[发明专利]仿生农用机械动刀片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于农用机械上的刀片，更确切地说，本发明涉及一种仿生农用机械动刀片及其制造方法。

背景技术

国产农用机械动刀片原产品设计为便于机械加工齿形，齿形截面呈三角形尖齿，齿形结构参数不够合理，影响刀片的强度和抗磨损性能，经常出现断齿尖、崩口、断齿根、裂纹等失效形式，导致使用寿命缩短。另外，由于采用传统机械加工的方法生产制造产品，刀片齿形不整，金属纤维结构被切断，更使刀片产品各种性能下降，使用寿命缩短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在刀片齿形结构参数不够合理、经常出现断齿尖、崩口、断齿根、裂纹而导致刀片使用寿命缩短的问题，提供了一种仿生农用机械动刀片及其制造方法。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的仿生农用机械动刀片为板式结构件，由安装部分与工作部分组成。

所述的安装部分为矩形的板类结构件，其上对称地设置2个结构相同的安装通孔，2个结构相同的安装通孔的中心连线与矩形的安装部分的长边平行。

所述的工作部分为等腰梯形形状的板类结构件，或更准确地说，工作部分为倒置的等腰梯形形状的板类结构件；等腰梯形形状的工作部分的长底边与矩形的安装部分的长边相等并连成一体呈左右对称地平板式结构件。

等腰梯形形状的工作部分的2个腰边为仿生农用机械动刀片的2个结构相同的刃口，在2个结构相同的刃口里侧的刃面上加工有的相互平行的刀片齿，形成左齿纹面、右齿纹面，左齿纹面与右齿纹面结构相同，左齿纹面与右齿纹面中的各刀片齿的对称面与等腰梯形形状的工作部分的长底边平行。

在仿生农用机械动刀片的底面上从2个结构相同的刃口往里侧加工2个喷涂区。

技术方案中所述的刃面和仿生农用机械动刀片的底面之间夹角为刃面角λ，刃面角λ设置为20～23°，即λ＝20～23°。

技术方案中所述的刀片齿的齿面形状由平面优化为三维仿生曲面，刀片齿的横截面形状由三角形优化为三维仿生圆弧尖角形，仿生圆弧的半径R为6～7毫米，即R＝6～7毫米；对齿尖角进行优化设计，即β＝50～55°；齿间距设置为1.8～2mm，即t＝1.8～2mm，齿纹角为0～5°，即δ＝0～5°。

技术方案中所述的在仿生农用机械动刀片的底面上从2个结构相同的刃口往里侧加工2个喷涂区是指：喷涂区宽度H为10～15毫米，喷涂区所喷涂的金属层的厚度为0.2～0.3毫米。

一种制造仿生农用机械动刀片的方法的步骤如下：

1.下料：

选用45#钢板并将其加工成条料；

2.采用精密冲裁复合工艺加工仿生农用机械动刀片外形及两安装孔：

采用落料冲孔复合模，一次冲裁可实现仿生农用机械动刀片外形落料和2个安装通孔的冲制；

3.采用冷体积精密成形方法加工仿生农用机械动刀片齿形：

采用模压齿形和打印商标文字图形的复合模，在常温下实现齿形的冷体积成形和商标文字图形的成形；

4.采用局部感应淬火方法对仿生农用机械动刀片齿形进行热处理：

淬火区控制在10毫米以内，淬火硬度控制在HRC48-52，非淬火区硬度不大于HRC35；

5.采用初磨工序主要是将模压产生的多余金属毛刺磨削去除，再采用刃磨工序解决等离子喷涂前去除表面的污染，使喷涂层能与基体结合牢固；

6.采用等离子喷涂技术将含锰、錋、硅的铁基合金粉即Fe450喷涂在仿生农用机械动刀片的底面，生成一种合金化的结合牢固、硬度高、耐磨损的金属层。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的仿生农用机械动刀片及其制造方法主要体现在齿形工作部分强度提高，抗磨损能力提高，使用寿命增长。原因是齿形结构经仿生优化后，由三角形尖齿形改为三维弧面齿形，结构强度提高，产生控制楔面或棱边的磨损速率的效应，齿面抗磨损能力提高，且有利于冷体积精密成形。

2.本发明所述的仿生农用机械动刀片及其制造方法由于采用冷体积精密成形工艺加工三维弧面齿形，齿形部分金属纤维保持完整细密，不被切断，产品齿形工作期间崩齿现象大大减少。对刀片的齿纹角、刃面角进行优化调整，有助于齿槽的延伸和齿纹刀片的自磨锐，切割锋利，切割效率提高，减少整机能源消耗。

3.本发明所述的仿生农用机械动刀片及其制造方法对刀片刀口区采用等离子喷涂技术制备高硬度、高耐磨涂层，提高其耐磨损性能，不宜崩刃，刃口锋利，提高切割效率；