一种用于刀具表面镀层处理的工艺方法及其处理装置

文档序号:1842120 发布日期:2021-11-16 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于刀具表面镀层处理的工艺方法及其处理装置 (Technological method for tool surface coating treatment and treatment device thereof ) 是由 凌喜乐 于 2021-08-11 设计创作,主要内容包括:本发明属于刀具加工技术领域,具体的说是一种用于刀具表面镀层处理的工艺方法及其处理装置,包括S1:将刀具放置在各个开口朝上的夹持套中,并通过气泵向各个夹持套中的滑槽充气,使得夹持套内的压球分别向滑槽外端滑动并对刀柄进行夹持;S2:随后对处理装置上夹持的刀具进行物理气相沉积法镀层处理,并通过支撑座内部的驱动机构带动转轴进行转动;S3:当刀具镀层结束后,气泵停止工作,使得压球不再对刀具进行夹持,使得工作人员能够轻松将刀具从夹持套取出;本发明能够使得工作人员轻松快捷的将刀具从夹持套压入或卸出,同时压球在气压的作用下能够更牢固的对刀具进行夹持固定,提高了刀具在后续镀层处理时的稳定性。(The invention belongs to the technical field of cutter processing, in particular to a process method for cutter surface coating treatment and a treatment device thereof, comprising S1: placing the cutter in each clamping sleeve with the upward opening, and inflating the sliding grooves in each clamping sleeve through an air pump to enable the pressing balls in the clamping sleeves to respectively slide towards the outer ends of the sliding grooves and clamp the cutter handles; s2: then, carrying out physical vapor deposition plating treatment on the cutter clamped on the treatment device, and driving the rotating shaft to rotate through a driving mechanism in the supporting seat; s3: after the coating of the cutter is finished, the air pump stops working, so that the pressing ball does not clamp the cutter any more, and a worker can easily take out the cutter from the clamping sleeve; the invention can enable the worker to easily and quickly press in or unload the cutter from the clamping sleeve, and the press ball can more firmly clamp and fix the cutter under the action of air pressure, thereby improving the stability of the cutter in the subsequent coating treatment.)

一种用于刀具表面镀层处理的工艺方法及其处理装置

技术领域

本发明属于刀具加工技术领域,具体的说是一种用于刀具表面镀层处理的工艺方法及其处理装置。

背景技术

刀具的耐磨性在于表面质量,提高表面质量的主要手段是对刀具表面进行表面处理。生产上常用的涂层方法有两种:物理气相沉积(PVD)法和化学气相沉积(CVD)法。因PVD法未超过高速钢本身的回火温度,故高速钢刀具一般采用PVD法。

现有技术中也出现了一些关于刀具表面镀层处理的技术方案,如一项中国专利,专利号为2017111024446,该发明中提出了一种用于刀具表面镀层处理的工艺方法,该方法的具体步骤如下:将选择好需要镀层的高速钢刀具进行淬火处理;2)、对步骤1)中回火完成的刀具进行表面进行油污清洗处理;3)、对步骤2)中浸泡完成的刀具进行去离子水反复冲洗操作;4)、对步骤3)中的油污除尽的刀具进行酸性溶液除锈操作;5)、将步骤4)中的刀具进行活化处理;6)、对步骤5)中活化完全的刀具放入等离子体镀膜机中;7)、对步骤6)中将TiAlN涂层覆盖于刀具表面,完成刀具镀层处理。该用于刀具表面镀层处理的工艺方法整个加工过程中严格控制温度与步骤,采用多层镀膜,并且采用新型的镀层方法和稳定性更高的TiAlN涂层,提高了该镀层刀具的使用强度和寿命。

