一种超声滚压织构化割灌机刀片制造技术

本实用新型专利技术涉及刀具表面处理技术领域，尤其涉及一种安装在割灌机上的超声滚压加工织构化处理成型的刀片。超声滚压织构化割灌机刀片包括刀片基体，刀片基体固定设有刀片，所述刀片具有切削刃；所述切削刃具有若干个与切削方向呈设定角度的超声滚压成型的第一线型微织构、与所述第一线型微织构垂直的第二线型微织构。第一线型微织构、第二线型微织构为线型沟槽，且为永久塑性变形的微织构沟槽。本实用新型专利技术提供超声滚压交错织构使刀片的力学性能和抗摩擦磨损能力得到极大提升使用寿命增加；减小了刃‑草的接触面积，防止其粘结在切削刃表面增大摩擦系数并产生划痕，适合作为割灌机刀片使用。

【技术实现步骤摘要】
一种超声滚压织构化割灌机刀片
本技术属于刀具表面处理
，尤其涉及一种安装在割灌机上的超声滚压加工织构化处理成型的刀片。
技术介绍
割灌机是机械化修剪草坪、植被的一种常见的农业机械。割灌机的专利技术和使用减少了大量的时间和人力资源，极大地提高了工作效率，被广泛的应用于农业、畜牧业、果园种植业和城市绿化等工作中。而割灌机的刀片是割灌机的重要组成部件，极大影响了割灌机的使用性能。目前，割灌机上的刀片绝大多都是普通的碳钢或锰钢制作而成，其切削性能较好，强度硬度较高，但是其抗磨损性能较差，绝大多数的刀片失效都是因为刀片表面磨损过大而使刀片变钝从而影响切割效果，使经济性大大降低。专利技术专利CN111235520A提出了一种基体表面超声滚压织构化AlCrN涂层的制备方法，先在基体表面进行超声滚压织构化，再在织构上沉积AlCrN涂层，能够有效提高涂层与基体的结合力。但该方法滚压出的织构为单一的线型，由于滚压头对基体材料的挤压会使线型织构两侧表面产生凸起，表面的平整度较差，影响表面质量和抗摩擦磨损性能。技术专利CN209867393U提出了一种用于切削高温合金的切削刀片，在刀尖位置设计出一种弧形刃，在前刀面设计柱面凸起并加工出条型织构，具有减轻刀片磨损，降低切削温度的作用。但该刀片结构加工复杂，成本较高，且不能提升基体表面力学性能，不适宜用来进行割灌机刀片的加工。专利技术专利CN110666196A提出了一种复合型微织构刀具，在刀具表面上加工出一种直线型沟槽和正方形凹坑，能够储存磨屑和润滑剂，提高刀具的抗磨损能力，但并不能提高刀具基体表面的强度和力学性能。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种超声滚压织构化割灌机刀片，解决技术加工出的刀片表面力学性能不高，抗摩擦磨损性能差、不适宜作为割灌机刀片的问题。实现上述目的的方案如下。一种超声滚压织构化割灌机刀片包括刀片基体，刀片基体固定设有刀片，所述刀片具有切削刃；所述切削刃具有若干个与切削方向呈设定角度的超声滚压成型的第一线型微织构；所述切削刃还具有若干个超声滚压成型的第二线型微织构，与所述第一线型微织构垂直。进一步的改进，所述刀片基体的表面为研磨后的抛光面。进一步的改进，所述第一线型微织构、第二线型微织构为线型沟槽，且为永久塑性变形的微织构沟槽。进一步的改进，所述刀片有三个；所述刀片的中心线呈放射性排布，相邻的刀片中心线之间呈60度角。进一步的改进，每个刀片具有两个切削刃；所述两个切削刃分布于刀片的两侧，且在相背的两个表面。进一步的改进，所述永久塑性变形，由滚压头在超声振动和静压力的共同作用下同时做垂直于切削方向的水平横向运动和垂直于基体表面的谐波运动形成。进一步的改进，若干个所述第一线型微织构之间相互平行，形成齿顶；若干个所述第二线型微织构之间相互平行，形成齿顶。优选的，所述齿顶方向水平的宽度为50μm，沟槽深度为10μm，间距为1.5mm。优选地，所述齿顶方向水平的宽度为50μm，沟槽深度为10μm，间距为0.8mm。与现有技术相比，以上一个或多个技术方案的有益效果：(1)超声滚压织构化割灌机刀片，用于加工的滚压头直径、步长、加载压力、振幅、线型微织构交错角度等参数均是经过大量的实验所得到的优化数据，基于上述参数加工出的织构化刀片可展现出优良的摩擦磨损性能，得到巨大的性能提升。超声滚压交错织构使刀片的力学性能和抗摩擦磨损能力得到极大提升，表面加工质量好，切削刃能够长时间保持良好的工作条件，使用寿命增加。(2)通过超声滚压技术的高频超声表面冲击使滚压球滚压表面产生永久塑性变形而形成微织构沟槽，产生加工硬化效应，而且滚压后表层大量晶粒变形发生位错，形成梯度纳米结构层，引入残余应力，提高切削刃表面硬度。