柔性石墨电极板流道加工刀具制造技术

本实用新型专利技术属于燃料电池制造技术领域，具体公开了柔性石墨电极板流道加工刀具，包括一体成型的刀具夹持部和刀具加工部，所述刀具加工部位于所述刀具夹持部的下方；所述刀具夹持部与机床主轴的刀具夹头连接；所述刀具加工部用于加工流道；所述刀具加工部为一侧设有切削开口的圆柱结构；所述切削开口的切削宽度、圆柱结构的直径以及待加工流道宽度三者的尺寸相同；所述开口的竖向两侧形成立刃；所述开口的底部形成横刃。上述刀具，能够解决现有技术采用圆柱立铣刀进行切削造成的切削速度慢、单次切削量小、工件表面质量差的问题，达到加快切削效率、提高工件加工质量的目的。提高工件加工质量的目的。提高工件加工质量的目的。

【技术实现步骤摘要】
柔性石墨电极板流道加工刀具


[0001]本技术属于燃料电池制造
，尤其涉及一种柔性石墨电极板流道加工刀具。

技术介绍

[0002]目前，空冷电堆使用的石墨电极板为了氢气的导流，需要在石墨板平面上雕刻出呈现直线或曲线的沉孔凹槽(形成流道)，该沉孔凹槽现有加工工艺是通过三轴雕铣机床，使用螺旋齿圆柱立铣刀进行切削加工，刀具采用钨钴类的硬质合金材料，刀头部分做金刚石涂层，通过高速旋转来切割材料。
[0003]由于圆柱立铣刀在加工时以周刃切削为主，该切削方式理论上会衍生出三个问题：其一：被加工零件的沉孔凹槽的底面的表面粗糙度次于两个侧面。其二：单次切削量较少，进给次数较多，从而使得加工时间较长。其三：正因为进给次数较多，刀具每回合切削的轨迹存在误差，且因为柔性石墨较软且存在不规则的回弹，次回合切削凹槽时刀刃会干涉或重复切到前回合所切成的凹槽表面，导致切出来的凹槽表面存在未切断的碎屑及毛刺。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种柔性石墨电极板流道加工刀具，以解决现有技术采用圆柱立铣刀进行切削造成的切削速度慢、单次切削量小、工件表面质量差的问题。
[0005]为了达到上述目的，本技术的技术方案为：柔性石墨电极板流道加工刀具，包括一体成型的刀具夹持部和刀具加工部，所述刀具加工部位于所述刀具夹持部的下方；所述刀具夹持部与机床主轴的刀具夹头连接；所述刀具加工部用于加工流道；所述刀具加工部为一侧设有切削开口的圆柱结构；所述切削开口的切削宽度、圆柱结构的直径以及待加工流道宽度三者的尺寸相同；所述开口的竖向两侧形成立刃；所述开口的底部形成横刃。
[0006]进一步，所述立刃、横刃和圆柱结构之间形成排屑口；所述排屑口的顶部设有用于断屑的断屑台。
[0007]进一步，所述断屑台的尾部设有一端圆弧R
n
。
[0008]进一步，所述断屑台的楔角σ为75
°
。
[0009]进一步，所述刀具夹持部采用扁平状的矩形结构。
[0010]进一步，所述刀具夹持部通过螺钉安装在所述机床主轴的刀具夹头上。
[0011]进一步，所述立刃的刃刀尺寸L
立刃
大于工件的背吃刀量a
p
。
[0012]进一步，所述刀具加工部和刀具夹持部采用硬质合金钨钢刀具结构。
[0013]进一步，所述刀具加工部的刃端表面涂有涂层；所述涂层采用DLC涂层，涂层的厚度不大于1μm。
[0014]进一步，所述刀具夹持部的底部设为等腰三角形结构，所述等腰三角形结构两条腰对应的顶点与所述刀具加工部连接。
[0015]本技术方案的工作原理在于：启动机床，机床主轴带动刀具夹持部和刀具加工部
运动(移动或旋转)；刀具在加工的过程中，将垂直于加工件平面的方向视为Z方向；则刀具首先按照Z轴负方向进给，若以加工件平面为基准平面，那么Z方向进给量f
z
则可直接达到背吃刀量a
p
的值。然后刀具随着切削轨迹进行沿Y轴或X轴方向进行切削，进给次数为1次。经过立刃加工后的切屑往刀具中心进行靠拢，在靠拢的同时随横刃加工后的切屑一并向上排出。
[0016]本技术方案的有益效果在于：
①
立刃作用是将材料垂直于平面的方向分离，加工形成凹槽左右侧平面，并且刃长尺寸L
立刃
＞背吃刀量a
p
，保证立刃能够完全切割凹槽的深度尺寸。
②