又如另一项中国专利,专利号为2017213388372,该发明中提出了一种用于刀具表面镀层处理的夹具机构,包括基座,转轴,套环,挂杆,夹具,外筒,装夹腔,压珠,凹槽和弹簧;所述转轴上套设有套环;所述套环固定焊接于转轴上;所述套环的外壁上阵列分布有九条挂杆;所述夹具焊接于挂杆的底部;所述夹具为顶端封闭的圆柱筒状结构;所述外筒的内侧为装夹腔;所述外筒上开设有凹槽;所述弹簧设于凹槽中;所述弹簧的顶端于凹槽的开口处设有压珠。本实用新型通过可自由伸缩的压珠对刀具进行装夹,在上装和取下时方便快捷,只需稍用力按压后抽拉即可轻松实现,显著提高了装夹效率。本实用新型在转轴上阵列分布有安装夹具的挂杆,刀具可均匀布置于夹具上,提高了单位面积刀具的装夹数量。

但上述技术中用于刀具表面镀层处理的夹具机构在使用时,需要费时费力的将刀具按压进装夹腔内或从装夹腔中拔出,同时刀具还会因夹具中弹簧的老化而出现夹持不良的现象,从而影响刀具在镀层时的稳定性。

因此,针对上述问题提出一种用于刀具表面镀层处理的工艺方法及其处理装置。

发明内容

刀具的耐磨性在于表面质量,提高表面质量的主要手段是对刀具表面进行表面处理。生产上常用的涂层方法有两种:物理气相沉积(PVD)法和化学气相沉积(CVD)法。因PVD法未超过高速钢本身的回火温度,故高速钢刀具一般采用PVD法。

现有技术中也出现了一些关于刀具表面镀层处理的技术方案,如一项中国专利,专利号为2017111024446,该发明中提出了一种用于刀具表面镀层处理的工艺方法,该方法的具体步骤如下:将选择好需要镀层的高速钢刀具进行淬火处理;2)、对步骤1)中回火完成的刀具进行表面进行油污清洗处理;3)、对步骤2)中浸泡完成的刀具进行去离子水反复冲洗操作;4)、对步骤3)中的油污除尽的刀具进行酸性溶液除锈操作;5)、将步骤4)中的刀具进行活化处理;6)、对步骤5)中活化完全的刀具放入等离子体镀膜机中;7)、对步骤6)中将TiAlN涂层覆盖于刀具表面,完成刀具镀层处理。该用于刀具表面镀层处理的工艺方法整个加工过程中严格控制温度与步骤,采用多层镀膜,并且采用新型的镀层方法和稳定性更高的TiAlN涂层,提高了该镀层刀具的使用强度和寿命。

又如另一项中国专利,专利号为2017213388372,该发明中提出了一种用于刀具表面镀层处理的夹具机构,包括基座,转轴,套环,挂杆,夹具,外筒,装夹腔,压珠,凹槽和弹簧;所述转轴上套设有套环;所述套环固定焊接于转轴上;所述套环的外壁上阵列分布有九条挂杆;所述夹具焊接于挂杆的底部;所述夹具为顶端封闭的圆柱筒状结构;所述外筒的内侧为装夹腔;所述外筒上开设有凹槽;所述弹簧设于凹槽中;所述弹簧的顶端于凹槽的开口处设有压珠。本实用新型通过可自由伸缩的压珠对刀具进行装夹,在上装和取下时方便快捷,只需稍用力按压后抽拉即可轻松实现,显著提高了装夹效率。本实用新型在转轴上阵列分布有安装夹具的挂杆,刀具可均匀布置于夹具上,提高了单位面积刀具的装夹数量。

但上述技术中用于刀具表面镀层处理的夹具机构在使用时,需要费时费力的将刀具按压进装夹腔内或从装夹腔中拔出,同时刀具还会因夹具中弹簧的老化而出现夹持不良的现象,从而影响刀具在镀层时的稳定性。

因此,针对上述问题提出一种用于刀具表面镀层处理的工艺方法及其处理装置。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的方法步骤图;

图2是本发明的立体示意图;

图3是本发明中夹持套的结构示意图;

图4是图3中A处的放大图;

图5是图3中B处的放大图;

图6是本实施例二中润滑块处的结构示意图;

图中:支撑座1、转轴2、支撑杆3、夹持套4、滑槽5、压球6、气道7、进气槽8、滑板9、弹性体10、牵引绳11、固定套12、活动套13、凸块14、限位件15、限位槽16、转杆17、螺旋扇叶18、分流槽19、出气管20、阻尼件21、连接槽22、滑腔23、连通板24、弹性块25、磁性板26、流通槽27、单向阀28、封堵板29、连接杆30、导气槽31、润滑块32、一号输送条33、二号输送条34、弹性膜35、弹性组件36、弹性杆37、封堵块38、限位腔39。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合实施方式,进一步阐述本发明。

