【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及機加工，特別是涉及一種刀具及利用其進行自驅微振切削的方法。
技術介紹
1、碳纖維增強復合材料(cfrp)因其優異的性能，廣泛應用于航空航天等高端裝備領域。然而，由于纖維、基體及其界面處的材料屬性各不相同，加工過程中常出現毛刺、分層和纖維基體劈裂等損傷，嚴重影響結構的力學性能。
2、切削加工損傷直接決定于纖維的斷裂形式。纖維斷裂點高于加工表面即形成毛刺，低于加工表面即為凹坑，纖維斷點準確但伴隨著基體界面開粘即為分層和劈裂。常規的cfrp加工沿襲自金屬切削，即依靠刀尖擠壓材料在局部形成超過強度極限的集中應力，使其產生斷裂。然而，常規切削時纖維受刀尖擠壓斷裂前往往產生較大的彎曲變形，加之纖維與基體的界面強度低，造成接觸區域界面頻繁脫粘，材料內部應力呈現非單點集中的分散狀態，纖維斷裂點偏離預期位置，形成多種不規則斷裂形式。
3、為解決刀尖前端應力分散引起的纖維斷點不準確問題，可以采用超聲振動切削方法，其目的是通過驅動刀尖的高頻振動，使得切削刃頻繁斷續地接觸材料，進而達到其內應力集中于切削刃前端的效果。超聲振動的方法盡管在一定程度上能提高纖維斷點的準確性，然而需要在機床主軸上加裝振動發生裝置，通用性受到限制，使用不方便。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種刀具及利用其進行自驅微振切削的方法，以解決上述現有技術存在的問題，方便提高碳纖維增強復合材料的切削加工質量。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了如下方案：
3、本專利
4、優選的，所述子切削刃的數量為2～4個。
5、優選的，通過在所述刀頭較大的一端去除部分材料使得所述子切削刃由一端至另一端逐漸在軸向方向上靠近所述刀桿。
6、優選的，所述子切削刃的一端與另一端的連線與所述刀頭的底面的夾角為2°～5°。
7、優選的，所述切削槽的寬度為1mm～2mm。
8、優選的，所述刀桿的直徑為8mm-12mm。
9、優選的，所述刀頭較大的底面的直徑為10mm-14mm，所述刀頭較小的底面的直徑為8mm-12mm；所述刀具整體長度為80mm-100mm，所述刀頭的高度為3mm-6mm。
10、優選的，刀頭側面與刀具軸向的夾角成為主切削刃前角，其取值范圍為20°-40°。
11、優選的，所述切削槽貫通所述刀頭較大的底面與所述刀頭的側面。
12、本專利技術還提供一種利用上述的刀具進行自驅微振切削的方法，包括以下步驟：
13、s1、將待加工工件固定在機床的工作臺上；
14、s2、將所述刀具的刀桿與機床的主軸固連，并使得所述刀具的軸向與所述待加工工件的進給方向相同；
15、s3、通過驅動所述工作臺帶動所述待加工工件進給，同時利用所述主軸驅動所述刀具繞所述刀桿的軸線做回轉運動，且使得刀具沿主運動方向運動，從而對所述待加工工件進行切削。
16、本專利技術相對于現有技術取得了以下技術效果：
17、本專利技術的刀具及利用其進行自驅微振切削的方法通過對刀頭上切削刃的角度及分段的設計，在切削過程中引入了微小的振動效應；這種振動能夠幫助纖維更好地斷裂，并減少切削力，從而提高加工質量和效率。
18、進一步的，在切削過程中，由于刃段不斷地在纖維上循環往復地作用，使得纖維在應力點處所受的力不斷變化，這種變化的力成為了振動的激勵源，進而產生了微小的振動作用狀態。
19、進一步的，通過減少局部應力集中，該技術方案有望降低纖維斷裂時的不均勻性，從而提高加工表面的質量。
20、進一步的，由于切削力分布更加均勻，減少了刀具的局部磨損，有助于延長刀具使用壽命。
21、進一步的，本專利技術的刀具及利用其進行自驅微振切削的方法理論上適用于多種復合材料的加工，具有較好的應用前景。
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1.一種刀具，其特征在于：包括刀頭和刀桿，所述刀頭呈錐臺形，所述刀頭較小的底面與所述刀桿的一端固連，所述刀桿與所述刀頭同軸；所述刀頭較大的底面的邊緣為切削刃，所述切削刃沿所述刀頭的周向分為多段子切削刃，所述刀頭在任意相鄰的兩個所述子切削刃之間設置有切削槽；每個所述子切削刃都由一端至另一端逐漸在軸向方向上靠近所述刀桿，所述子切削刃靠近所述刀桿的一端為近端、遠離所述刀桿的一端為遠端；所述切削槽一側為一個所述子切削刃的近端、另一側為另一個所述子切削刃的遠端。
2.根據權利要求1所述的刀具，其特征在于：所述子切削刃的數量為2～4個。
3.根據權利要求1所述的刀具，其特征在于：通過在所述刀頭較大的一端去除部分材料使得所述子切削刃由一端至另一端逐漸在軸向方向上靠近所述刀桿。
4.根據權利要求1所述的刀具，其特征在于：所述子切削刃的一端與另一端的連線與所述刀頭的底面的夾角為2°～5°。
5.根據權利要求1所述的刀具，其特征在于：所述切削槽的寬度為1mm～2mm。
6.根據權利要求1所述的刀具，其特征在于：所述刀桿的直徑為8mm-12m
7.根據權利要求1所述的刀具，其特征在于：所述刀頭較大的底面的直徑為10mm-14mm，所述刀頭較小的底面的直徑為8mm-12mm；所述刀具整體長度為80mm-100mm，所述刀頭的高度為3mm-6mm。
8.根據權利要求1所述的刀具，其特征在于：所述刀頭的側面與刀具軸向的夾角成為主切削刃前角，其取值范圍為20°-40°。
9.根據權利要求1所述的刀具，其特征在于：所述切削槽貫通所述刀頭較大的底面與所述刀頭的側面。
10.一種利用權利要求1-9任一項所述的刀具進行自驅微振切削的方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種刀具，其特征在于：包括刀頭和刀桿，所述刀頭呈錐臺形，所述刀頭較小的底面與所述刀桿的一端固連，所述刀桿與所述刀頭同軸；所述刀頭較大的底面的邊緣為切削刃，所述切削刃沿所述刀頭的周向分為多段子切削刃，所述刀頭在任意相鄰的兩個所述子切削刃之間設置有切削槽；每個所述子切削刃都由一端至另一端逐漸在軸向方向上靠近所述刀桿，所述子切削刃靠近所述刀桿的一端為近端、遠離所述刀桿的一端為遠端；所述切削槽一側為一個所述子切削刃的近端、另一側為另一個所述子切削刃的遠端。
2.根據權利要求1所述的刀具，其特征在于：所述子切削刃的數量為2～4個。
3.根據權利要求1所述的刀具，其特征在于：通過在所述刀頭較大的一端去除部分材料使得所述子切削刃由一端至另一端逐漸在軸向方向上靠近所述刀桿。
4.根據權利要求1所述的刀具，其特征在于：所述子切削刃的一端與另一端的連線...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孟慶勛，孫晨，隋耕百，胡岱鋒，李豎圻，
申請(專利權)人：沈陽航空航天大學，
類型：發明
國別省市：
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