[发明专利]一种钢制园艺铲及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种园艺铲及其生产工艺，特别是涉及一种冲压焊接成型的钢制园艺铲及其生产工艺。 

背景技术

现有的钢制园艺铲从制造工艺上大致分为冲压焊接成型、整体冲压成型、联体冲压锻造成型、辊锻成型等几种方式，不同的制造工艺形成了各自不同的产品外观结构和性能，以满足市场上的不同需求，其中以冲压焊接成型工艺制造的产品较多，特别是欧美国家的需求市场较大。 

采用冲压焊接成型工艺的钢制园艺铲材料主要为碳钢和不锈钢，现有的园艺铲的结构如图1～图4所示，包括铲板1和管裤2，管裤2为一管状构件，由钢板整体冲压卷制成型，管裤2前端设有用于与铲板1相连的三角呔位21，三角呔位21与管裤2为一体式结构。用于与铲板1相连的管裤2中还设有加强塞3a，加强塞3a设在管裤2的三角呔位21部位下方，加强塞3a包括一T字形的横塞3a1和一直塞3a2，T字形的横塞3a1又由相互垂直的横、竖两段组成，即横向一段设在管裤2两侧的铲肩颈位5之间，竖向一段伸入设置在三角呔位21中，而直塞与T字形横塞3a1相固定，并向管裤2尾部方向延伸，管裤2上的三角呔位21、加强塞3a的直塞3a2端部与铲板1表面焊接固定，在铲板1与颈部21相连处采用堆焊造型，形成焊缝4。 

上述碳钢铲或不锈钢铲的生产工艺参见图5所示的流程图，其生产工艺包括如下步骤： 

(1)管裤成型：将钢板经裁剪——开料——冲孔切弧——切八字——一弯——二弯——合口——校圆——焊接工序，成型成管裤； 

(2)焊直塞：将钢棒经开料后形成直塞，将直塞焊接在管裤内，然后经退火——焊后弯——切呔位工序，得到焊有直塞的管裤； 

(3)焊横塞：将钢棒经开料后形成横塞，将横塞焊接在步骤(2)获得的焊有直塞的管裤的三角呔位下； 

(4)铲板成型：将钢板经裁剪——切弧——弯肩——压弯工序后，形成铲板； 

(5)铲板与管裤焊接：将铲板和步骤(3)获得的管裤焊接在一起，形成整个园艺铲； 

(6)园艺铲处理：将步骤(5)获得的园艺铲经打磨——淬火——热成形——回火——打砂——抛光工序后，形成园艺铲产品。

上述步骤(1)管裤成型和步骤(4)铲板成型可同时进行。 

其中，碳钢铲成品表面要求多为喷涂、电镀，这样对表面处理前的胚件表面质量也要求很高，通常需要重点对黑胚件表面的焊接位置和飞边毛刺进行打磨、打砂等磨削整形方式加工，打磨就是用砂轮机对焊路进行粗打磨削，打砂就是用砂带或粘砂麻碌、粘砂布碌进行的一种较精细的磨削，然后再喷涂、电镀。而不锈钢铲成品表面要求多为镜面抛光、电镀，皆需要对整件不锈钢产品进行打磨、打砂、抛光处理，以达到产品表面光亮，色泽均匀。 

上述的冲压焊接成型的园艺铲的结构及加工工艺存在以下缺陷： 

(1)管裤三角呔位是最薄弱的环节：由于园艺铲有一定的产品外观及负载要求，在前述现有技术的情况下，管裤三角呔位与铲板的接触不贴合而需要堆焊，这不但对焊工技术要求高，而且在整把铲焊接成型后还要经打磨、打砂、抛光工序加工，以便使得园艺铲具有光亮的外表，但这却会造成产品的焊接部位受到不同程度上的损耗，而产品在使用过程中的受力负载点恰恰集中在三角呔位附近，导致园艺铲在使用的过程中，一旦发生损坏，往往就是出在管裤三角呔位处，即管裤的三角呔位脱离铲板(参见图6)。 

(2)加工难、效率低，品质不稳定：由于受现有技术中的产品结构和加工设备的限制，难以采用机械化设备进行有效的规模化生产，所述管裤与铲板之间的焊接、打磨、打砂、抛光等工序皆是人工操作，不仅加工难度较大，生产效率低，而且难以采用低成本、高效率的方式准确检测到加工后的焊路磨损情况，因此导致产品质量参次不齐；另外，管裤与加强塞的连接是封闭加工的，管裤成型后再焊进三小段加强塞，在三角呔位与管裤受力部位内，无法完全保证加强塞组合与管裤内壁贴合到位，且加强塞受力存在断面连接处，负载强度差。 

(3)劳动强度大，环境污染较大：由于现有技术中的大部分工序只能采用人工加工，如抛光工序完全靠操作人员用人力手持工件直接压贴在抛光磨削机的砂碌上进行操作，劳动强度非常大，又因为无法将工人与设备操作面隔离开，抽风环保设施效果差，作业环境污染大，作业危险系数高，经常发生工件飞出砸伤人，磨伤人手，职业粉尘肺病、手部神经麻痹病等，导致近年来的从业人员越来越少，生产效率低下，一直以来是整个行业难以解决的加工难题。 

发明内容