[发明专利]一种石墨材料断裂韧性测试用开槽刀具、设备及开槽方法

权利要求书

1.一种石墨材料断裂韧性测试用开槽刀具，其特征在于，包括：

刀柄(1)，所述刀柄(1)为圆柱形设置，其从上至下包括装夹部(11)与连接部(12),所述装夹部(11)的直径为J，长度为K，所述连接部(12)的直径为U，长度为M,所述装夹部(11)的直径J与连接部(12)的直径U的关系满足：2U≤J≤3U,所述装夹部(11)的长度K与连接部(12)的长度M的关系满足：M/3≤K≤M/2；

刀片(2)，所述刀片(2)同心设置于所述连接部(12)的末端，其与所述连接部(12)一体设置，且其直径为P，厚度为Q，该刀片(2)的工作区(22)的外圆周上等距分部有数量为N的尖端高度为H的齿形的刀刃部(21)，所述刀片(2)的直径P与刀刃部(21)的数量N之间的关系满足：πP/3≤N≤πP/2,P的单位为mm；

所述刀柄(1)旋转，带动所述刀片(2)同步旋转，使工作区(22)的外圆周上的刀刃部(21)对石墨材料样品(3)进行切割，使石墨材料样品(3)的长度方向的中部形成深度为a，宽度为d的用于石墨材料断裂韧性测试用的检测槽(31)，且该检测槽(31)的槽底根部半径R<5μm。

2.根据权利要求1所述的一种石墨材料断裂韧性测试用开槽刀具，其特征在于，所述石墨材料样品(3)的长L、宽B、厚W之间满足关系：L>B>W，且所述石墨材料样品(3)的宽B与所述检测槽(31)的深度a之间满足关系：a＝0.4B，该检测槽(31)的深度a为0.5mm～10mm；

所述刀片(2)的工作区(22)为环形设置，该工作区(22)的宽度S1与所述连接部(12)的直径U以及所述刀片(2)直径P之间的关系满足：S1＝P-U；且该工作区(22)宽度S1与检测槽(31)的深度a之间满足关系：S1>a；所述工作区(22)的宽度S1为0.8mm～15mm，且所述刀片(2)的厚度Q为0.05mm～0.25mm。

3.根据权利要求1所述的一种石墨材料断裂韧性测试用开槽刀具，其特征在于，所述刀刃部(21)的尖端高度H为0.3mm～3mm，且该刀刃部(21)的上下端面的夹角α为30±2度；且所述连接部(12)位于所述刀片(2)的下方还设置有长度为G的减震部(121)，该减震部(121)的长度G为1mm～4mm。

4.根据权利要求3所述的一种石墨材料断裂韧性测试用开槽刀具，其特征在于，所述连接部(12)的长度M与所述减震部(121)的长度G、所述刀片(2)的厚度Q以及所述石墨材料样品(3)的长度L之间的关系满足：M-G-0.5Q>0.5L。

5.根据权利要求1所述的一种石墨材料断裂韧性测试用开槽刀具，其特征在于，所述装夹部(11)的直径J为12mm～24mm，所述装夹部(11)的长度K为20mm～35mm；所述连接部(12)的直径U为6mm～8mm,所述连接部(12)的长度M为50mm～150mm。

6.一种开槽设备，包括数控机床(4)以及工作台(5)，所述数控机床(4)的主轴(41)旋转设置，且该主轴(41)可升降设置，所述工作台(5)设置于所述主轴(41)的下方，其与所述主轴(41)相对运动，且其上端部可拆卸设置有夹具(51)，该夹具(51)上夹持有垂直设置的石墨材料样品(3)，其特征在于，还包括上述权利要求1-5任一项所述的一种石墨材料断裂韧性测试用开槽刀具，其刀柄(1)的装夹部(11)与所述主轴(41)同轴可拆卸连接，且其刀片(2)由所述主轴(41)带动旋转对所述石墨材料样品(3)悬空设置于夹具(51)外的部分进行开槽处理形成检测槽(31)。

7.根据权利要求6所述的一种开槽设备，其特征在于，所述石墨材料样品(3)的长度L与厚度W所在的任一侧面正对所述刀片(2)，且与夹具(51)的上端面垂直设置。

8.根据权利要求6所述的一种开槽设备，其特征在于，所述主轴(41)带动所述刀片(2)旋转的转速为5000-8000RPM，所述刀片(2)每次进刀的距离为0.02mm～10mm。