[發明專利]一種可正前角加工的螺旋有序排布纖維刀具及其制備方法

在審

• 申請號: 201710456312.7
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107243848A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 毛聰;劉興華;廖九源;莫宇航;詹凱;汪雨婷;彭瀟瀟;易禮周
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: B24D7/10
• 分類號: B24D7/10;B24D7/18;B24D3/32;B24D18/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種可正前角加工的螺旋有序排布纖維刀具，其特征在于：包括纖維（1）、胎體（2）和鋼制基體（3）；所述纖維（1）與鋼制基體（3）內的基圓（4）相切，切削加工時纖維（1）與工件（5）呈正前角（6）接觸，可以實現纖維刀具（18）正前角（6）加工；所述纖維（1）在胎體（2）外圓周面呈多頭螺旋線（24）且前后錯位有序排布，并保證加工過程中纖維刀具（18）表面的纖維一（20）和纖維二（21）之間的間隙（19）在工件表面留下的殘余材料，絕大部分會被后續緊接著錯位排布的纖維三（22）和纖維四（23）立即去除；

一種可正前角加工的螺旋有序排布纖維刀具的制備方法，其特征在于，具體制備步驟如下：

步驟一、采用電火花線切割技術將刀具材料切割成截面形狀為正方形的纖維（1），然后采用專用夾具將系列纖維（1）夾緊并用金剛石砂輪進行刃磨，使得纖維（1）具有鋒利刀刃和較大后角；

步驟二、采用壓制和燒結技術在預制鋼制基體（3）上制備出胎體（2）；

步驟三、采用鉆頭（7）在胎體（2）外圓周面上加工出周向間距為數毫米且呈多頭螺旋線（24）排布的系列小孔（25），并保證每個小孔（25）的中心線與鋼制基體（3）內的基圓（4）相切；

步驟四、在胎體（2）的小孔（25）內注入環氧樹脂，將系列纖維（1）插入胎體（2）的系列小孔（25）中，再用合抱裝置抱緊，使每根纖維（1）的出刃高度（26）保持一致，再將其放入恒溫干燥箱進行加熱使環氧樹脂固化，形成可正前角（6）加工的螺旋有序排布纖維刀具（18）。

2.根據權利要求1所述的可正前角加工的螺旋有序排布纖維刀具，其特征在于，所述的胎體（2）外徑為Φ180~Φ320 mm，內徑為Φ160~Φ300 mm，厚度為8~25 mm；所述的鋼制基體（3）外徑為Φ160~Φ300 mm，內徑為Φ32 mm，厚度為8~25 mm；所述的基圓（4）直徑為Φ80~Φ180 mm。

3.根據權利要求1所述的可正前角加工的螺旋有序排布纖維刀具的制備方法，所述的纖維（1）長度為5~10 mm，截面尺寸為0.6 mm×0.6 mm~0.8 mm×0.8 mm，刃磨后的纖維（1）前角為0°、后角為20°~60°。

4.根據權利要求1所述的可正前角加工的螺旋有序排布纖維刀具的制備方法，所述的專用夾具包括夾具單元（8）、螺母一（9）、螺栓一（10），夾具單元（8）尺寸為150 mm×15 mm×3 mm~200 mm×25 mm×5 mm，夾具單元（8）上加工有固定纖維的固定槽（11），固定槽（11）的尺寸為5 mm×0.6 mm×0.4 mm~10 mm×0.8 mm×0.6 mm，固定槽（11）與豎直方向的夾角為20°~60°，相鄰兩個固定槽（11）的間距為5~8 mm，每片夾具單元（8）上固定槽（11）的個數為10~30。

5.根據權利要求1所述的可正前角加工的螺旋有序排布纖維刀具的制備方法，所述的螺旋線（24）的參數為：螺旋線（24）頭數為45~48、螺旋升角為8.6°~10.8°、螺距為1.64~2.20 mm；所述的小孔（25）尺寸為Φ0.8 mm×3 mm~Φ1.2 mm×8 mm，小孔（25）的周向間距為3.66~4.06 mm、軸向間距為0.46~0.52 mm。

6.根據權利要求1所述的可正前角加工的螺旋有序排布纖維刀具的制備方法，所述的合抱裝置包括輔助盤（12）、定心底盤（13）、抱箍（14）、螺栓二（15）、螺母二（16）；輔助盤（12）和定心底盤（13）的外徑比胎體（2）外徑大1~2 mm；抱箍（14）的內徑與定心底盤（13）的外徑相同，厚度比定心底盤（13）、輔助盤（12）、鋼制基體（3）三者的厚度之和大2~6 mm；定心底盤（13）上加工有寬度為1~2 mm的泄膠槽（17）。