本實用新型涉及一種織構(gòu)拉刀，特別是涉及一種后刀面具有仿貝殼表面形貌的拉刀。

背景技術(shù)：

拉削加工刀具(即拉刀)是航空航天、汽車等行業(yè)關(guān)鍵零部件高效精密拉削加工機床的核心部件之一，矩形槽拉削加工系統(tǒng)由床身、主油缸、導(dǎo)向柱、溜板、夾刀裝置、端板、拉刀等組成。拉削加工過程為主油缸通過溜板和夾刀裝置驅(qū)動拉刀，拉刀穿過工件內(nèi)孔，實現(xiàn)對工件內(nèi)孔矩形槽的加工。因其拉削過程存在負載較大(一般≥10KN)、刀-工-屑摩擦較大、易產(chǎn)生積屑瘤和磨損不易被實時檢測等問題，一直是拉削加工過程精密化、高效化和智能化實現(xiàn)中的難點，如何探索研究新型構(gòu)形的拉削刀具，降低拉削負載，減小拉刀的摩擦磨損，提高拉削過程的可靠性，是拉削加工行業(yè)中亟待解決的課題之一。因此，研制一種減小切削負載、耐磨損的新型構(gòu)型的拉削刀具，對拉削刀具行業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。

目前，在相關(guān)領(lǐng)域只有極少數(shù)的仿生織構(gòu)拉刀及制備方法，如申請專利號為201610394048.4(授權(quán)公告號為：105904022A，授權(quán)公告日為2016年8月31日)的專利公開了一種仿螳螂口器上顎構(gòu)型的拉刀及其制備方法。該拉刀在刀齒的頂面開設(shè)凹槽，刀具頭刀齒橫截面積的梯度變化和螳螂上顎橫截面積的梯度變化呈現(xiàn)一致性，確定刀具頭刀齒面積梯度設(shè)計刀齒外形。最終刀具頭進行熱處理，拉刀優(yōu)化了拉刀的切削性能，減小切削負載。但是該成型拉刀沒有將開設(shè)凹槽的數(shù)量做到最優(yōu)化，其次主要從拉刀的結(jié)構(gòu)方面進行了優(yōu)化，并沒有從產(chǎn)生負載的關(guān)鍵地方下手，忽略了對后刀面織構(gòu)的研究，僅僅關(guān)注了齒升量與梯度。這些原因?qū)е略摾对诮档屠髫撦d方面力度不夠，技術(shù)有待改進。申請專利號為201610571306.1(授權(quán)公告號為：105945350A，授權(quán)公告日為2016年9月21日)的專利公開了具有仿生學(xué)結(jié)構(gòu)的拉刀。該發(fā)明在拉刀表面進行織構(gòu)化處理，存儲潤滑劑，減少帶鋸切屑的接觸面積，提高帶鋸的切削性能，凹坑傾斜設(shè)置使得拉刀刀齒高速拉削時潤滑液有被甩出的趨勢，從而為拉刀提供支承力，同時凹坑由于本身所具有的坡度，提高了拉刀的潤滑效果，延長了使用壽命。但該發(fā)明首先缺少針對性，沒有具體仿生對象與仿生效果，其次，對于凹坑的尺寸及分布沒有做出具體要求，同時忽略了織構(gòu)間距對切削負載的影響，表面結(jié)構(gòu)單一，無法得知凹坑對拉削負載減少的程度與效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有拉刀拉削過程中存在刀-工-屑之間摩擦較大、齒刃易磨損，易出現(xiàn)積屑瘤、壽命較短和工作負載較大等缺陷，提供了一種后刀面具有仿貝殼表面形貌的織構(gòu)拉刀。該拉刀是一種開設(shè)織構(gòu)槽方案模仿貝殼表面凹凸規(guī)律，以減小拉削負載的拉刀；是一種仿生減阻降載的拉刀；是一種在后刀面開設(shè)一定間距、深度、寬度的凹型織構(gòu)槽拉刀；是一種在凹型織構(gòu)槽的基礎(chǔ)上，在后刀面上增設(shè)雙V型織構(gòu)槽的拉刀。

