[发明专利]一种可正前角加工的螺旋有序排布纤维刀具及其制备方法

权利要求书

1.一种可正前角加工的螺旋有序排布纤维刀具，其特征在于：包括纤维（1）、胎体（2）和钢制基体（3）；所述纤维（1）与钢制基体（3）内的基圆（4）相切，切削加工时纤维（1）与工件（5）呈正前角（6）接触，可以实现纤维刀具（18）正前角（6）加工；所述纤维（1）在胎体（2）外圆周面呈多头螺旋线（24）且前后错位有序排布，并保证加工过程中纤维刀具（18）表面的纤维一（20）和纤维二（21）之间的间隙（19）在工件表面留下的残余材料，绝大部分会被后续紧接着错位排布的纤维三（22）和纤维四（23）立即去除；

一种可正前角加工的螺旋有序排布纤维刀具的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：

步骤一、采用电火花线切割技术将刀具材料切割成截面形状为正方形的纤维（1），然后采用专用夹具将系列纤维（1）夹紧并用金刚石砂轮进行刃磨，使得纤维（1）具有锋利刀刃和较大后角；

步骤二、采用压制和烧结技术在预制钢制基体（3）上制备出胎体（2）；

步骤三、采用钻头（7）在胎体（2）外圆周面上加工出周向间距为数毫米且呈多头螺旋线（24）排布的系列小孔（25），并保证每个小孔（25）的中心线与钢制基体（3）内的基圆（4）相切；

步骤四、在胎体（2）的小孔（25）内注入环氧树脂，将系列纤维（1）插入胎体（2）的系列小孔（25）中，再用合抱装置抱紧，使每根纤维（1）的出刃高度（26）保持一致，再将其放入恒温干燥箱进行加热使环氧树脂固化，形成可正前角（6）加工的螺旋有序排布纤维刀具（18）。

2.根据权利要求1所述的可正前角加工的螺旋有序排布纤维刀具，其特征在于，所述的胎体（2）外径为Φ180~Φ320 mm，内径为Φ160~Φ300 mm，厚度为8~25 mm；所述的钢制基体（3）外径为Φ160~Φ300 mm，内径为Φ32 mm，厚度为8~25 mm；所述的基圆（4）直径为Φ80~Φ180 mm。

3.根据权利要求1所述的可正前角加工的螺旋有序排布纤维刀具的制备方法，所述的纤维（1）长度为5~10 mm，截面尺寸为0.6 mm×0.6 mm~0.8 mm×0.8 mm，刃磨后的纤维（1）前角为0°、后角为20°~60°。

4.根据权利要求1所述的可正前角加工的螺旋有序排布纤维刀具的制备方法，所述的专用夹具包括夹具单元（8）、螺母一（9）、螺栓一（10），夹具单元（8）尺寸为150 mm×15 mm×3 mm~200 mm×25 mm×5 mm，夹具单元（8）上加工有固定纤维的固定槽（11），固定槽（11）的尺寸为5 mm×0.6 mm×0.4 mm~10 mm×0.8 mm×0.6 mm，固定槽（11）与竖直方向的夹角为20°~60°，相邻两个固定槽（11）的间距为5~8 mm，每片夹具单元（8）上固定槽（11）的个数为10~30。

5.根据权利要求1所述的可正前角加工的螺旋有序排布纤维刀具的制备方法，所述的螺旋线（24）的参数为：螺旋线（24）头数为45~48、螺旋升角为8.6°~10.8°、螺距为1.64~2.20 mm；所述的小孔（25）尺寸为Φ0.8 mm×3 mm~Φ1.2 mm×8 mm，小孔（25）的周向间距为3.66~4.06 mm、轴向间距为0.46~0.52 mm。

6.根据权利要求1所述的可正前角加工的螺旋有序排布纤维刀具的制备方法，所述的合抱装置包括辅助盘（12）、定心底盘（13）、抱箍（14）、螺栓二（15）、螺母二（16）；辅助盘（12）和定心底盘（13）的外径比胎体（2）外径大1~2 mm；抱箍（14）的内径与定心底盘（13）的外径相同，厚度比定心底盘（13）、辅助盘（12）、钢制基体（3）三者的厚度之和大2~6 mm；定心底盘（13）上加工有宽度为1~2 mm的泄胶槽（17）。