一种刃口具有仿生锯齿几何结构的微耕刀片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种刃口具有仿生锯齿几何结构的微耕刀片，微耕刀片的刃口外侧圆弧处依次分布有切割出的仿生锯齿几何结构；所述仿生锯齿几何结构的齿背角α为15°至60°；齿喉角γ为15°至60°；齿高h为5mm至50mm；β=α+γ；齿尖角β为AC边与AB边的夹角，齿背角α为AB边与OA边的夹角，齿喉角γ为OA边与AC边的夹角，齿高h为点A与BC边的距离；其中，点O为微耕刀片圆弧曲率中心，点A为仿生锯齿几何结构顶角的顶点，点B为仿生锯齿几何结构一侧底角的顶点，点C为仿生锯齿几何结构另一侧底角的顶点，起到了降低耕作阻力的效果，同时大大减低的作业能耗，降低了耕作过程中产生的振动问题。

A micro tillage blade with bionic saw tooth geometry

【技术实现步骤摘要】
一种刃口具有仿生锯齿几何结构的微耕刀片
本技术涉及一种刃口具有仿生锯齿几何结构的微耕刀片，属于农业机械设备

技术介绍
耕作是农业生产中最消耗能量的环节之一，需要对耕作过程加以优化以降低能耗。土壤的空间差异性、耕作机械的动力因素以及土壤本身的运动及破碎等原因导致耕作过程相当复杂。微耕技术作为一项20世纪70年代引进的新技术，在我国农业生产上的运用越来越广。微耕机因为其重量小，体积小，结构简单的特点得到了农业上的推广运用。特别是在西南地区，主要是山地、丘陵的旱地、水田、果园运用较广。针对我国近年来城市务工人员数量加大，农业耕作人员减少，劳动力降低，因此，小型机械得到了进一步发展，弥补了劳动力不足。微耕机主要用来耕地、整地、开沟、起垄、除草及短途运输作业，还可以进行粉碎秸秆。针对耕地作业，西南丘陵、山地、水田耕作环境不一，耕作地区植被不一，地块分散，土质不一，因此，微耕机在耕作作业时，微耕刀片的选用特别困难。微耕机刀辊既是工作部件，又是驱动部件和行走部件，虽然具有了质量轻，转移方便的问题，但是刀辊上刀片入土、切土和出土的反作用力都将传输到机架上，使机架产生强烈的振动。试验证明，其振动远远超过了手扶拖拉机产生的振动。因此，对于劳动强度大的耕作季节，微耕机产生的振动对于操作者的伤害特别大，严重者可能得上白指病。若以汽油发动机作为动力，存在油耗高，收益小的缺点，以水冷柴油机为动力，整机重量偏重，操作困难。因此，采用风冷柴油机作为动力输出，因此，需要对微耕刀进行优化改进，降低阻力，减少能耗。不少厂家为满足微耕要求，增大刀具直径，提高耕作质量，因此产生的振动加大。对于现在我国生活条件和工作环境的不断提高，微耕机的振动问题是一直以来需要解决的难题。通过研究发现，微耕刀工作时，一是来自与土壤接触时候的阻力，另外一个就是土壤的粘附力。因此，如何使微耕刀防粘减阻，成为当下研究的一个新的思路。研究证实，微耕刀作用于土壤的时候主要靠刀口的切削刃，因此切削刃口的形状和结构形式直接决定了微耕刀的破土阻力的大小。通过对微耕机刀片的三轴方向的力进行研究，发现微耕机耕作时候，振动主要来自前后方向和上下方向，因此，降低微耕机入土过程受力和行走受力将可以减少振动。
技术实现思路
本技术提供了一种刃口具有仿生锯齿几何结构的微耕刀片，以用于构建容易加工、成本较低的仿生锯齿形式的微耕刀片用于耕作。本技术的技术方案是：一种刃口具有仿生锯齿几何结构的微耕刀片，微耕刀片的刃口外侧圆弧处依次分布有切割出的仿生锯齿几何结构。所述仿生锯齿几何结构的齿背角α为15°至60°；齿喉角γ为15°至60°；齿高h为5mm至50mm；β=α+γ；所述齿尖角β为AC边与AB边的夹角，齿背角α为AB边与OA边的夹角，齿喉角γ为OA边与AC边的夹角，齿高h为点A与BC边的距离；其中，点O为微耕刀片圆弧曲率中心，点A为仿生锯齿几何结构顶角的顶点，点B为仿生锯齿几何结构一侧底角的顶点，点C为仿生锯齿几何结构另一侧底角的顶点。本技术的有益效果是：具有仿生锯齿几何结构的微耕刀片与传统的微耕刀刃口进行比较，相对于土壤作用的时候，起到了降低耕作阻力的效果，在保证作业质量的前提下，在不同的微耕作业速度下，工作阻力明显减小，同时大大减低的作业能耗，降低了耕作过程中产生的振动问题，增加的微耕刀的使用寿命。所采用的具有仿生锯齿结构的微耕刀采用了传统的加工工艺和设备，基于现有我国的机械行业标准对微耕刀进行进一步的机械加工处理，得到仿生几何结构的微耕刀片，大大降低了生产成本，便于在我国大部分山地、丘陵地区和小型地块的地区进行推广。