本實用新型主要由刀柄和刀具頭組成；刀具頭的刀齒部分劃分為粗拉區(qū)、半精拉區(qū)和精拉區(qū)；所述粗拉區(qū)及半精拉區(qū)的相鄰兩個刀齒中，一個刀齒的后刀面開設(shè)第一凹型織構(gòu)槽組，另一個刀齒的后刀面開設(shè)第二凹型織構(gòu)槽組。

所述的第一凹型織構(gòu)槽組包括沿橫向布置的四個第一凹型織構(gòu)槽，拉刀兩側(cè)面與對應(yīng)側(cè)第一凹型織構(gòu)槽的間距相等，均為2.0～2.5mm中的一個值；中間兩個第一凹型織構(gòu)槽與對應(yīng)側(cè)第一凹型織構(gòu)槽的間距相等，均為3.0～3.5mm中的一個值；中間兩個第一凹型織構(gòu)槽之間的間距為2.8～3.2mm；第一凹型織構(gòu)槽的槽寬為0.3～0.7mm、深度為0.5～0.8mm。

所述的第二凹型織構(gòu)槽組包括沿橫向布置的五個第二凹型織構(gòu)槽，拉刀兩側(cè)面與對應(yīng)側(cè)第二凹型織構(gòu)槽的間距相等，均為0.80～0.85mm中的一個值；中間兩個第二凹型織構(gòu)槽與對應(yīng)側(cè)第二凹型織構(gòu)槽之間的間距相等，均為2.0～2.5mm中的一個值；中心處的第二凹型槽與中間兩個第二凹型織構(gòu)槽的間距相等，均為3.5～4.0mm中的一個值；第二凹型織構(gòu)槽的槽寬為0.3～0.7mm、深度為0.5～0.8mm；任意第二凹型織構(gòu)槽與第一凹型織構(gòu)槽沿拉刀縱向方向相互錯開。

開設(shè)第一凹型織構(gòu)槽組的刀齒后刀面形成五個第一接觸面，第一接觸面開設(shè)雙V型織構(gòu)槽，所述的雙V型織構(gòu)槽包括沿拉刀縱向朝向切削刃布置的兩個V型槽，且兩個V型槽間距為0.4～0.8mm；V型槽的內(nèi)側(cè)頂點到兩端端面的距離相等，均為0.4～0.8mm中的一個值；V型槽的深度為0.4～0.7mm；兩側(cè)的雙V型織構(gòu)槽記為第一類織構(gòu)槽，中間三個雙V型織構(gòu)槽均記為第二類織構(gòu)槽；第一類織構(gòu)槽的V型槽張開角度為100～105°，第二類織構(gòu)槽的V型槽張開角度為110～115°。

所述的精拉區(qū)為刀具頭最前端的五個齒；

所述的第一凹型織構(gòu)槽、第二凹型織構(gòu)槽和雙V型織構(gòu)槽均采用光纖打標機開設(shè)。

開設(shè)第二凹型織構(gòu)槽組的刀齒后刀面形成六個第二接觸面，第二接觸面均開設(shè)雙V型織構(gòu)槽；兩側(cè)的雙V型織構(gòu)槽記為第三類織構(gòu)槽，中間兩個雙V型織構(gòu)槽記為第四類織構(gòu)槽，中間雙V型織構(gòu)槽與對應(yīng)側(cè)雙V型織構(gòu)槽之間的雙V型織構(gòu)槽記為第五類織構(gòu)槽；第三類織構(gòu)槽的V型槽張開角度為42～47°，第四類織構(gòu)槽與第二類織構(gòu)槽的V型槽張開角度相等，第五類織構(gòu)槽的V型槽張開角度為78～83°。

本實用新型的有益效果：

本實用新型從仿生學(xué)角度出發(fā)，通過對貝殼表面形貌的分析，發(fā)現(xiàn)其有較好的耐磨性能。通過模仿貝殼表面凹凸規(guī)律，開設(shè)了一定間距、深度、寬度的凹型織構(gòu)槽，設(shè)計增設(shè)了了雙V型織構(gòu)槽，優(yōu)化設(shè)計后的拉刀能明顯地降低切削過程中的負載，減小刀-工-屑之間的摩擦，防止積屑瘤的產(chǎn)生，達到提高刀具的可靠性和壽命的目的。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)立體圖。