(3)利用超声滚压加工出交错线型微织构，避免了用激光加工交错线型微织构而使相交点发生二次烧蚀的情况，也避免了只滚压出单一线型微织构而产生的织构两侧凸起的情况，不仅强化了表面的力学性能，还增强了刀具表面的光洁度和完整性。(4)交错线型微织构沟槽大大减小了刃-草的接触面积，还能够储存割草过程中留在刀刃上的草中的液体及草上的露珠，并使其均匀分布形成一层液体薄膜，在刀具表面产生流体压力，降低摩擦系数，提高抗磨能力。还能收集刀片工作时所产生的碎屑和草中所含带的细沙，防止其粘结在切削刃表面增大摩擦系数并产生划痕，适合作为割灌机刀片使用。附图说明图1为本技术实施例提供的超声滚压织构化割灌机刀片的整体结构示意图；图2为本技术图1中A处放大图；图中：1刀片基体，2切削刃，3第一线型微织构，4第二线型微织构，5刀片。具体实施方式如图1所示，本技术的实施例提供一种超声滚压织构化割灌机刀片包括刀片基体1，刀片基体的表面为研磨后的抛光面。刀片基体1固定设有三个刀片5，三个刀片5的中心线呈放射性排布，相邻的刀片中心线之间呈60度角。每个刀片5具有两个切削刃2，切削刃2分布于刀片的两侧，且在相背的两个表面。如图2所示，切削刃2具有若干个与切削方向呈设定角度的超声滚压成型的第一线型微织构3，本实施例中第一线型微织构3为沿切削方向的直线微织构沟槽。切削刃2还具有若干个超声滚压成型的第二线型微织构，与所述第一线型微织构垂直，即垂直于切削方向的直线型织构。第一线型微织构3、第二线型微织构4为线型沟槽，且为永久塑性变形的微织构沟槽，由滚压头在超声振动和静压力的共同作用下同时做垂直于切削方向的水平横向运动和垂直于基体表面的谐波运动形成。第一线型微织构之间相互平行，第二线型微织构之间相互平行，均形成齿顶。一种实施例方式中齿顶方向水平的宽度为50μm，沟槽深度为10μm，间距为1.5mm，超声滚压织构化割灌机刀片具体加工方法为：(1)将65Mn钢刀片进行研磨，然后在金相抛光机上进行抛光处理，然后放入丙酮溶液中超声清洗20min取出用吹风机吹干；(2)选取直径为8mm的滚压头，将步长设置为1mm，振幅为10μm，加载压力为800N，进给速度为1000mm/min，滚压头在超声振动和静压力的共同作用下同时做沿着切削方向的水平横向运动和垂直于基体表面的谐波运动使切削刃表面发生塑性变形，从而加工出沿着切削方向的宽度为50μm，深度为10μm，间距为1mm的直线微织构沟槽；(3)选取直径为8mm的滚压头，将步长设置为0.5mm，振幅为10μm，加载压力为800N，进给速度为1000mm/min，滚压头在超声振动和静压力的共同作用下同时做垂直于切削方向的水平横向运动和垂直于基体表面的谐波运动使切削刃表面发生塑性变形，从而加工出垂直于切削方向的宽度为50μm，深度为10μm，间距为0.5mm的线型微织构沟槽；(4)将加工好的刀具进行研磨、抛光处理，放入酒精溶液中超声清洗15min，吹干后在刀具表面涂好润滑油。另一种实施方式中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声滚压织构化割灌机刀片，包括刀片基体，刀片基体固定设有刀片，所述刀片具有切削刃，其特征在于，/n所述切削刃具有若干个与切削方向呈设定角度的超声滚压成型的第一线型微织构；/n所述切削刃还具有若干个超声滚压成型的第二线型微织构，与所述第一线型微织构垂直。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声滚压织构化割灌机刀片，包括刀片基体，刀片基体固定设有刀片，所述刀片具有切削刃，其特征在于，
所述切削刃具有若干个与切削方向呈设定角度的超声滚压成型的第一线型微织构；
所述切削刃还具有若干个超声滚压成型的第二线型微织构，与所述第一线型微织构垂直。


2.根据权利要求1所述的超声滚压织构化割灌机刀片，其特征在于，所述刀片基体的表面为研磨后的抛光面。


3.根据权利要求2所述的超声滚压织构化割灌机刀片，其特征在于，所述第一线型微织构、第二线型微织构为线型沟槽，且为永久塑性变形的微织构沟槽。


4.根据权利要求3所述的超声滚压织构化割灌机刀片，其特征在于，所述刀片有三个；
所述刀片的中心线呈放射性排布，相邻的刀片中心线之间呈60度角。


5.根据权利要求4所述的超声滚压织构化割灌机刀片，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，邓建新，公维科，
申请(专利权)人：山东大学，山东博胜动力科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37