如图1所示,本发明所述的一种用于刀具表面镀层处理的工艺方法,该方法步骤如下:

S1:首先将刀具放置在各个开口朝上的夹持套4中,并通过气泵向各个夹持套4中的滑槽5充气,使得夹持套4内的压球6分别向滑槽5外端滑动并对刀柄进行夹持;通过改变夹持套4的开口方向,使得工作人员不再费时费力的将刀具按压进夹持套4进行固定,同时压球6在气压的作用下能够更牢固的对刀具进行夹持固定,提高了刀具在后续镀层处理时的稳定性;

S2:随后对处理装置上夹持的刀具进行物理气相沉积法镀层处理,并通过支撑座1内部的驱动机构带动转轴2进行转动;使得刀具位置在镀层时不断运动,从而使得刀具与镀层材料能够充分有效的接触,使得镀层材料更均匀的沉积在刀具上;

S3:当刀具镀层结束后,气泵停止工作,使得压球6在弹性件的反弹力下复位并不再对刀具进行夹持,使得工作人员能够轻松将刀具从夹持套4取出,从而完成刀具表面的镀层工作。

实施例一:

如图2-图5所示,本发明所述的一种用于刀具表面镀层处理的处理装置,该装置适用于上述的工艺方法,所述处理装置包括支撑座1,所述支撑座1顶面转动连接有转轴2,所述支撑座1内部安装有能够带动转轴2转动的驱动机构,所述转轴2侧壁上连接有若干组环形均布的支撑杆3,所述支撑杆3顶端沿其轴向连接有一组夹持套4,所述夹持套4的顶端侧壁上开设有滑槽5,所述滑槽5内部滑动连接有压球6,所述压球6与滑槽5内端之间连接有弹性件,所述转轴2与支撑杆3内部沿其轴线分别设置有相互连通的气道7,所述夹持套4的侧壁内开设有连通支撑杆3上气道7与滑槽5内端的进气槽8,且所述支撑座1内部设有与转轴2中的气道7底端相连接的气泵;工作时,现有技术中用于刀具表面镀层处理的夹具机构在使用时,需要费时费力的将刀具按压进装夹腔内或从装夹腔中拔出,同时刀具还会因夹具中弹簧的老化而出现夹持不良的现象,从而影响刀具在镀层时的稳定性;而本发明中的刀具表面处理装置在使用时,将刀具放置在各个开口朝上的夹持套4中,且气泵在工作时能够将气体通过转轴2与支撑杆3中的气道7和进气槽8压入滑槽5内端,使得夹持套4中的压球6在气压的作用下向滑槽5外端滑动并对刀柄进行夹持;通过改变夹持套4的开口方向,使得工作人员不再费时费力的将刀具按压进夹持套4进行固定,同时压球6在气压的作用下能够更牢固的对刀具进行夹持固定,提高了刀具在后续镀层处理时的稳定性;随后处理装置上夹持的刀具进行物理气相沉积法进行镀层时,通过支撑座1内部的驱动机构带动转轴2进行转动;使得刀具位置在镀层时不断运动,从而使得刀具与镀层材料能够充分有效的接触,使得镀层材料更均匀的沉积在刀具上,提高了刀具的镀层质量,当刀具镀层结束后,此时气泵停止工作,使得压球6在弹性件的反弹力下复位并不再对刀具进行夹持,从而使得工作人员能够轻松将刀具从夹持套4取出,提高了刀具在镀层处理时的便捷性。

所述夹持套4的内部滑动连接有滑板9,所述滑板9与夹持套4之间连接有弹性体10,且所述压球6外端与底端的滑板9之间连接有牵引绳11;工作时,当刀具完成镀层时,且气泵停止工作时,此时弹性件在自身反弹力的作用下通过压球6与牵引绳11带动滑板9向夹持套4顶端运动,使得滑板9能够将刀具自动从夹持套4内部顶落,不再需要工作人员逐一将刀具从夹持套4内部卸出,进一步提高了刀具在镀层处理时的快捷性。