圖2為本實用新型刀齒部分分區(qū)示意圖。

圖3為普通拉刀的后刀面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4-1為本實用新型中后刀面開設(shè)第一凹型織構(gòu)槽的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4-2為本實用新型中后刀面開設(shè)第二凹型織構(gòu)槽的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5-1為本實用新型中后刀面開設(shè)第一凹型織構(gòu)槽和雙V型織構(gòu)槽的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5-2為本實用新型中后刀面開設(shè)第二凹型織構(gòu)槽和雙V型織構(gòu)槽的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實用新型拉刀與普通拉刀的拉削負載比較圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的描述。

如圖1所示，一種后刀面具有仿貝殼表面形貌的織構(gòu)拉刀，主要由刀柄1和刀具頭2組成，所述的優(yōu)化設(shè)計以及改進集中在刀具頭2的刀齒后刀面處。

如圖2所示，刀具頭2的刀齒部分劃分為粗拉區(qū)L1、半精拉區(qū)L₂和精拉區(qū)L₃。精拉區(qū)L₃為刀具頭最前端的5個齒，精拉區(qū)L₃起到精拉作用，不做優(yōu)化設(shè)計及改進。

如圖4-1和4-2所示，粗拉區(qū)L1及半精拉區(qū)L2的相鄰兩個刀齒中，一個刀齒的后刀面開設(shè)第一凹型織構(gòu)槽組，另一個刀齒的后刀面開設(shè)第二凹型織構(gòu)槽組；

如圖4-1所示，第一凹型織構(gòu)槽組包括沿橫向布置的四個第一凹型織構(gòu)槽，拉刀兩側(cè)面與對應(yīng)側(cè)第一凹型織構(gòu)槽的間距相等，均為2.0～2.5mm中的一個值；中間兩個第一凹型織構(gòu)槽與對應(yīng)側(cè)第一凹型織構(gòu)槽的間距相等，均為3.0～3.5mm中的一個值；中間兩個第一凹型織構(gòu)槽之間的間距為2.8～3.2mm中的一個值；第一凹型織構(gòu)槽的槽寬為0.3～0.7mm中的一個值、深度為0.5～0.8mm中的一個值；第一凹型織構(gòu)槽采用光纖打標機開設(shè)。

如圖4-2所示，第二凹型織構(gòu)槽組包括沿橫向布置的五個第二凹型織構(gòu)槽，拉刀兩側(cè)面與對應(yīng)側(cè)第二凹型織構(gòu)槽的間距相等，均為0.80～0.85mm中的一個值；中間兩個第二凹型織構(gòu)槽與對應(yīng)側(cè)第二凹型織構(gòu)槽之間的間距相等，均為2.0～2.5mm中的一個值；中心處的第二凹型槽與中間兩個第二凹型織構(gòu)槽的間距相等，均為3.5～4.0mm中的一個值；第二凹型織構(gòu)槽的槽寬為0.3～0.7mm中的一個值、深度為0.5～0.8mm中的一個值；第二凹型織構(gòu)槽也采用光纖打標機開設(shè)。任意第二凹型織構(gòu)槽與第一凹型織構(gòu)槽沿拉刀縱向方向相互錯開。

在凹型織構(gòu)槽組的基礎(chǔ)上，進一步開設(shè)雙V型織構(gòu)槽可進一步提高切削性能，降低切削負載。

如圖5-1所示，開設(shè)第一凹型織構(gòu)槽組的刀齒后刀面形成五個第一接觸面，第一接觸面均開設(shè)雙V型織構(gòu)槽，雙V型織構(gòu)槽包括沿拉刀縱向朝向切削刃布置的兩個V型槽，且兩個V型槽間距為0.4～0.8mm中的一個值；V型槽的內(nèi)側(cè)頂點到兩端端面的距離相等，均為0.4～0.8mm中的一個值；V型槽的深度為0.4～0.7mm中的一個值；兩側(cè)的雙V型織構(gòu)槽記為第一類織構(gòu)槽，中間三個雙V型織構(gòu)槽均記為第二類織構(gòu)槽；第一類織構(gòu)槽的V型槽張開角度為100～105°中的一個值，第二類織構(gòu)槽的V型槽張開角度為110～115°中的一個值；雙V型織構(gòu)槽采用光纖打標機開設(shè)。

