一種鋼製園藝鏟及其生產工藝的製作方法

2024-02-21 15:04:15

專利名稱：一種鋼製園藝鏟及其生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種園藝鏟及其生產工藝，特別是涉及一種衝壓焊接成型的鋼製園藝鏟及其 生產工藝。
背景技術：
現有的鋼製園藝鏟從製造工藝上大致分為衝壓焊接成型、整體衝壓成型、聯體衝壓鍛造 成型、輥鍛成型等幾種方式，不同的製造工藝形成了各自不同的產品外觀結構和性能，以滿 足市場上的不同需求，其中以衝壓焊接成型工藝製造的產品較多，特別是歐美國家的需求市 場較大。
採用衝壓焊接成型工藝的鋼製園藝伊材料主要為碳鋼和不鏽鋼，現有的園藝伊的結構如 圖1 圖4所示，包括鏟板1和管褲2，管褲2為一管狀構件，由鋼板整體衝壓巻製成型，管 褲2前端設有用於與鏟板1相連的三角汰位21，三角吹位21與管褲2為一體式結構。用於 與鏟板1相連的管褲2中還設有加強塞3a，加強塞3a設在管褲2的三角呔位21部位下方， 加強塞3a包括一T字形的橫塞3al和一直塞3a2， T字形的橫塞3al又由相互垂直的橫、豎 兩段組成，即橫向一段設在管褲2兩側的鏟肩頸位5之間，豎向一段伸入設置在三角呔位21 中，而直塞與T字形橫塞3al相固定，並向管褲2尾部方向延伸，管褲2上的三角呔位21、 加強塞3a的直塞3a2端部與鏟板1表面焊接固定，在鏟板1與頸部21相連處採用堆焊造型， 形成焊縫4。
上述碳鋼鏟或不鏽鋼鏟的生產工藝參見圖5所示的流程圖，其生產工藝包括如下步驟
(1) 管褲成型將鋼板經裁剪——開料一衝孔切弧——切八字——一彎——二彎——合 口——校圓——焊接工序，成型成管褲；
(2) 焊直塞將鋼棒經開料後形成直塞，將直塞焊接在管褲內，然後經退火——焊後彎—— 切呔位工序，得到焊有直塞的管褲；
(3) 焊橫塞將鋼棒經開料後形成橫塞，將橫塞焊接在步驟(2)獲得的焊有直塞的管褲的三 角呔位下；
(4) 鏟板成型將鋼板經裁剪——切弧——彎肩——壓彎工序後，形成鏟板；
(5) 鏟板與管褲焊接將鏟板和步驟(3)獲得的管褲焊接在一起，形成整個園藝豐產；
(6) 園藝鏟處理將步驟(5)獲得的園藝鏟經打磨——淬火——熱成形——回火——打砂 一拋光工序後，形成園藝t產產品。
上述步驟(1)管褲成型和步驟(4)鏟板成型可同時進行。
其中，碳鋼鏟成品表面要求多為噴塗、電鍍，這樣對表面處理前的胚件表面質量也要求 很高，通常需要重點對黑胚件表面的焊接位置和飛邊毛刺進行打磨、打砂等磨削整形方式加 工，打磨就是用砂輪機對焊路進行粗打磨削，打砂就是用砂帶或粘砂麻碌、粘砂布碌進行的 一種較精細的磨削，然後再噴塗、電鍍。而不鏽鋼鏟成品表面要求多為鏡面拋光、電鍍，皆 需要對整件不鏽鋼產品進行打磨、打砂、拋光處理，以達到產品表面光亮，色澤均勻。
上述的衝壓焊接成型的園藝鏟的結構及加工工藝存在以下缺陷
(1) 管褲三角呔位是最薄弱的環節由於園藝鏟有一定的產品外觀及負載要求，在前述 現有技術的情況下，管褲三角呔位與鏟板的接觸不貼合而需要堆焊，這不但對焊工技術要求 高，而且在整把鏟悍接成型後還要經打磨、打砂、拋光工序加工，以便使得園藝鏟具有光亮 的外表，但這卻會造成產品的焊接部位受到不同程度上的損耗，而產品在使用過程中的受力 負載點恰恰集中在三角呔位附近，導致園藝鏟在使用的過程中， 一旦發生損壞，往往就是出
