锻造毛坯从油淬池内经过5?6分钟均速竖直地吊装出来；
[0036]④、将锻造毛坯放入加热炉内部，经过3小时将加热炉内部升温至500?550°C，保温3小时，然后立即将锻造毛坯从加热炉内吊装出来进行空冷；
[0037]步骤五、锻造毛坯的一次精加工
[0038]经过步骤四调质热处理后，对锻造毛坯进行一次精加工，其步骤为:
[0039]①、将锻造毛坯一端1mm的吊装孔长度余量切除，同时控制锻造毛坯的长度尺寸放余量+3?4mm ；
[0040]②、铣平面、侧面，并控制放余量+3?3.5mm ；
[0041]步骤六、锻造毛坯的最终热处理
[0042]经过步骤五一次精加工后，对锻造毛坯进行最终热处理，其步骤为:
[0043]①、将加热炉内部升温至1100?1150°C，然后将锻造毛坯放入加热炉内部，保温2?3小时后，将