一种外嵌式植绒拉刀制造技术

本发明专利技术公开了一种外嵌式植绒拉刀；该外嵌式植绒拉刀包括拉刀主体，以及沿着拉刀主体的长度方向依次排列的多个植绒刀齿。植绒刀齿的前刀面上设有绒毛区域；绒毛区域中设有多根绒毛纤维。单根纤维绒毛的直径为0.8μm～10μm，长度为0.6mm～1mm；本发明专利技术在拉刀刀齿的前刀面设置绒毛区域，使拉刀前刀面具有良好的亲油性，显著降低了加工过程中刀片界面的摩擦力和摩擦系数。本发明专利技术中粗拉段、半精拉段和精拉段设置不同的绒毛区域；在粗拉段设置连通的整块绒毛区域，以最大程度的提升粗拉过程中的散热效果；在半精拉段和精拉段设置相互隔离的多个分区，利用分区之间的通道提高排屑效果，提高工件被加工表面的表面质量。工件被加工表面的表面质量。工件被加工表面的表面质量。

【技术实现步骤摘要】
一种外嵌式植绒拉刀


[0001]本专利技术涉及赋有功能表面拉刀基于物理的高性能制造
，特别是涉及一种高性能、高精密、高效率的外嵌式植绒拉刀。
技术背景
[0002]为了提高拉刀的拉削性能，拉刀的改进和优化已经非常普遍。然而，现有的改进方法大多数仅仅是形貌和结构上的变化，并未实现质的提升以及展现出较高的性能。除此之外，很多现有的拉刀是一体式拉刀，它不仅成本和造价高，服役寿命短，并且无法满足可循环使用，一旦出现局部损坏便整体不能再次使用。因此，基于现有的技术和问题，提出了一种外嵌式的植绒拉刀，从而实现拉刀性能的综合性大幅提升。
[0003]目前，比如申请号为CN202121943352.2的专利公开了一种花键拉刀总成及拉刀刀杆，该花键拉刀改变了传统花键拉刀总成的安装及定位方式，通过增加花键拉刀刀杆尾端柄部段的直径来提高整个拉刀受力接触面积，将尾端柄部段作为定位基准处，增加定位面的稳定性；将前导外花键设置在独立的花键前导套上，花键前导套较短，工艺性好，易于前导外花键加工，提高定位精度。然而，该花键拉刀并未能提升刀具的拉削性能，如拉削负载，摩擦系数以及工件的表面质量等。再如申请号为CN202110258842.7的专利公开了一种内冷硬质合金刀片式拉刀单节及成套拉刀，采用本专利技术的一种内冷硬质合金刀片式拉刀单节及成套拉刀，能够向刀片刃口注入拉削油，降低拉刀的拉削温度，从而间接提升刀具的服役寿命。但是该拉刀未能实现对拉削过程因磨屑产生的刀具磨损以及刀具激振等问题进行优化。
[0004]拉刀的服役性能一直受拉刀的物理结构以及拉削过程产生的磨损等固有问题的影响，从而致使拉刀在使用时，出现各种问题，严重对榫槽、花键等结构在实际的运用产生不可预估的影响。因此，针对拉刀的降温、降载、润滑以及处理微切屑等问题，提出了一种外嵌式的植绒拉刀。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对一体式拉刀在投入使用时，因受温度和刀具物理结构的影响，致使在加工涡轮盘榫槽等航空航天重要核心零部件时出现工件精度差、质量低和磨损严重，以及刀具切削负载大、切削温度高和服役寿命低等问题，提出了一种外嵌式植绒拉刀。
[0006]一种外嵌式植绒拉刀，包括拉刀主体，以及沿着拉刀主体的长度方向依次排列的多个植绒刀齿。植绒刀齿的前刀面上设有绒毛区域；绒毛区域中设有多根绒毛纤维。单根绒毛纤维的直径为0.8μm～10μm，长度为0.6mm～1mm；
[0007]作为优选，所述的拉刀主体分为沿着拉削进给方向依次排列的粗拉段、半精拉段、精拉段。粗拉段、半精拉段、精拉段均包含若干个植绒刀齿。植绒刀齿上的绒毛区域由沿着植绒刀齿宽度方向依次排列的若干个植绒分区组成；粗拉段、半精拉段、精拉段的植绒刀齿
的植绒分区数量依次增加，单个植绒分区的宽度及相邻两个植绒分区的间距均依次减小。
[0008]作为优选，所述粗拉段的植绒刀齿的绒毛区域为一个矩形区域；矩形区域的长度等于植绒刀齿的宽度。所述半精拉段的植绒刀齿的绒毛区域由沿着植绒刀齿宽度方向依次排列的三个第一矩形分区组成；相邻两个第一矩形分区的间距为2.5mm～2.7mm。所述精拉段的植绒刀齿的绒毛区域由沿着植绒刀齿宽度方向依次排列的四个第二矩形分区组成；相邻两个第二矩形分区的为间距1.8mm～1.9mm。
[0009]作为优选，所述绒毛纤维的材质为尼龙或碳纤维；所述的绒毛纤维通过静电植绒的方式固定至绒毛区域；绒毛区域的植绒密度为0.175mg/mm2～0.183mg/mm2，对应的植绒电压为电压为15kV～17kV。
[0010]作为优选，所述植绒刀齿的长度c＝14mm，宽度k＝13mm，前角γ＝13
°
～15
°
。第一矩形分区的宽度为2.6mm；第二矩形分区的宽度为1.86mm。所述绒毛区域的宽度为3～5mm。
[0011]作为优选，所述的拉刀主体上设置有拉刀长度方向依次排列的多个刀片限位部；植绒刀齿与刀片限位部一一对应。刀片限位部上开设有限位槽。限位槽上设有相互垂直的两个限位面。两个限位面的连接处开设有呈3/4圆形的定位孔；各个植绒刀齿分别设置在对应的刀片限位部的限位槽中。