在管褲三角呔位處，即管褲的三角呔位脫離鏟板(參見圖6)。
(2) 加工難、效率低，品質不穩定由於受現有技術中的產品結構和加工設備的限制， 難以採用機械化設備進行有效的規模化生產，所述管褲與鏟板之間的焊接、打磨、打砂、拋 光等工序皆是人工操作，不僅加工難度較大，生產效率低，而且難以採用低成本、高效率的
方式準確檢測到加工後的焊路磨損情況，因此導致產品質量參次不齊；另外，管褲與加強塞 的連接是封閉加工的，管褲成型後再焊進三小段加強塞，在三角呔位與管褲受力部位內，無 法完全保證加強塞組合與管褲內壁貼合到位，且加強塞受力存在斷面連接處，負載強度差。
(3) 勞動強度大，環境汙染較大由於現有技術中的大部分工序只能採用人工加工，如
拋光工序完全靠操作人員用人力手持工件直接壓貼在拋光磨削機的砂碌上進行操作，勞動強 度非常大，又因為無法將工人與設備操作面隔離開，抽風環保設施效果差，作業環境汙染大， 作業危險係數高，經常發生工件飛出砸傷人，磨傷人手，職業粉塵肺病、手部神經麻痺病等， 導致近年來的從業人員越來越少，生產效率低下， 一直以來是整個行業難以解決的加工難題。

發明內容
本發明的目的是提供一種改進結構的鋼製園藝鏟及其生產工藝，將園藝鏟的三角呔位與 鏟板及部分管褲的分體結構改為整體成型，取消鏟板表面與管褲之間的焊接連接，使園藝鏟 的負載力大大增強，同時又大大降低拋光打磨消耗的工時，提升了機械打磨空間，有利於實 現機械化拋光打磨，提高生產效率，降低生產成本。
本發明的技術方案可以通過以下的技術措施來實現， 一種鋼製園藝鏟，包括鏟板和管褲，
其特徵在於所述的伊板上設有伸出至l產板外用於與管褲相連的頸部，且f產板與所述的頸部為 一體成型結構；所述的管褲為管狀構件，其前端設置有用於與伊板頸部相互接合的連接部， 所述的鏟板頸部與管褲的連接部相接合，從而使的鏟板和管褲相結合。
由於本發明將現有技術中的園藝鏟的鏟板和帶三角呔位的管褲改為採用鏟板與三角呔 位一體化成形設計成為帶頸部的鏟板，再與管褲連接，使鏟板表面不再需要堆焊，不但可簡 化加工工藝，而且還能利用鏟板與三角呔位一體化的結構改進，克服了現有技術中受力最集 中的部位恰恰是結構最為薄弱的三角汰位的焊接部位的缺陷，既有利於提高鏟板表面質量， 又能大大增強了園藝鏟的負載力。
本發明可以作以下的改進，為使所述鏟板頸部具有較好的強度，並使鏟板具有較好的負 載力，所述頸部為長形凸面結構，其伸出鏟板外用於與管褲連接的部分稱為頸部外端，它具 有與所述管褲的連接部相吻合的形狀，而凸起的頸部向鏟板內延伸的部分則稱為所述頸部的 內端，該內端相當於現有技術中的三角呔位部分。
本發明還可以作以下的改進，為便於加工和內設加強件，所述的管褲由上半管、下半管 和連接部組成，其中，上半管與下半管連接成管狀構成管褲的主體，下半管較上半管長，其 前端部突出於上半管的部分為連接部，它與所述鏟板頸部的外端相連接，所述頸部外端的端 面則與管褲上半管的端面形狀相適應且相連接，以滿足園藝鏟的外觀要求及鏟板與管褲的連 接要求。
本發明還可以進一步做改進，所述管褲的連接部為一板條狀連接片，它向鏟板底部延伸 並與伊板底部固定相連，起到加強管褲與鏟板連接的作用。