所述夹持套4由底端的固定套12与顶端的活动套13组成,所述活动套13的底端设置有环形的凸块14,所述固定套12顶端设置有与凸块14转动相连的凹槽,所述凸块14侧壁上设置有环形的限位件15,所述凹槽与限位件15相对应的侧壁位置处开设有与之相配合的限位槽16,所述固定套12的内部底端转动连接有转杆17,所述转杆17侧壁上连接有螺旋扇叶18,所述转杆17顶端与活动套13的底端相固连,所述固定套12的侧壁底端开设有与进气槽8相连通的分流槽19,所述固定套12的侧壁顶端连接有出气管20;工作时,当气泵工作时,一部分气体能够通过分流槽19流入螺旋扇叶18底端,此时气流自下至上运动时能够对螺旋扇叶18施加作用力,并带动螺旋扇叶18与转杆17顶端的活动套13转动,从而使得活动套13顶端夹持的刀具能够旋转式的镀层处理,进一步提高了刀具与镀层材料的接触效果,使得镀层材料更均匀的沉积在刀具上,同时气流能够通过出气管20引出至镀层装置外部,减少气流对刀具镀层所产生的不良影响,同时转动连接的限位件15与限位槽16能够使得活动套13与固定套12的相对运动更加稳定,且能对凸块14与凹槽相配合的部位起到密封的效果,减少进气槽8中的气流从凸块14与凹槽之间流出,导致压球6对刀具的夹持效果降低的情况。

所述固定套12的内壁上连接有阻尼件21,所述阻尼件21上开设有与分流槽19相连通的连接槽22,所述阻尼件21的内壁与螺旋扇叶18的外边缘相贴合;工作时,阻尼件21能够对螺旋扇叶18的转动起到阻碍的效果,使得螺旋扇叶18能够带动顶部的活动套13缓慢的转动,从而使得活动套13中的刀具缓慢转动,提高了刀具的镀层效果,同时螺旋扇叶18的阻力增大也使得气流能够更有效的对压球6施加作用力,减少气流因从固定套12顺利流出,导致气流对压球6的作用不明显的情况。

所述分流槽19远离螺旋扇叶18的一端设置有滑腔23,所述滑腔23内部滑动连接有连通板24,所述连通板24与滑腔23内端之间连接有弹性块25,且所述滑腔23内端安转有能够对连通板24进行吸引的磁性板26,所述连通板24远离磁性板26的端部开设有能够与分流槽19相连通的流通槽27,所述分流槽19内部安装有单向阀28,所述固定套12中的气道7与滑腔23相对应的位置处滑动连接有封堵板29,所述封堵板29与连通板24之间通过连接杆30相连;工作时,当气泵工作时,连通板24在进气槽8一侧气压的作用下向靠近磁性板26的一侧运动,并通过连接杆30带动封堵板29逐渐对进气槽8进行封堵,直至封堵板29能够对进气槽8完全封堵,并能稳定滑槽5中的气压,从而使得压球6能够更稳定的对刀具进行夹持,减少后续气流流入固定套12内部导致压球6对刀具夹持不足的情况;当连通板24继续运动时并逐渐靠近磁性板26时,此时磁性板26能够对连通板24起到吸引固定的效果,并使得连通板24上的流通槽27与分流槽19对齐并稳定的连通,从而使得气流能够进入固定套12内部并带动螺旋扇叶18转动;当需要使连通板24复位时,此时通过气泵对滑腔23内部抽气,由于单向阀28的作用,使得连通板24在气压的作用下能够向远离磁性板26的一侧运动并复位,并带动封堵板29不再对进气槽8进行封堵,从而使得镀层处理后的刀具能够顺利的取出。

所述限位件15为弹性的膜材料组成的密封腔室结构,且所述凸块14中的进气槽8侧壁上开设有与限位件15内部相连通的导气槽31;工作时,通过设置限位件15的结构,方便限位件15与限位槽16的装配,同时当气泵工作时,此时进气槽8中的一部分气流通过导气槽31充入限位件15内部,使得限位件15鼓起并与限位槽16紧密贴合,从而能够起到对活动套13的限位与进气槽8中气流密封的效果。

