本发明专利技术涉及超声波切割刀具技术领域，尤其涉及一种超声波裁刀及其3D打印制备方法、修补方法，超声波裁刀包括：刀座，包括刀座本体，所述刀座本体上垂直于其长度方向的两端面分别外延有凸出部，所述凸出部的宽度沿远离所述刀座本体的方向逐渐减小；刀体，包括靠近刀座的内凹的弧状过渡区和位于弧状过渡区上方的中间部，刀体上对称设置有两个竖直的条形通孔；超声波裁刀的结构设计合理，极大地降低了超声波裁刀易开裂、以及切割使用过程中易产生缺口的问题，提高了裁刀的质量以及使用寿命；突破传统机加工的方式，通过3D打印机技术制作超声波裁刀，并且正常的在成型机上使用；优先的提出了通过3D打印嫁接技术的方式来修复超声波裁刀，变废为宝。变废为宝。变废为宝。
【技术实现步骤摘要】
超声波裁刀及其3D打印制备方法、修补方法
[0001]本专利技术涉及超声波切割刀具
，尤其涉及一种超声波裁刀及其3D 打印制备方法、修补方法。
技术介绍
[0002]在橡胶轮胎加工中，根据贴合工艺和生产规格进行胶料裁断是必备的过 程。现有较为先进的裁断工艺是采用超声波裁刀，利用超声波高频振荡来振 断胶料的分子链，胶料的断面较为光滑、后续进行贴合多种胶料时的粘结性 较好。
[0003]超声波裁刀为钛合金，硬度高，传统超声波裁刀加工制作为机加工制作， 对刀具磨损量大、工时长，成本高，且机加工过程中容易产生表面缺陷， 降低裁刀使用寿命。
[0004]一套超声波刀具价格昂贵，单独一把超声波裁刀就动辄上万，而日常使 用过程中，难免会有小的磕碰，甚至胶料中掺有极少量的杂质，都会导致超 声波裁刀在工作中发生断裂而废刀，且破损后的裁刀只能丢弃，造成了极大 的资源浪费，目前市面上尚未有能修复超声波裁刀的方法。
技术实现思路
[0005]针对上述现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种用于切割橡胶 轮胎的超声波裁刀及其3D打印制备方法、修补方法。
[0006]本专利技术提供一种超声波裁刀，包括：
[0007]刀座，包括长方体的刀座本体，所述刀座本体上垂直于其长度方向的两 端面分别外延有凸出部，所述凸出部的宽度沿远离所述刀座本体的方向逐渐 减小，所述刀座的底部设置螺孔；
[0008]刀体，设置于所述刀座的上方，包括靠近所述刀座的内凹的弧状过渡区 和位于弧状过渡区上方的中间部，所述刀体上对称设置有两个竖直的条形通 孔；
[0009]切割部，位于所述刀体的上方，所述切割部的厚度为0.2
‑
0.4mm。
[0010]本技术方案中，超声波裁刀的结构设计合理，极大地降低了超声波裁刀 易开裂、以及切割使用过程中易产生缺口的问题，提高了裁刀的质量以及使 用寿命。
[0011]在本申请的一些实施例中，所述条形通孔的上、下边缘为半圆形，所述 上边缘的厚度为2.5
‑
3.0mm，防止超声波裁刀工作时，在条形通孔的上边缘处 产生断裂。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述凸出部的纵向截面为直角梯形，且直接 梯形的斜腰为所述凸出部与所述弧状过渡区的相交线，所述斜腰为下凹的弧 形线，所述凸出部外边缘高于所述凸出部内边缘的，增加了凸出部的面积， 提高了超声波裁刀的稳定性。
[0013]本专利技术还提供上述超声波裁刀的3D打印制备方法，包括如下步骤：
[0014]S1.原材料处理：将球状TC4颗粒进行真空烘干处理，处理后覆上防止空 中杂质落入的保护膜；
[0015]S2. 3D打印机准备：对3D打印机内腔进行无尘处理，使得成型腔、粉末 腔不含有
杂质；
[0016]S3. 3D打印：将步骤S1处理后的TC4颗粒原料放入步骤S2处理后的3D 打印机粉末腔中作为原料，激光功率150～200W，扫描速度700
‑
900mm/s，氩 气和氮气保护气氛下打印；
[0017]S4.打印后去应力处理：将步骤S3打印成型的超声波裁刀真空退火处理， 800
‑
900℃，保温1.5
‑
3h后，随炉冷却；
[0018]S5.抛光处理：对步骤S4处理后的超声波裁刀进行电镀抛光处理，使其 表面粗糙度介于30
‑
50μm；
[0019]S6.攻丝处理：在超声波裁刀预留的螺孔处进行攻丝处理，且将丝孔内的 杂质清理干净；
[0020]S7.上机实验：将处理后的超声波裁刀装上换能器安装到超声波发生器， 在连接处涂抹密封胶，在空载的情况下启动超声波发生器，模拟切割胶料， 能正常产生均匀的正常振幅，切割面达到使用要求。
[0021]在本申请的一些实施例中，超声波裁刀的3D打印制备方法，包括如下步 骤：
[0022]S1.原材料处理：将球状TC4颗粒进行真空烘干处理，处理后覆上防止空 中杂质落入的保护膜；
[0023]S2. 3D打印机准备：对3D打印机内腔进行无尘处理，使得成型腔、粉末 腔不含有杂质；
[0024]S3. 3D打印：将步骤S1处理后的TC4颗粒原料放入步骤S2处理后的3D 打印机粉末腔中作为原料，激光功率180W，扫描速度800mm/s，氩气和氮气 保护气氛下打印；
