[發明專利]仿生農用機械動刀片及其制造方法

在審

• 申請號: 201410320984.1
• 申請日: 2014-07-07
• 公開（公告）號: CN104126360A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 李兵;張長春
• 申請（專利權）人: 吉林大學輥鍛件廠
• 主分類號: A01D34/01
• 分類號: A01D34/01;B23P15/28
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 齊安全;胡景陽

技術領域

本發明涉及一種用于農用機械上的刀片，更確切地說，本發明涉及一種仿生農用機械動刀片及其制造方法。

背景技術

國產農用機械動刀片原產品設計為便于機械加工齒形，齒形截面呈三角形尖齒，齒形結構參數不夠合理，影響刀片的強度和抗磨損性能，經常出現斷齒尖、崩口、斷齒根、裂紋等失效形式，導致使用壽命縮短。另外，由于采用傳統機械加工的方法生產制造產品，刀片齒形不整，金屬纖維結構被切斷，更使刀片產品各種性能下降，使用壽命縮短。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服了現有技術存在刀片齒形結構參數不夠合理、經常出現斷齒尖、崩口、斷齒根、裂紋而導致刀片使用壽命縮短的問題，提供了一種仿生農用機械動刀片及其制造方法。

為解決上述技術問題，本發明是采用如下技術方案實現的：所述的仿生農用機械動刀片為板式結構件，由安裝部分與工作部分組成。

所述的安裝部分為矩形的板類結構件，其上對稱地設置2個結構相同的安裝通孔，2個結構相同的安裝通孔的中心連線與矩形的安裝部分的長邊平行。

所述的工作部分為等腰梯形形狀的板類結構件，或更準確地說，工作部分為倒置的等腰梯形形狀的板類結構件；等腰梯形形狀的工作部分的長底邊與矩形的安裝部分的長邊相等并連成一體呈左右對稱地平板式結構件。

等腰梯形形狀的工作部分的2個腰邊為仿生農用機械動刀片的2個結構相同的刃口，在2個結構相同的刃口里側的刃面上加工有的相互平行的刀片齒，形成左齒紋面、右齒紋面，左齒紋面與右齒紋面結構相同，左齒紋面與右齒紋面中的各刀片齒的對稱面與等腰梯形形狀的工作部分的長底邊平行。

在仿生農用機械動刀片的底面上從2個結構相同的刃口往里側加工2個噴涂區。

技術方案中所述的刃面和仿生農用機械動刀片的底面之間夾角為刃面角λ，刃面角λ設置為20～23°，即λ＝20～23°。

技術方案中所述的刀片齒的齒面形狀由平面優化為三維仿生曲面，刀片齒的橫截面形狀由三角形優化為三維仿生圓弧尖角形，仿生圓弧的半徑R為6～7毫米，即R＝6～7毫米；對齒尖角進行優化設計，即β＝50～55°；齒間距設置為1.8～2mm，即t＝1.8～2mm，齒紋角為0～5°，即δ＝0～5°。

技術方案中所述的在仿生農用機械動刀片的底面上從2個結構相同的刃口往里側加工2個噴涂區是指：噴涂區寬度H為10～15毫米，噴涂區所噴涂的金屬層的厚度為0.2～0.3毫米。

一種制造仿生農用機械動刀片的方法的步驟如下：

1.下料：

選用45#鋼板并將其加工成條料；

2.采用精密沖裁復合工藝加工仿生農用機械動刀片外形及兩安裝孔：

采用落料沖孔復合模，一次沖裁可實現仿生農用機械動刀片外形落料和2個安裝通孔的沖制；

3.采用冷體積精密成形方法加工仿生農用機械動刀片齒形：

采用模壓齒形和打印商標文字圖形的復合模，在常溫下實現齒形的冷體積成形和商標文字圖形的成形；

4.采用局部感應淬火方法對仿生農用機械動刀片齒形進行熱處理：

淬火區控制在10毫米以內，淬火硬度控制在HRC48-52，非淬火區硬度不大于HRC35；

5.采用初磨工序主要是將模壓產生的多余金屬毛刺磨削去除，再采用刃磨工序解決等離子噴涂前去除表面的污染，使噴涂層能與基體結合牢固；

6.采用等離子噴涂技術將含錳、錋、硅的鐵基合金粉即Fe450噴涂在仿生農用機械動刀片的底面，生成一種合金化的結合牢固、硬度高、耐磨損的金屬層。

與現有技術相比本發明的有益效果是：

1.本發明所述的仿生農用機械動刀片及其制造方法主要體現在齒形工作部分強度提高，抗磨損能力提高，使用壽命增長。原因是齒形結構經仿生優化后，由三角形尖齒形改為三維弧面齒形，結構強度提高，產生控制楔面或棱邊的磨損速率的效應，齒面抗磨損能力提高，且有利于冷體積精密成形。

2.本發明所述的仿生農用機械動刀片及其制造方法由于采用冷體積精密成形工藝加工三維弧面齒形，齒形部分金屬纖維保持完整細密，不被切斷，產品齒形工作期間崩齒現象大大減少。對刀片的齒紋角、刃面角進行優化調整，有助于齒槽的延伸和齒紋刀片的自磨銳，切割鋒利，切割效率提高，減少整機能源消耗。

3.本發明所述的仿生農用機械動刀片及其制造方法對刀片刀口區采用等離子噴涂技術制備高硬度、高耐磨涂層，提高其耐磨損性能，不宜崩刃，刃口鋒利，提高切割效率；