所述連接片可以與鏟板的頸部連接件的位置相對應，並可以與下半管為一體成型結構。 本發明為進一步加強管褲與鏟板的連接強度，可以在兩者連接部位加設至少一個加強 件利用所述的鏟板頸部凸面結構，其內端與管褲上的連接板之間形成第一空腔，其外端部 分與管褲的上、下半管、之間形成第二空腔，二空腔相貫通；所述的加強件縱向穿插並固定 在所述的第一空腔和第二空腔中。所述的加強件的長度和形狀可以根據管褲的形狀及強度要 求而定，加強件位於第二空腔內的長度最好超過頸部外端面與上半管端面的對接部，利用該 加強件連接在所述對接部的兩邊，可提高鏟板頸部與管褲的連接強度，從而能有效增強鏟頸 部的受力。
本發明所述的管褲的橫截面可以為圓形、方形或多邊形等幾何形狀，管褲可以為柱形管； 管褲還可以為錐形管，即尾部橫截面大於靠近頸部的橫截面。
為了達到最佳的加強受力效果，所述的加強件的形狀最好與所述的第一空腔的縱向剖面 的形狀相適應，可以根據要求靈活設計，設計成無斷面連接點的整體式結構，如可以為板狀、
橫截面為圓形的條狀、橫截面為方形的條狀、橫截面為多邊形的條狀等。當加強件為條狀時， 還可以根據要求設計成空心或實心的。由於管褲上半管的內表面是開放式的，可與加強件直 接焊接，管褲下半管與加強件的連接可採用開孔焊接的方法，即在管褲下半管與加強件銜接 位開孔焊接，使其形成一個牢固整體，從而使加強件的負載力大大增強。
本發明所述的園藝鏟的生產工藝，包括鏟板成型、管褲成型、鏟板與管褲焊接和園藝鏟 處理，其特徵是
(1) 所述管褲成型還包括如下步驟
① 管褲上半管成型裁剪鋼板——開料——成形為上半管；
② 下半管成型裁剪鋼板——開料——成形為下半管；
(2) 鏟板與管褲焊接
① 鏟板與管褲上半管焊接將步驟(1)中①所獲得的上半管與鏟板頸部的端面焊接在一 起，獲得中間產品A;
② 退火處理分別對上步驟①的中間產品A和步驟(l)中②所獲得的下半管進行退火； ◎管褲下半管焊接將上步驟獲得的下半管和中間產品A焊接在一起，形成整個園藝
鏟，然後進入園藝鏟處理的工序。
本發明還可以在前述的園藝鏟生產工藝基礎上進行以下的改進增加加強件的加工工藝， 它包括有以下的步驟
(1) 加強件開料在鏟板成型、管褲成型工序的同時，進行加強件開料；
(2) 加強件焊接在鏟板與管褲焊接工序中插入加強件的焊接，使鏟板與管褲焊接工序包 括以下步驟
① 鏟板與上半管焊接將上半管與鏟板頸部的端面焊接在一起，獲得中間產品A;
② 焊接加強件將加強件焊接在前步驟(D獲得的中間產品A上，獲得中間產品B;
③ 退火處理分別對上步驟②獲得的中間產品B和前面工序獲得的下半管進行退火；
④ 下半管焊接將步驟(D獲得的下半管與步驟(i)獲得的中間產品B焊接在一起，形成完 整的園藝伊，然後進入園藝伊處理的工序。
本發明所述的園藝鏟處理將完整的園藝鏟進行打磨——淬火——熱成形——回火—— 打砂——拋光，形成園藝伊產品。本發明所述伊板成型、管褲成型(包括上半管成型和下半 管成型)和加強件開料可同時進行。
與現有技術相比，本發明的優點是 (1)負載強本發明所述的園藝鏟將鏟板與三角呔位處和部分管褲改為鏟板及其頸部為