[0025]S4.打印后去应力处理：将步骤S3打印成型的超声波裁刀真空退火处理， 840℃，保温2h，然后随炉冷却；
[0026]S5.抛光处理：对步骤S4处理后的超声波裁刀进行电镀抛光处理，使其 表面粗糙度介于30
‑
50μm；
[0027]S6.攻丝处理：在超声波裁刀预留的螺孔处进行攻丝处理，且将丝孔内的 杂质清理干净；
[0028]S7.上机实验：将处理后的超声波裁刀装上换能器安装到超声波发生器， 在连接处涂抹密封胶，在空载的情况下启动超声波发生器，模拟切割胶料， 能正常产生均匀的正常振幅，切割面达到使用要求。
[0029]在本申请的一些实施例中，由于超声波裁刀存在斜度，为保证打印出来 堆层尽量小，要选择与层厚匹配的粒径，步骤S1中TC4球状颗粒原料的粒径 选用17
‑
20μm之间或20
‑
30μm之间，防止颗粒烧结时跨度太大会影响内部 结构，从而无法使用。
[0030]在本申请的一些实施例中，在步骤S3中，风场风速为3.8，由于钛合 金3D打印时激光烧结反应较大，需有足够的风速保证将烧结时迸发的杂质全 部吹走，又要避免因风速太大，造成的粉末浪费以及未烧结区域粉末厚度太 薄。
[0031]在本申请的一些实施例中，在步骤S3的打印过程中，在打印完所述超声 波裁刀的条形通孔后，需在所述条形通孔内部添加支撑物，以增强打印时的 工件强度。
[0032]本专利技术还提供一种超声波裁刀的修补方法，包括如下步骤：
[0033](1)破损超声波裁刀的预处理：将破损的超声波裁刀从破损处进行线切 割，并对切割面进行打磨处理，使得切割面表面光滑；
[0034](2)设计三维模型：根据图纸或对超声波裁刀实物进行测绘，设计超声 波裁刀的三维模型图，并对三维模型图进行线切割操作，其切割位置对应于 步骤(1)中破损超声波裁刀线切割的位置，经剪切后，三维模型图与经步骤 (1)将破损处切割后的裁刀结构一致；
[0035](3)嫁接打印：破损裁刀放入3D打印机中，以切割面为嫁接基面，使 用上述超声波裁刀的3D打印制备方法，在切割面的上方将缺失部分的超声波 裁刀打印完整；
[0036](4)测试：上机测试，胶面切割状态良好，刀具震动正常，嫁接处无开 裂，超声波裁刀修复完成。
[0037]在本申请的一些实施例中，步骤(1)中破损超声波裁刀的切割面选在超 声波裁刀的靠近所述刀体底部的位置，且切割面为水平面，便于原料颗粒的 堆积。
[0038本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超声波裁刀，其特征在于：包括：刀座，包括长方体的刀座本体，所述刀座本体上垂直于其长度方向的两端面分别外延有凸出部，所述凸出部的宽度沿远离所述刀座本体的方向逐渐减小，所述刀座的底部设置螺孔；刀体，设置于所述刀座的上方，包括靠近所述刀座的内凹的弧状过渡区和位于弧状过渡区上方的中间部，所述刀体上对称设置有两个竖直的条形通孔；切割部，位于所述刀体的上方，所述切割部的厚度为0.2
‑
0.4mm。2.根据权利要求1所述的超声波裁刀，其特征在于，所述条形通孔的上、下边缘为半圆形，所述上边缘的厚度为2.5
‑
3.0mm。3.根据权利要求2所述的超声波裁刀，其特征在于，所述凸出部的纵向截面为直角梯形，且直接梯形的斜腰为所述凸出部与所述弧状过渡区的相交线，所述斜腰为下凹的弧形线，所述凸出部外边缘高于所述凸出部内边缘的。4.一种超声波裁刀的3D打印制备方法，用以打印上述权利要求1
‑
3中的任一超声波裁刀，其特征在于，包括如下步骤：S1.原材料处理：将球状TC4颗粒进行真空烘干处理，处理后覆上防止空中杂质落入的保护膜；S2.3D打印机准备：对3D打印机内腔进行无尘处理，使得成型腔、粉末腔不含有杂质；S3.3D打印：将步骤S1处理后的TC4颗粒原料放入步骤S2处理后的3D打印机粉末腔中作为原料，激光功率150～200W，扫描速度700
‑
900mm/s，氩气和氮气保护气氛下打印；S4.打印后去应力处理：将步骤S3打印成型的超声波裁刀真空退火处理，800
‑
900℃，保温1.5
‑
3h后，随炉冷却；S5.抛光处理：对步骤S4处理后的超声波裁刀进行电镀抛光处理，使其表面粗糙度介于30
‑
50μm；S6.攻丝处理：在超声波裁刀预留的螺孔处进行攻丝处理，且将丝孔内的杂质清理干净；S7.上机实验：将处理后的超声波裁刀装上换能器安装到超声波发生器，在连接处涂抹密封胶，在空载的情况下启动超声波发生器，模拟切割胶料，能正常产生均匀的正常振幅，切割面达到使用要求。5.根据权利要求4所述的超声波裁刀的3D打印制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.原材料处理：将球状TC4颗粒进行真空烘干处理，处理后覆上防止空中杂质落入的保护膜；...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦龙，林文龙，秦靖博，刘炳宝，张抗抗，刘童，
申请(专利权)人：青岛森麒麟轮胎股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。