所述限位件15端部所对应的凹槽上连接有润滑块32,所述固定套12内部镶嵌安装有连接润滑块32与凹槽底端边缘的一号输送条33,所述润滑块32与一号输送条33由吸水材料制成;工作时,当限位件15鼓起时,此时限位件15端部能够对预先吸附有润滑油的润滑块32进行挤压,使其内部的润滑油在挤出后能够顺着凹槽侧壁自上至下的渗透,从而能够对凹槽侧壁进行充分的润滑,减少凸块14与凹槽相对运动时的磨损,当气泵停止工作且限位件15不再对润滑块32进行挤压时,此时一号输送条33能够将凹槽底端渗入的润滑油输送至润滑块32中,从而使得润滑油能够有效的回收与利用。

所述限位槽16远离导气槽31的一端设置为向上弯曲的弧形状,所述限位件15鼓起时的形状与限位槽16的形状相匹配,所述固定套12内部镶嵌安装有连接润滑块32与限位槽16外端顶部的二号输送条34;工作时,通过设置限位槽16与限位件15的形状,使得限位件15在鼓起时并对润滑块32进行挤压时,润滑块32中被挤出的润滑油能够顺着弧形的限位槽16更顺利的往限位件15顶端两侧流淌,从而提高了润滑块32对凹槽与限位件15的润滑面积与润滑效果,同时二号输送条34能够将堆积在限位槽16顶端处的润滑油回收至润滑块32上,使得润滑油能够充分的再利用。

实施例二:

如图6所示,所述润滑块32外部设有弹性膜35,所述弹性膜35上开设有缩孔,所述弹性膜35与凹槽之间连接有弹性组件36,所述弹性膜35上通过弹性杆37连接有伸入至两输送条端部的封堵块38,所述封堵块38外部所对应的限位槽16上连接有限位腔39,所述润滑块32穿过限位腔39与两输送条相连接;工作时,限位件15鼓起时能够对弹性膜35进行挤压,使其内部润滑块32中的润滑油能够从缩孔流出,同时弹性膜35通过弹性杆37带动封堵块38对两输送条对应的槽口进行封堵,减少润滑块32受压时,其内部的润滑油流入两输送条中,而无法充分流出的情况,提高了润滑块32对凹槽侧壁与限位件15的润滑效果,且设置的限位腔39能够对运动的封堵块38起到限位效果,使得封堵块38能够在弹性杆37的带动下,更稳定准确的对两输送条对应的槽口进行封堵。