整體結構一體成型，完全避免了園藝鏟的管褲通常在受力最為集中的三角呔位處脫離鏟板的 問題，能明顯增強園藝鏟的負載力；如果進一步採用分體式管褲和加強件的結構，負載力還 能進一步提高；
(2) 易加工，可實現機械化生產由於本發明所述的園藝鏟結構的改進，，使得園藝鏟 的的三角呔位處不再需要堆焊，而連接焊位主要位於鏟板背面，並且是平面焊接，既容易焊 接又容易打磨拋光，其他的焊位則都在管褲上，也容易採用自動化焊接，皆可實現分步機械 化拋光，生產效率大幅提高；
(3) 質量好由於上述園藝鏟結構的改變，使得加工工藝得以改善，可以採用自動化設 備規範化加工，產品的表面質量和內在品質都得到提高；
(4) 勞動強度低，環保汙染少採用機械自動拋光設備可隔離開生產操作人員和作業環 境，在工作操作區加裝粉塵環保回收裝置，不僅需要的操作工人少了，勞動強度大大降低， 作業環境對工人的身體危害也幾乎不受影響，對環境汙染可完全控制降到國家最低標準範圍。


圖1是現有技術的園藝鏟的立體結構示意圖2是現有技術的園藝鏟的俯視結構示意圖3是現有技術的園藝鏟的剖視結構示意圖4是現有技術的園藝鏟的立體結構分解示意圖5是現有技術的園藝鏟的生產工藝流程圖6是現有技術的園藝鏟的焊縫開裂後的立體結構示意圖7是本發明實施例1的園藝鏟的結構分解示意圖8是本發明實施例1的園藝鏟的俯視立體結構示意圖9是本發明實施例1的園藝鏟的仰視立體結構示意圖IO是本發明實施例1的園藝鏟的剖視結構示意圖11是本發明的園藝鏟的生產工藝流程圖12是本發明實施例2的園藝鏟的結構分解示意圖13是本發明的園藝鏟的條狀加強件的結構示意圖，加強件的橫截面為圓形； 圖14是本發明的園藝鏟的條狀加強件的結構示意圖，加強件的橫截面為方形。
具體實施方式
實施例1
圖7~圖10所示的鋼製園藝f產及其生產工藝是本發明的具體實施例之一，它包括鏟板1
和管褲2，鏟板1上設有伸出至鏟板1外用於與管褲2相連的頸部11,且鏟板1與頸部11為 一體成型結構，鏟板的頸部11為長形凸面結構，其伸出鏟板1外用於與管褲2連接的部分稱 為頸部外端，它具有與管褲2的連接部21相吻合的形狀，而凸起的頸部向鏟板內延伸的部分 則稱為頸部ll的內端，該內端相當於現有技術中的三角呔位部分。
管褲2為管狀構件，它由上半管2a、下半管2b和連接部組成，連接部為一板條狀連接 片2c，其中，上半管2a與下半管2b連接成管狀構成管褲2的主體，下半管2b較上半管2a 長，連接片2c與下半管2b為一體成型結構，其位於管褲2的前端部，並突出於上半管2a， 連接片2c向鏟板1底部延伸，與鏟板頸部11的位置相對應，並且與鏟板頸部11相連接，頸 部11外端的端面則與管褲上半管2a的端面形狀相適應且相連接。
鏟板頸部11凸面結構的內端與管褲2上的連接片2c之間形成第一空腔，其外端部分與 管褲2的上、下半管2a、 2b之間形成第二空腔，二空腔相貫通，在二空腔內加設一個板狀的 加強件3，該加強件3縱向穿插並固定在第一空腔和第二空腔中，加強件3的形狀與第一空 腔和第二空腔的縱向剖面的形狀相適應，加強件3起到加強管褲2與鏟板1連接的作用。
上述鋼製園藝鏟的所有部件之間均為焊接固定成型，可以採用平焊、直焊、大圓角焊等 焊接工藝，焊接處的焊縫4如圖8、圖9所示。
本實施例中，園藝鏟的生產流程圖如圖11所示，其生產工藝包括如下步驟
