[發(fā)明專利]基于帽貝牙齒構(gòu)形及其排列方式的拉刀及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110656730.7
• 申請(qǐng)日: 2021-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN113305353B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬晶;張明鑒;劉強(qiáng);劉獻(xiàn)禮;岳彩旭;楊紹成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B23D43/02
• 分類號(hào): B23D43/02;B23P15/42
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 宋曉曉

本發(fā)明涉及機(jī)械金屬切削領(lǐng)域，具體涉及基于帽貝牙齒構(gòu)形及其排列方式的拉刀及其制備方法，本發(fā)明為解決拉刀負(fù)載較大，拉刀的刀齒容易產(chǎn)生崩刃被破壞影響加工精度的問(wèn)題，本發(fā)明拉刀包括刀頭部和刀尾部，刀頭部包括平整區(qū)、精拉區(qū)、半精拉區(qū)和粗拉區(qū)，刀尾部用于將拉刀安裝在驅(qū)動(dòng)設(shè)備上；平整區(qū)、精拉區(qū)、半精拉區(qū)和粗拉區(qū)由刀頭部至刀尾部依次設(shè)置，本發(fā)明從仿生學(xué)的角度出發(fā)，通過(guò)對(duì)帽貝的生活習(xí)性以及對(duì)帽貝牙齒的研究，發(fā)現(xiàn)了其具有良好的切削性能，通過(guò)模仿帽貝牙齒的形狀及其排列方式，可以減小拉刀在工作過(guò)程中的負(fù)載，減少了拉刀崩刃的現(xiàn)象，可以達(dá)到提高拉刀的使用壽命的目的，該種形狀刀齒有利于拉刀的修磨，保證拉刀刀齒的前角和后角。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械金屬切削領(lǐng)域，具體涉及基于帽貝牙齒構(gòu)形及其排列方式的拉刀及其制備方法。

背景技術(shù)

拉削加工是機(jī)械領(lǐng)域的一種加工方式，拉刀是拉削加工所使用的刀具。拉削因其獨(dú)特的加工方式，具有平穩(wěn)的切削運(yùn)動(dòng)和較高的加工精度，被廣泛應(yīng)用到汽車、航天等領(lǐng)域關(guān)鍵零部件的加工。但是，在拉刀進(jìn)行加工過(guò)程中，單個(gè)拉刀刀齒的負(fù)載較大，刀齒容易產(chǎn)生崩刃，從而影響加工精度，崩刃嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致被加工零件的報(bào)廢。如何降低單個(gè)拉刀刀齒切削力，是拉刀設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。因此，設(shè)計(jì)一種能夠降低單個(gè)拉刀刀齒拉削負(fù)載的拉刀，從而提高拉刀的加工精度及使用壽命，對(duì)拉刀行業(yè)具有重要意義。

隨著仿生學(xué)的出現(xiàn)，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)在自然界中生物的牙齒或爪趾具有優(yōu)良的生物學(xué)形態(tài)，它們具有鋒利的外部結(jié)構(gòu)，能夠切割硬度較大的物體，生物牙齒的外部形態(tài)為拉刀刀齒幾何參數(shù)及排布的設(shè)計(jì)提供了參考結(jié)構(gòu)。目前仿生拉刀的設(shè)計(jì)及其制備方法十分有限。如申請(qǐng)專利號(hào)為201910355130.X的專利，公開了一種仿蜣螂鞘翅表面的微結(jié)構(gòu)鍵槽拉刀及其制備方法。采用光學(xué)三維掃描系統(tǒng)對(duì)蜣螂鞘翅表面進(jìn)行掃描，得到蜣螂鞘翅表面凹坑狀微織構(gòu)，采用激振器使金剛石刀尖在拉刀前刀面進(jìn)行往復(fù)振動(dòng)壓印，制備凹坑狀微織構(gòu)。該專利在拉刀的前刀面上打孔，破環(huán)了拉刀前刀面的結(jié)構(gòu)。申請(qǐng)專利號(hào)為201610394048.4的專利公開了一種仿螳螂口器上顎構(gòu)形的拉刀及其制備方法，在拉刀刀齒的頂面開設(shè)凹槽，刀齒的齒升量呈等差數(shù)列分布，且刀齒表面致密度和硬度均大于內(nèi)部。該專利對(duì)拉刀的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，沒有考慮到刀齒修磨的問(wèn)題。

帽貝屬于軟體動(dòng)物，腹足綱，體扁平，平時(shí)帽貝吸附在巖石上，以海草和海藻為食，并通過(guò)牙齒在堅(jiān)硬的巖石上鑿出一個(gè)環(huán)形低洼地帶作為棲息場(chǎng)所。由此可見，帽貝牙齒具有很好的切削性能，這與其牙齒的構(gòu)形及排列方式具有密切相關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對(duì)拉刀單個(gè)刀齒負(fù)載較大，刀齒容易產(chǎn)生崩刃被破壞從而影響加工精度的問(wèn)題，提出了基于帽貝牙齒構(gòu)形及其排列方式的拉刀及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，基于帽貝牙齒構(gòu)形及其排列方式的拉刀，所述拉刀包括刀頭部和刀尾部，所述刀頭部包括精拉區(qū)、半精拉區(qū)和粗拉區(qū)，所述刀尾部用于將所述拉刀安裝在驅(qū)動(dòng)設(shè)備上；

所述平整區(qū)、精拉區(qū)、半精拉區(qū)和粗拉區(qū)由所述刀頭部至所述刀尾部依次設(shè)置，所述平整區(qū)、精拉區(qū)、半精拉區(qū)和粗拉區(qū)均設(shè)有刀齒段；

所述刀齒段包括中間刀齒段、左側(cè)刀齒段和右側(cè)刀齒段；

所述中間刀齒段在所述拉刀中部成列排布多個(gè)刀齒，所述左側(cè)刀齒段在所述中間刀齒段左側(cè)成列排布多個(gè)刀齒，所述右側(cè)刀齒段在所述中間刀齒段右側(cè)成列排布多個(gè)刀齒，所述左側(cè)刀齒段與所述右側(cè)刀齒段并列排列，所述中間刀齒段的刀齒與所述左側(cè)刀齒段和右側(cè)刀齒段的刀齒沿所述拉刀長(zhǎng)度方向交錯(cuò)排列；

所述平整區(qū)上設(shè)有平整刀齒段，所述平整刀齒段由所述刀頭部向所述刀尾部方向依次布置多個(gè)刀齒；

所述刀齒包括切削刃、前刀面、主后刀面和副后刀面；

所述前刀面和所述副后刀面均呈弧狀，所述主后刀面為平面，所述主后刀面與所述副后刀面相連接，所述主后刀面和所述前刀面的交界處為所述切削刃。