CN220636481U - 一种微织构剪刃及刀架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微织构剪刃，用于切削待切削件，包括剪刃基体和切削面，切削面布置于剪刃基体，且切削面由多个微织构排列形成，微织构为凹凸结构，切削面用于切削待切削件。使用时，两个微织构剪刃相向移动，同时两个切削面也相向移动，直至两个切削面同时作用于待切削件，对待切削件进行切削，此时微织构作用于待切削件，凹凸结构增大了微织构剪刃在进行切削工作时的受力面积，从而减轻了微织构剪刃的磨损，同时凹凸结构的凹槽部分能够用于存储润滑油，以在微织构剪刃在进行切削工作时，对切削面进行保护，进一步有效降低了剪刃的切削面的磨损。本实用新型还公开了一种刀架。

Description

一种微织构剪刃及刀架

技术领域

本实用新型涉及刀具加工技术领域，尤其涉及一种微织构剪刃及刀架。

背景技术

飞剪是轧钢生产线上的设备，起到切头、碎断、倍尺的作用，对保证生产节奏与产品质量，防止堆钢事故发生起到重要作用。飞剪的剪刃作为切削动作的直接执行元件，对剪切效率有关键影响。

在现有技术中，剪刃切削过程中切屑与切削面之间会发生相互摩擦，一方面摩擦产生的切削阻力和切削热会严重影响加工件的质量和加工效率；另一方面，摩擦会造成刀具磨损，导致刀具使用寿命短。

因此，如何有效降低剪刃的切削面的磨损，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种微织构剪刃，以有效降低剪刃的切削面的磨损；

本实用新型的第二个目的在于提供一种刀架。

为了实现上述第一个目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种微织构剪刃，用于切削待切削件，包括剪刃基体和切削面，切削面布置于剪刃基体，且切削面由多个微织构排列形成，微织构为凹凸结构，切削面用于切削待切削件。

可选地，在上述的微织构剪刃中，微织构为梯形。

可选地，在上述的微织构剪刃中，微织构为弧形。

可选地，在上述的微织构剪刃中，微织构为激光飞秒加工形成。

可选地，在上述的微织构剪刃中，微织构的长为100微米，宽为50微米，高为50微米，相邻的两个微织构之间的间距为500微米。

可选地，在上述的微织构剪刃中，微织构剪刃还包括斜角平台，斜角平台与剪刃基体相连接，且其轴线的延长方向平行于切削面的长度方向。

本实用新型提供的微织构剪刃，使用时，两个微织构剪刃相向移动，同时两个切削面也相向移动，直至两个切削面同时作用于待切削件，对待切削件进行切削，此时微织构作用于待切削件，凹凸结构增大了微织构剪刃在进行切削工作时的受力面积，从而减轻了微织构剪刃的磨损，同时凹凸结构的凹槽部分能够用于存储润滑油，以在微织构剪刃在进行切削工作时，对切削面进行保护，进一步有效降低了剪刃的切削面的磨损。

为了实现上述第二个目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种刀架，包括如上述任一项的微织构剪刃，还包括第一刀架转子和第二刀架转子，第一刀架转子布置于第二刀架转子的上方，第一刀架转子上布置有至少一个微织构剪刃，第二刀架转子上布置有至少一个微织构剪刃。

可选地，在上述的刀架中，当刀架处于工作状态时，第一刀架转子上的微织构剪刃与第二刀架转子上的微织构剪刃的垂直距离为0.1mm；和/或，

第一刀架转子上的微织构剪刃与第二刀架转子上的微织构剪刃的水平距离为0.1mm。

可选地，在上述的刀架中，刀架还包括垫片，垫片布置于第一刀架转子与布置于第一刀架转子上的微织构剪刃之间；和/或，

垫片布置于第二刀架转子与布置于第二刀架转子上的微织构剪刃之间。

可选地，在上述的刀架中，当刀架处于工作状态时，微织构剪刃的斜侧面的延伸方向与剪切中心线的夹角为5°-10°。

本实用新型提供的刀架，由于应用上述微织构剪刃，因此兼具上述微织构剪刃的所有技术效果，本文在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例公开的微织构为梯形的结构图；