附图说明图1是本技术结构示意图；图2是本技术结构示意图，其中锯齿几何结构为非对称结构；图3是本技术结构示意图，其中锯齿几何结构为对称结构。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术作进一步说明，但本技术的内容并不限于所述范围。实施例1：如图所示，一种刃口具有仿生锯齿几何结构的微耕刀片（以复合式弯刀为例），微耕刀片的刃口外侧圆弧处依次分布有切割出的仿生锯齿几何结构，锯齿几何结构为对称结构（如图3所示），所述仿生锯齿几何结构的齿尖角β为90°；齿背角α为45°；齿喉角γ为45°；齿高h为25mm。所述齿尖角β为AC边与AB边夹角，齿背角α为AB边与OA边的夹角，齿喉角γ为OA边与AC边的夹角，齿高h为点A与BC边的距离；其中，点O为微耕刀片圆弧曲率中心，点A为锯齿几何结构顶角的顶点，点B为锯齿几何结构左底角的顶点（即以刀片两端来看，B、C中的B点靠近刀片刃口端），点C为锯齿几何结构右底角的顶点。该实施例中锯齿几何结构特点是：齿喉角与齿背角相等，并且齿尖角取较大值，对于有土壤残物或者旱地微耕时，锯齿运动时可以承受的载荷较大，锯齿较为坚固，与石块相碰时不易损坏。实施例2：如图所示，一种刃口具有仿生锯齿几何结构的微耕刀片（以复合式弯刀为例），微耕刀片的刃口外侧圆弧处依次分布有切割出的仿生锯齿几何结构，所述仿生锯齿几何结构的齿尖角β为30°；齿背角α为15°；齿喉角γ为15°；齿高h为5mm。所述齿尖角β为AC边与AB边夹角，齿背角α为AB边与OA边的夹角，齿喉角γ为OA边与AC边的夹角，齿高h为点A与BC边的距离；其中，点O为微耕刀片圆弧曲率中心，点A为锯齿几何结构顶角的顶点，点B为锯齿几何结构左底角的顶点，点C为锯齿几何结构右底角的顶点。该实施例中锯齿几何结构特点是：齿喉角与齿背角相等，并且齿尖角取较小值，锯齿排列致密、刃口锐利，便于破碎土壤。实施例3：如图所示，一种刃口具有仿生锯齿几何结构的微耕刀片（以复合式弯刀为例），微耕刀片的刃口外侧圆弧处依次分布有切割出的仿生锯齿几何结构，所述仿生锯齿几何结构的齿尖角β为80°；齿背角α为20°；齿喉角γ为60°；齿高h为50mm。所述齿尖角β为AC边与AB边夹角，齿背角α为AB边与OA边的夹角，齿喉角γ为OA边与AC边的夹角，齿高h为点A与BC边的距离；其中，点O为微耕刀片圆弧曲率中心，点A为锯齿几何结构顶角的顶点，点B为锯齿几何结构左底角的顶点，点C为锯齿几何结构右底角的顶点。该实施例中锯齿几何结构特点是：齿背角小于齿喉角，并且齿尖角取较大值，锯齿结构坚固，锯齿结构单元强度高，易于破碎土壤，承受载荷能力大，且加工成本较低。实施例4：如图所示，一种刃口具有仿生锯齿几何结构的微耕刀片，微耕刀片的刃口外侧圆弧处依次分布有切割出的仿生锯齿几何结构，仿生锯齿几何结构为非对称结构（如图2所示），所述仿生锯齿几何结构的齿尖角β为60°；齿背角α为40°；齿喉角γ为20°；齿高h为10mm；锯齿几何结构沿微耕刀片刃口圆弧呈周期性依次排列。所述齿尖角β为AC边与AB边夹角，齿背角α为AB边与OA边的夹角，齿喉角γ为OA边与AC边的夹角，齿高h为点A与BC边的距离；其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刃口具有仿生锯齿几何结构的微耕刀片，其特征在于：微耕刀片的刃口外侧圆弧处依次分布有切割出的仿生锯齿几何结构；/n所述仿生锯齿几何结构的齿背角α为15°至60°；齿喉角γ为15°至60°；齿高h为5mm至50mm；β=α+γ；/n齿尖角β为AC边与AB边的夹角，齿背角α为AB边与OA边的夹角，齿喉角γ为OA边与AC边的夹角，齿高h为点A与BC边的距离；其中，点O为微耕刀片圆弧曲率中心，点A为仿生锯齿几何结构顶角的顶点，点B为仿生锯齿几何结构一侧底角的顶点，点C为仿生锯齿几何结构另一侧底角的顶点。/n

【技术特征摘要】
1.一种刃口具有仿生锯齿几何结构的微耕刀片，其特征在于：微耕刀片的刃口外侧圆弧处依次分布有切割出的仿生锯齿几何结构；
所述仿生锯齿几何结构的齿背角α为15°至60°；齿喉角γ为15°至60°；齿高h为5mm至50mm；β=α+γ；
齿尖角β为A...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智泓，王晓阳，赖庆辉，张广凯，李莹，张兆国，佟金，曹秀龙，高旭航，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南;53