[0012]作为优选，处于粗拉段、半精拉段、精拉段的刀片限位部的后角分别为α1、α2、α3。其中，α1＝4
°
～6
°
、α2＝5
°
～7
°
、α3＝6
°
～8
°
，且α3>α2>α1。
[0013]作为优选，各植绒刀齿的中部均开设有沉头孔；各限位槽的底面均开设有螺纹孔。植绒刀齿的沉头孔与对应的限位槽的螺纹孔通过螺栓固定。
[0014]作为优选，任意两个相邻的刀片限位部的中心距离h2＝30mm～33mm。
[0015]作为优选，位于首端的刀片限位部与拉刀主体前端的距离h1＝17mm～20mm。
[0016]作为优选，所述的粗拉段、半精拉段、精拉段均包含三个植绒刀齿。
[0017]本专利技术的有益效果为：
[0018]1.本专利技术在拉刀刀齿的前刀面设置绒毛区域，使拉刀前刀面具有良好的亲油性，显著降低了加工过程中刀片界面的摩擦力和摩擦系数，并进一步降低了切削力Fc和正压力Ft。
[0019]2.本专利技术中粗拉段、半精拉段和精拉段设置不同的绒毛区域；在粗拉段设置连通的整块绒毛区域，以最大程度的提升粗拉过程中的散热效果；在半精拉段和精拉段设置相互隔离的多个分区，利用分区之间的通道提高排屑效果，提高工件被加工表面的表面质量。
[0020]3.本专利技术在拉刀刀齿的前刀面上附着一层具有较高的弹性自恢复能力的绒毛，能够起到抑制刀具在加工过程中产生的耦合颤振现象。从而抑制颤振引起的变形和降低切削温度引起的工件热变形，进一步抑制工件产生振痕和烧蚀现象。
[0021]4.本专利技术在拉刀刀齿的前刀面附着的一层绒毛因本身具有一定的高度，可以将拉削过程产生的微小磨屑存储在绒毛间的缝隙中，从而随润滑液一同流走，从而降低刀具和切屑之间的应力。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0023]图2为本专利技术的侧视图。
[0024]图3为本专利技术的俯视图。
[0025]图4为本专利技术中单个植绒刀齿的示意图。
[0026]图5为本专利技术中不同植绒刀齿的安装位置示意图。
[0027]图6为拉削力及正压力对比试验中实验组1
‑
4和对照组的设计结构和对应表面形貌的示意图。
[0028]图7为拉削力及正压力对比试验的结果对比图。
[0029]图8为植绒表面与非植绒表面的润湿性对比图。
[0030]图9为植绒表面与非植绒表面的润滑液铺展对比图。
[0031]图10为实验组1
‑
4的切削过程对比示意图。
[0032]图11为实验组1
‑
4和对照组的抑振作用对比图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外嵌式植绒拉刀，包括拉刀主体(1)，其特征在于：还包括沿着拉刀主体(1)的长度方向依次排列的多个植绒刀齿(3)；植绒刀齿(3)的前刀面上设有绒毛区域；绒毛区域中设有多根绒毛纤维(4)；单根绒毛纤维(4)的直径为0.8μm～10μm，长度为0.6mm～1mm。2.根据权利要求1所述的一种外嵌式植绒拉刀，其特征在于：所述的拉刀主体(1)分为沿着拉削进给方向依次排列的粗拉段(2
‑
1)、半精拉段(2
‑
2)、精拉段(2
‑
3)；粗拉段(2
‑
1)、半精拉段(2
‑
2)、精拉段(2
‑
3)均包含若干个植绒刀齿(3)；植绒刀齿(3)上的绒毛区域由沿着植绒刀齿(3)宽度方向依次排列的若干个植绒分区组成；粗拉段(2
‑
1)、半精拉段(2
‑
2)、精拉段(2
‑
3)的植绒刀齿(3)的植绒分区数量依次增加，单个植绒分区的宽度及相邻两个植绒分区的间距均依次减小。3.根据权利要求2所述的一种外嵌式植绒拉刀，其特征在于：所述粗拉段的植绒刀齿(3)的绒毛区域为一个矩形区域；矩形区域的长度等于植绒刀齿(3)的宽度；所述半精拉段的植绒刀齿(3)的绒毛区域由沿着植绒刀齿(3)宽度方向依次排列的三个第一矩形分区组成；相邻两个第一矩形分区的间距为2.5mm～2.7mm；所述精拉段的植绒刀齿(3)的绒毛区域由沿着植绒刀齿(3)宽度方向依次排列的四个第二矩形分区组成；相邻两个第二矩形分区的间距为1.8mm～1.9mm。4.根据权利要求3所述的一种外嵌式植绒拉刀，其特征在于：所述绒毛纤维的材质为尼龙或碳纤维；所述的绒毛纤维通过静电植绒的方式固定至绒毛区域；绒毛区域的植绒密度为0.175mg/mm2～0.183mg/mm2。5.根据权利要求1、2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩翰，倪敬，郭跃，崔一鸣，李兴科，蒙臻，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：