图2为本实用新型实施例公开的微织构为弧形凹槽的结构图；

图3为本实用新型实施例公开的微织构为弧形凸起的结构图；

图4为本实用新型实施例公开的微织构为弧形的结构图；

图5为本实用新型实施例公开的微织构剪刃的结构图；

图6为本实用新型实施例公开的两个微织构剪刃工作状态时的示意图；

图7为本实用新型实施例公开的A部分的放大图；

图8为本实用新型实施例公开的刀架的结构图；

图9为本实用新型实施例公开的刀架的局部放大图；

其中：

微织构剪刃100，剪刃基体101，底部侧隙1011，侧部侧隙1012，切削面102，斜角平台103，斜侧面104；

第一刀架转子200，第二刀架转子201，垫片202，胀套203。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出新颖性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶面”、“底面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图5-图7所示，本实用新型公开的微织构剪刃100，用于切削待切削件，包括剪刃基体101和切削面102，切削面102布置于剪刃基体101，且切削面102由多个微织构排列形成，微织构为凹凸结构，切削面102用于切削待切削件。具体地，凹凸结构可容纳微织构剪刃100在剪切过程中产生的硬质颗粒，从而减少微织构剪刃100的切削面102因硬质颗粒磨损而失效，所以凹凸结构能够降低切削面102的磨损。使用时，两个微织构剪刃100相向移动，同时两个切削面102也相向移动，直至两个切削面102同时作用于待切削件，对待切削件进行切削，此时微织构作用于待切削件，凹凸结构增大了微织构剪刃100在进行切削工作时的受力面积，从而减轻了微织构剪刃100的磨损，同时凹凸结构的凹槽部分能够用于存储润滑油，以在微织构剪刃100在进行切削工作时，对切削面102进行保护，进一步有效降低了剪刃的切削面102的磨损。

如图1所示，在本实用新型的一些实施例中，微织构为梯形。具体地，当微织构为梯形时，相邻的两个梯形的底之间的距离为500微米，当微织构剪刃100处于工作状态时，两个微织构剪刃100相向移动，带有梯形的微织构的两个切削面102分别作用于待切削件，以将待切削件加工为不同形状。梯形的微织构加工难度低，且能够增加切削面102的受力面积，同时，根据实验数据及摩擦学的初步研究，带有梯形的微织构的微织构剪刃100的耐磨性好，切削温度明显减小，微织构剪刃100的寿命很高，因此将微织构加工成梯形能够有效降低剪刃的切削面102的磨损，提高微织构剪刃100的使用寿命。

如图2-图4所示，在本实用新型的另一些实施例中，微织构为弧形。具体地，当微织构为弧形时，相邻的两个弧形之间的距离为500微米，当微织构剪刃100处于工作状态时，两个微织构剪刃100相向移动，带有弧形的微织构的两个切削面102分别作用于待切削件，以将待切削件加工为不同形状。具体地，当微织构为弧形时，两个相向移动的微织构剪刃100的微织构分别为弧形凸起和弧形凹槽，当两个相向移动的微织构剪刃100处于工作状态时，弧形凸起与弧形凹槽相配合，作用于待切削件。弧形的微织构能够储存润滑油，且不易洒出，能够配合切削面102，润滑油在切削面102工作时少量多次地润滑保护切削面102，因此将微织构加工成弧形能够有效降低剪刃的切削面102的磨损。

为了优化上述技术方案，微织构为激光飞秒加工形成。具体地，加工刀具时可通过激光飞秒的工艺在剪刃的前刀面距切削面102的0.1毫米处，加工面应覆盖剪刃的整个切削面102。激光功率，焦距，脉冲频率等具体的激光加工工艺参数应根据剪刃基体101的材料进一步选择。

在本实用新型的一些实施例中，微织构的长为100微米，宽为50微米，高为50微米，相邻的两个微织构之间的间距为500微米。根据实际使用和数据测算，采用此数据设计的微织构能够进一步减少切削力，从而降低切削温度，降低剪刃的切削面102的磨损。

为了优化上述技术方案，微织构剪刃100还包括斜角平台103，斜角平台103与剪刃基体101相连接，且其轴线的延长方向平行于切削面102的长度方向。具体地，斜角平台103用于预防剪切时切削面102处的应力集中，从而保护切削面102。同时，在切削过程中，为避免两个微织构剪刃100相互打刀，斜角平台103为过渡圆角设计，使用时，在两个微织构剪刃100碰撞之前，若两个微织构剪刃100在此次移动中斜角平台103(即实际切削用到的部分)可能发生碰撞，则两个微织构剪刃100的过渡圆角会优先撞击，撞开两个微织构剪刃100，避免两个微织构剪刃100受损。如此布置能够进一步保护切削面102，从而进一步降低剪刃的切削面102的磨损。

如图8和图9所示，本实用新型公开的刀架，包括如上述任一项的微织构剪刃100，还包括第一刀架转子200和第二刀架转子201，第一刀架转子200布置于第二刀架转子201的上方，第一刀架转子200上布置有至少一个微织构剪刃100，第二刀架转子201上布置有至少一个微织构剪刃100。具体地，本实用新型优选第一刀架转子200上均匀布置有两个微织构剪刃100，第二刀架转子201上均匀布置有两个微织构剪刃100。使用时，第一刀架转子200和第二刀架转子201每旋转180°，相向而行的两个微织构剪刃100对待切削件切削一次。如此布置能够使得第一刀架转子200和第二刀架转子201获得较好的动平衡效果，以实现其高速运转，从而提高刀架的工作效率。

为了优化上述技术方案，当刀架处于工作状态时，第一刀架转子200上的微织构剪刃100与第二刀架转子201上的微织构剪刃100的垂直距离为0.1mm；和/或，

第一刀架转子200上的微织构剪刃100与第二刀架转子201上的微织构剪刃100的水平距离为0.1mm。

具体地，水平距离为d，根据实际切削使用和数据模拟，当第一刀架转子200上的微织构剪刃100与第二刀架转子201上的微织构剪刃100的垂直距离为0.1mm，同时第一刀架转子200上的微织构剪刃100与第二刀架转子201上的微织构剪刃100的水平距离d为0.1mm时，刀架的切削效果为最优效果。