工作时,将刀具放置在各个开口朝上的夹持套4中,且气泵在工作时能够将气体通过转轴2与支撑杆3中的气道7和进气槽8压入滑槽5内端,使得夹持套4中的压球6在气压的作用下向滑槽5外端滑动并对刀柄进行夹持;通过改变夹持套4的开口方向,使得工作人员不再费时费力的将刀具按压进夹持套4进行固定,同时压球6在气压的作用下能够更牢固的对刀具进行夹持固定,提高了刀具在后续镀层处理时的稳定性;随后处理装置上夹持的刀具进行物理气相沉积法进行镀层时,通过支撑座1内部的驱动机构带动转轴2进行转动;使得刀具位置在镀层时不断运动,从而使得刀具与镀层材料能够充分有效的接触,使得镀层材料更均匀的沉积在刀具上,提高了刀具的镀层质量,当刀具镀层结束后,此时气泵停止工作,使得压球6在弹性件的反弹力下复位并不再对刀具进行夹持,从而使得工作人员能够轻松将刀具从夹持套4取出,提高了刀具在镀层处理时的便捷性;当刀具完成镀层时,且气泵停止工作时,此时弹性件在自身反弹力的作用下通过压球6与牵引绳11带动滑板9向夹持套4顶端运动,使得滑板9能够将刀具自动从夹持套4内部顶落,不再需要工作人员逐一将刀具从夹持套4内部卸出,进一步提高了刀具在镀层处理时的快捷性;当气泵工作时,一部分气体能够通过分流槽19流入螺旋扇叶18底端,此时气流自下至上运动时能够对螺旋扇叶18施加作用力,并带动螺旋扇叶18与转杆17顶端的活动套13转动,从而使得活动套13顶端夹持的刀具能够旋转式的镀层处理,进一步提高了刀具与镀层材料的接触效果,使得镀层材料更均匀的沉积在刀具上,同时气流能够通过出气管20引出至镀层装置外部,减少气流对刀具镀层所产生的不良影响,同时转动连接的限位件15与限位槽16能够使得活动套13与固定套12的相对运动更加稳定,且能对凸块14与凹槽相配合的部位起到密封的效果,减少进气槽8中的气流从凸块14与凹槽之间流出,导致压球6对刀具的夹持效果降低的情况;阻尼件21能够对螺旋扇叶18的转动起到阻碍的效果,使得螺旋扇叶18能够带动顶部的活动套13缓慢的转动,从而使得活动套13中的刀具缓慢转动,提高了刀具的镀层效果,同时螺旋扇叶18的阻力增大也使得气流能够更有效的对压球6施加作用力,减少气流因从固定套12顺利流出,导致气流对压球6的作用不明显的情况;当气泵工作时,连通板24在进气槽8一侧气压的作用下向靠近磁性板26的一侧运动,并通过连接杆30带动封堵板29逐渐对进气槽8进行封堵,直至封堵板29能够对进气槽8完全封堵,并能稳定滑槽5中的气压,从而使得压球6能够更稳定的对刀具进行夹持,减少后续气流流入固定套12内部导致压球6对刀具夹持不足的情况;当连通板24继续运动时并逐渐靠近磁性板26时,此时磁性板26能够对连通板24起到吸引固定的效果,并使得连通板24上的流通槽27与分流槽19对齐并稳定的连通,从而使得气流能够进入固定套12内部并带动螺旋扇叶18转动;当需要使连通板24复位时,此时通过气泵对滑腔23内部抽气,由于单向阀28的作用,使得连通板24在气压的作用下能够向远离磁性板26的一侧运动并复位,并带动封堵板29不再对进气槽8进行封堵,从而使得镀层处理后的刀具能够顺利的取出;通过设置限位件15的结构,方便限位件15与限位槽16的装配,同时当气泵工作时,此时进气槽8中的一部分气流通过导气槽31充入限位件15内部,使得限位件15鼓起并与限位槽16紧密贴合,从而能够起到对活动套13的限位与进气槽8中气流密封的效果;当限位件15鼓起时,此时限位件15端部能够对预先吸附有润滑油的润滑块32进行挤压,使其内部的润滑油在挤出后能够顺着凹槽侧壁自上至下的渗透,从而能够对凹槽侧壁进行充分的润滑,减少凸块14与凹槽相对运动时的磨损,当气泵停止工作且限位件15不再对润滑块32进行挤压时,此时一号输送条33能够将凹槽底端渗入的润滑油输送至润滑块32中,从而使得润滑油能够有效的回收与利用;通过设置限位槽16与限位件15的形状,使得限位件15在鼓起时并对润滑块32进行挤压时,润滑块32中被挤出的润滑油能够顺着弧形的限位槽16更顺利的往限位件15顶端两侧流淌,从而提高了润滑块32对凹槽与限位件15的润滑面积与润滑效果,同时二号输送条34能够将堆积在限位槽16顶端处的润滑油回收至润滑块32上,使得润滑油能够充分的再利用;限位件15鼓起时能够对弹性膜35进行挤压,使其内部润滑块32中的润滑油能够从缩孔流出,同时弹性膜35通过弹性杆37带动封堵块38对两输送条对应的槽口进行封堵,减少润滑块32受压时,其内部的润滑油流入两输送条中,而无法充分流出的情况,提高了润滑块32对凹槽侧壁与限位件15的润滑效果,且设置的限位腔39能够对运动的封堵块38起到限位效果,使得封堵块38能够在弹性杆37的带动下,更稳定准确的对两输送条对应的槽口进行封堵。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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