(1) 鏟板成型將鋼板經裁剪——切弧——彎肩——壓彎工序後，成型成鏟板；
(2) 管褲上方半管成型將鋼板經裁剪——開料——成形工序後，成型成上方半管；
(3) 管褲上方半管焊接將步驟(2)獲得的上方半管與步驟(1)獲得的鏟板焊接在一起，獲 得中間產品A;
(4) 加強件焊接將加強件焊接在步驟(3)獲得的中間產品A上，獲得中間產品B;
(5) 管褲下方半管成型將鋼板經裁剪——開料——成形工序後，成型成下方半管；
(6) 管褲下方半管焊接將步驟(5)獲得的下方半管與步驟(4)獲得的中間產品B焊接在一 起，形成整個園藝鏟
(7) 園藝鏟退火處理將步驟(6)獲得的園藝鏟進行退火；
(8) 園藝鏟後續處理將步驟(7)經退火處理後的園藝鏟經整把焊成形——打磨——淬火_ 一熱成形——回火——打砂——拋光工序後，進行安裝和包裝，最後形成園藝鏟產品。
上述步驟(l)l產板成型、步驟(2)上方半管成型和步驟(5)下方半管成型可同時進行。
實施例2
圖12所示的園藝鏟及其生產工藝是本發明的具體實施例之二，與上一個實施例所不同的
是，園藝鏟的管褲2的橫截面為六邊形，相應地，頸部連接件ll與管褲2的上方半管2a的 橫截面形狀相適應，即頸部連接件ll的外表面包括一個頂面和兩個向外側傾斜的側面，頸部 連接件11的伸出端端面與管褲2的上方半管2a的端面相對接固定。園藝鏟的生產工藝與實 施例1相同。
上述的實施例中，管褲2的橫截面還可以為方形等幾何形狀，主要是根據具體的使用及 外觀要求來定，比如設計成錐形管，即尾部橫截面大於靠近頸部的橫截面。加強件3的形狀 也可以根據要求靈活設計，設計成無斷面連接點的整體式結構，如可以為板狀、橫截面為圓 形的條狀、橫截面為方形的條狀、橫截面為多邊形的條狀等，如圖13所示的橫截面為圓形的 條狀，圖14所示的橫截面為方形的條狀，橫截面為多邊形的條狀、偏塊等。當加強件3採用 條狀時，還可以根據要求設計成空心或實心的。
權利要求
1、一種鋼製園藝鏟，它包括鏟板(1)和管褲(2)，其特徵在於所述的鏟板(1)上設有伸出至鏟板(1)外用於與管褲(2)相連的頸部(11)，且鏟板(1)與所述的頸部(11)為一體成型結構；所述的管褲(2)為管狀構件，其前端設置有用於與鏟板頸部(11)相互接合的連接部，所述的鏟板頸部(11)與管褲(2)的連接部相接合，從而使鏟板(1)和管褲(2)相結合。
2、 根據權利要求1所述的一種鋼製園藝鏟，其特徵在於所述頸部(ll)為長形凸面結構，其伸出鏟板(1)外用於與管褲(2)連接的部分稱為頸部外端，它具有與 所述管褲(2)的連接部(21)相吻合的形狀，而凸起的頸部向鏟板內延伸的部分則稱為 所述頸部(ll)的內端，該內端相當於現有技術中的三角呔位部分。
3、 根據權利要求2所述的一種鋼製園藝鏟，其特徵在於所述的管褲(2)由上 半管(2a)、下半管(2b)和連接部組成，其中，上半管(2a)與下半管(2b)連接成管狀構 成管褲(2)的主體，下半管(2b)較上半管(2a)長，其前端部突出於上半管(2a)的部分 為連接部，它與所述伊板頸部(ll)的外端相連接，所述頸部(ll)外端的端面則與管 褲上半管(2a)的端面形狀相適應且相連接。
4、 根據權利要求3所述的一種鋼製園藝鏟，其特徵在於所述管褲的連接部 為一板條狀連接片(2c)，它向鏟板(l)底部延伸並與鏟板(l)底部固定相連。