如圖5-2所示，開設(shè)第二凹型織構(gòu)槽組的刀齒后刀面形成六個第二接觸面，第二接觸面均開設(shè)雙V型織構(gòu)槽，雙V型織構(gòu)槽包括沿拉刀縱向朝向切削刃布置的兩個V型槽，且兩個V型槽間距為0.4～0.8mm中的一個值，V型槽的內(nèi)側(cè)頂點到兩端端面的距離相等，均為0.4～0.8mm中的一個值；V型槽的深度為0.4～0.7mm中的一個值；兩側(cè)的雙V型織構(gòu)槽記為第三類織構(gòu)槽，中間兩個雙V型織構(gòu)槽記為第四類織構(gòu)槽，中間雙V型織構(gòu)槽與對應(yīng)側(cè)雙V型織構(gòu)槽之間的雙V型織構(gòu)槽記為第五類織構(gòu)槽；第三類織構(gòu)槽的V型槽張開角度為42～47°中的一個值，第四類織構(gòu)槽與第二類織構(gòu)槽的V型槽張開角度相等，均為110～115°中的一個值，第五類織構(gòu)槽的V型槽張開角度為78～83°中的一個值；雙V型織構(gòu)槽采用光纖打標機開設(shè)。

如圖3所示為普通拉刀的后刀面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示為普通拉刀、凹型織構(gòu)槽拉刀、凹型織構(gòu)槽結(jié)合雙V型織構(gòu)槽拉刀的拉削負載比較圖，在凹型織構(gòu)槽結(jié)合雙V型織構(gòu)槽拉刀中，拉刀兩側(cè)面與對應(yīng)側(cè)第一凹型織構(gòu)槽的間距取2.3mm，中間兩個第一凹型織構(gòu)槽與對應(yīng)側(cè)第一凹型織構(gòu)槽的間距取3.2mm，中間兩個第一凹型織構(gòu)槽之間的間距取3.0mm，第一凹型織構(gòu)槽的槽寬取0.5mm、深度取0.75mm；拉刀兩側(cè)面與對應(yīng)側(cè)第二凹型織構(gòu)槽的間距取0.84mm，中間兩個第二凹型織構(gòu)槽與對應(yīng)側(cè)第二凹型織構(gòu)槽之間的間距取2.21mm，中心處的第二凹型槽與中間兩個第二凹型織構(gòu)槽的間距取3.7mm，第二凹型織構(gòu)槽的槽寬取0.5mm、深度取0.75mm；兩個V型槽間距取0.6mm，V型槽的內(nèi)側(cè)頂點到兩端端面的距離取0.6mm，V型槽的深度取0.5mm，第一類織構(gòu)槽的V型槽張開角度取103°，第二類織構(gòu)槽的V型槽張開角度取113°，第三類織構(gòu)槽的V型槽張開角度取45°，第四類織構(gòu)槽的V型槽張開角度取113°，第五類織構(gòu)槽的V型槽張開角度取80°?？梢?，虛線代表的普通拉刀拉削負載F明顯大于細實線代表的凹型織構(gòu)槽拉刀以及粗實線代表的凹型織構(gòu)槽結(jié)合雙V型織構(gòu)槽拉刀拉削負載。而凹型織構(gòu)槽拉刀拉削負載又大于凹型織構(gòu)槽結(jié)合雙V型織構(gòu)槽拉刀拉削負載。普通拉刀與凹型織構(gòu)槽結(jié)合雙V型織構(gòu)槽拉刀拉削負載在峰值部分的最大差值達到了860N，說明了本實用新型的可靠性。峰值負載的減小說明拉刀磨損變小，壽命會相應(yīng)延長。