为了优化上述技术方案，刀架还包括垫片202，垫片202布置于第一刀架转子200与布置于第一刀架转子200上的微织构剪刃100之间；和/或，

垫片202布置于第二刀架转子201与布置于第二刀架转子201上的微织构剪刃100之间。

具体地，微织构剪刃100的剪刃基体101通过螺钉固定在刀架上。具体地，两个剪刃基体101分别与第一刀架转子200和第二刀架转子201的底部侧隙1011通过垫片202的厚度来调节，使用时，通过调节垫片202的厚度，使得当刀架处于工作状态时，第一刀架转子200上的微织构剪刃100与第二刀架转子201上的微织构剪刃100的垂直距离为0.1mm。具体地，两个剪刃基体101分别与第一刀架转子200和第二刀架转子201的侧部侧隙1012可通过胀套203来调节，亦可使用垫片202来调节，使用时，通过调节胀套203，使得当刀架处于工作状态时，第一刀架转子200上的微织构剪刃100与第二刀架转子201上的微织构剪刃100的水平距离为0.1mm。如此布置使得第一刀架转子200和第二刀架转子201上的微织构剪刃100位置可调节，从而提高了刀架的切削效率。

为了优化上述技术方案，当刀架处于工作状态时，微织构剪刃100的斜侧面104的延伸方向与剪切中心线的夹角为5°-10°。具体地，以下将剪切中心线命名为L。具体地，本实用新型优选微织构剪刃100的斜侧面104的延伸方向与剪切中心线L的夹角为6°，上述夹角优选6°是现场依据实际优化得出的刀架最小切削力角度，既能够保证剪断待切削件，又能减小刀架的驱动电机的输出功率。通过此夹角的设计使得当第一刀架转子200和第二刀架转子201上的微织构剪刃100对待切削件进行切削时，微织构剪刃100的刃口的受力更均匀，而且在没有损失刃口锋利度的情况下，增大了切削时刃口的受力面积，从而有效降低了剪刃的切削面102的磨损。

本实用新型提供的刀架，由于应用上述微织构剪刃100，因此兼具上述微织构剪刃100的所有技术效果，本文在此不再赘述。

本实用新型的优点有：

(1)有效降低了剪刃的切削面的磨损；

(2)剪刃的使用寿命长，切削效率高。

需要说明的是，本实用新型提供的微织构剪刃及刀架可用于刀具加工技术领域或其他领域。其他领域为除刀具加工技术领域之外的任意领域。上述仅为示例，并不对本实用新型提供的微织构剪刃及刀架的应用领域进行限定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种微织构剪刃，用于切削待切削件，其特征在于，包括剪刃基体和切削面，所述切削面布置于所述剪刃基体，且所述切削面由多个微织构排列形成，所述微织构为凹凸结构，所述切削面用于切削待切削件。

2.如权利要求1所述的微织构剪刃，其特征在于，所述微织构为梯形。

3.如权利要求1所述的微织构剪刃，其特征在于，所述微织构为弧形。

4.如权利要求1所述的微织构剪刃，其特征在于，所述微织构为激光飞秒加工形成。

5.如权利要求1所述的微织构剪刃，其特征在于，所述微织构的长为100微米，宽为50微米，高为50微米，相邻的两个所述微织构之间的间距为500微米。

6.如权利要求1所述的微织构剪刃，其特征在于，所述微织构剪刃还包括斜角平台，所述斜角平台与所述剪刃基体相连接，且其轴线的延长方向平行于所述切削面的长度方向。

7.一种刀架，包括如权利要求1-6任一项所述的微织构剪刃，其特征在于，还包括第一刀架转子和第二刀架转子，所述第一刀架转子布置于所述第二刀架转子的上方，所述第一刀架转子上布置有至少一个所述微织构剪刃，所述第二刀架转子上布置有至少一个所述微织构剪刃。

8.如权利要求7所述的刀架，其特征在于，当所述刀架处于工作状态时，所述第一刀架转子上的所述微织构剪刃与所述第二刀架转子上的所述微织构剪刃的垂直距离为0.1mm；和/或，

所述第一刀架转子上的所述微织构剪刃与所述第二刀架转子上的所述微织构剪刃的水平距离为0.1mm。

9.如权利要求8所述的刀架，其特征在于，所述刀架还包括垫片，所述垫片布置于所述第一刀架转子与布置于所述第一刀架转子上的所述微织构剪刃之间；和/或，

所述垫片布置于所述第二刀架转子与布置于所述第二刀架转子上的所述微织构剪刃之间。

10.如权利要求9所述的刀架，其特征在于，当所述刀架处于工作状态时，所述微织构剪刃的斜侧面的延伸方向与剪切中心线的夹角为5°-10°。