5、 根據權利要求4所述的一種鋼製園藝鏟，其特徵在於所述的連接片(2c) 與鏟板(l)的頸部連接件(ll)的位置相對應，並且與下半管(2b)為一體成型結構。
6、 根據權利要求5所述的一種鋼製園藝鏟，其特徵在於在管褲(2)與鏟板(1) 的連接部位加設至少一個加強件(3)，所述的鏟板頸部(11)凸面結構的內端與管褲(2) 上的連接片(2c)之間形成第一空腔，其外端部分與管褲(2)的上、下半管(2a、 2b)之 間形成第二空腔，二空腔相貫通；所述的加強件(3)縱向穿插並固定在所述的第一 空腔和第二空腔中。
7、 根據權利要求6所述的一種鋼製園藝鏟，其特徵在於所述的管褲(2)的橫 截面可以為圓形、方形或多邊形等幾何形狀，管褲(2)為柱形管或錐形管，錐形管 即尾部橫截面大於靠近頸部的橫截面。
8、 根據權利要求7所述的一種鋼製園藝鏟，其特徵在於所述加強件(3)的形狀與所述的第一空腔和第二空腔的縱向剖面的形狀相適應。
9、 如權利要求1所述的鋼製園藝鏟的生產工藝，它包括鏟板成型、管褲成型、 鏟板與管褲焊接和園藝鏟處理，其特徵在於(1)所述管褲成型還包括如下步驟① 管褲上半管成型裁剪鋼板——開料——成形為上半管；② 下半管成型裁剪鋼板——開料——成形為下半管； P)鏟板與管褲焊接① 鏟板與管褲上半管焊接將步驟(1)中①所獲得的上半管與鏟板頸部的端面 焊接在一起，獲得中間產品A;② 退火處理:分別對上步驟①的中間產品A和步驟(l)中②所獲得的下半管進 行退火；③ 管褲下半管焊接將上步驟獲得的下半管和中間產品A焊接在一起，形成 整個園藝鏟，然後進入園藝鏟處理的工序。
10、 根據權利要求9所述的鋼製園藝鏟的生產工藝，其特徵在於該工藝還 包括加強件的加工工藝，它包括如下步驟(1) 加強件開料在鏟板成型、管褲成型工序的同時，進行加強件開料；(2) 加強件焊接在鏟板與管褲焊接工序中插入加強件的焊接，使鏟板與管褲 焊接工序包括以下步驟① 伊板與上半管焊接將上半管與鏟板頸部的端面焊接在一起，獲得中間產 品A;② 焊接加強件將加強件焊接在前步驟①獲得的中間產品A上，獲得中間產 品B;③ 退火處理分別對上步驟②獲得的中間產品B和前面工序獲得的下半管進 行退火；④ 下半管焊接將步驟③獲得的下半管與步驟③獲得的中間產品B焊接在一 起，形成完整的園藝鏟，然後進入園藝鏟處理的工序。
全文摘要
本發明公開了一種鋼製園藝鏟，包括鏟板和管褲，其特徵在於所述的鏟板上設有伸出至鏟板外用於與管褲相連的頸部，且鏟板與所述的頸部為一體成型結構；所述的管褲為管狀構件，其前端設置有用於與鏟板頸部相互接合的連接部，所述的鏟板頸部與管褲的連接部相接合，從而使的鏟板和管褲相結合。本發明將園藝鏟的三角呔位與鏟板及部分管褲的分體結構改為整體成型，使園藝鏟的負載力大大增強，同時又大大降低拋光打磨消耗的工時，提高生產效率，降低生產成本。本發明同時還公開了鋼製園藝鏟的生產工藝。
文檔編號B23P15/00GK101390458SQ20081021861
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月24日 優先權日2008年10月24日
發明者許繼海 申請人:許繼海