由于切削开口的切削宽度、圆柱结构的直径以及待加工流道宽度三者的尺寸相同，因此刀具的后刀面为圆柱面，因此切削面永远与后刀面相切，即永远为线接触，能够根据切割轨迹需要，通过刀具围绕Z轴(配合X、Y轴轨迹)的旋转，实现曲线轨迹切割，在切割时因为切削面永远与后刀面为线接触，所以不会因为Z轴转向使得刀具除切削刃以外的其他部位与工件接触、干涉，从而造成工件损伤。
③
横刃与立刃同时进行工作，保证流道侧面与底面的表面粗糙度差不多。
④
采用断屑台进行断屑，断屑台尾端有一段圆弧R
n
，石墨屑碰到断屑台时经受附加的卷曲变形而折断形成块状。
⑤
刀具加工部和刀具夹持部采用硬质合金钨钢刀具结构，硬质合金钨钢材料的抗弯强度为1400
‑
3000Mpa，在高温时其硬度值也能保持在洛氏硬度HRA90左右。因此本案中的刀具能够有效避免受到径向载荷的同时刃端极易弯曲甚至断裂的情况。并且本案在加工过程中不会使用冷却液(避免对工件造成污染)，因此采用该材料能够具备较高的耐热性能，保证刀具的性能。
⑥
由于加工过程中的高温，会加快刀具的磨损，因此在刀具刃端做表面涂层，本案采用DLC涂层，其耐磨性和硬度都比较高，保证了刀具的耐磨性能。并且由于涂层较厚会造成刃口变钝，因此将涂层的厚度设置为不大于1μm的厚度。
⑦
由于进给次数仅为1次，与现有技术相比，提高了加工效率和速度，提高了切削轨迹的精度。
附图说明
[0017]图1为本技术柔性石墨电极板流道加工刀具的结构示意图；
[0018]图2为图1中A处的放大图；
[0019]图3为切削轨迹图；
[0020]图4为被加工流道的加工俯视图；
[0021]图5为排屑方向图；
[0022]图6为断屑台的结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0024]说明书附图中的附图标记包括：刀具夹持部1、刀具加工部2、立刃3、横刃4、排屑口5、切削轨迹6、断屑台7。
[0025]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]实施例基本如附图1
‑
6所示：柔性石墨电极板流道加工刀具，如图1所示，包括一体成型的刀具夹持部1和刀具加工部2，刀具加工部2和刀具夹持部1采用硬质合金钨钢刀具结构，硬质合金钨钢材料的抗弯强度为1400
‑
3000Mpa，在高温时其硬度值也能保持在洛氏硬度HRA90左右。刀具夹持部1采用扁平状的矩形结构，刀具夹持部1的上部通过螺钉安装在机床主轴的刀具夹头上；刀具夹持部1的底部设为等腰三角形结构，等腰三角形结构两条腰对应的顶点与刀具加工部2的上部连接。刀具加工部2用于加工流道；刀具加工部2为一侧设有切削开口的圆柱结构(直径为D)；切削开口的切削宽度、圆柱结构的直径以及待加工流道宽度三者的尺寸相同。
[0027]如图2所示，开口的竖向两侧形成立刃3，立刃3的刃刀尺寸L
立刃
大于工件的背吃刀量a
p
，保证立刃3能够完全切割凹槽的深度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.柔性石墨电极板流道加工刀具，其特征在于：包括一体成型的刀具夹持部(1)和刀具加工部(2)，所述刀具加工部(2)位于所述刀具夹持部(1)的下方；所述刀具夹持部(1)与机床主轴的刀具夹头连接；所述刀具加工部(2)用于加工流道；所述刀具加工部(2)为一侧设有切削开口的圆柱结构；所述切削开口的切削宽度、圆柱结构的直径以及待加工流道宽度三者的尺寸相同；所述开口的竖向两侧形成立刃(3)；所述开口的底部形成横刃(4)。2.根据权利要求1所述的柔性石墨电极板流道加工刀具，其特征在于：所述立刃(3)、横刃(4)和圆柱结构之间形成排屑口(5)；所述排屑口(5)的顶部设有用于断屑的断屑台(7)。3.根据权利要求2所述的柔性石墨电极板流道加工刀具，其特征在于：所述断屑台(7)的尾部设有一端圆弧R
n
。4.根据权利要求3所述的柔性石墨电极板流道加工刀具，其特征在于：所述断屑台(7)的楔角σ为75
°
。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：何燚，王磊，贾秋红，汪如君，刘德满，韩明，
申请(专利权)人：重庆创新燃料电池技术产业研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：