可实现套料加工的自恢复形状记忆合金热熔刀头的制作方法

本发明涉及一种热熔加工技术，尤其是一种热熔刀头，具体地说是一种可实现套料加工的自恢复形状记忆合金热熔刀头。

背景技术：

众所周知，金属、陶瓷、聚合物是工程中的三类典型材料。其中，聚合物因其耐磨性好、质量轻、抗腐蚀能力强等综合优点而得到广泛应用。聚合物制品大都采用模压、拉挤成型，然而上述的方法只能成型简单结构，对于微小、复杂结构必不可少的还需后续加工处理。目前，市场上都采用热熔刀加工聚合物制品，可是现有的热熔刀头只能实现聚合物材料的切割和表面加工。对于聚合物制品的立体加工技术还不成熟，其存在的最大问题就是无法实现断料。

针对上述问题查阅相关文献及专利得知，一种免剥离塑料泡沫保温板开槽机，其热熔切刀为多片金属片组成，通过加热金属片而熔掉槽内废料。虽然该刀头可以实现立体加工，但是仍存在很大缺陷。一方面，该热熔刀不是采用热切割断料，而是利用高温熔掉槽内多余材料，这样会产生大量有害气体；另一方面，加工的废料有烧结刀具的不良现象，致使刀头损耗严重，甚至有会将刀片损坏的可能。

通过对国内外相关文献的检索，目前尚未发现一种可安全、高效实现聚合物材料立体加工的热熔刀头。

技术实现要素：

本发明的目的是针对目前市场上尚未有一种可完成聚合物立体加工的热熔刀头问题，设计一种可实现套料加工的自恢复形状记忆合金热熔刀头。

本发明的技术方案是：

一种可实现套料加工的自恢复形状记忆合金热熔刀头，其特征在于：该热熔刀头主要由可弯曲刀片1和两侧刀身2组成，可弯曲刀片1与两侧刀身2形成矩形凹槽结构，可弯曲刀片1一端靠近两侧刀身刀头处设有预留间隙，两侧刀身2的刀尾3处设有用于与加热装置相连的连接杆5以及用于加强刀头整体强度的加强杆6。

所述刀头是通过微冲压成型，并采用中温回火处理，回火温度在450-550℃。

所述刀头的材料为双程记忆合金tinib，b的含量为0.03%-0.05%。

所述的热加工装置可提供5-24v可调电压。

所述可弯曲刀片1经过“记忆训练”在高温时可实现弯曲，低温时可恢复原样，其余部分则在高温时仍保持原有形状。

所述可弯曲刀片靠近两侧刀身处预留的间隙的长度长度为聚合物管道上需加工槽深的1.5倍，宽度可为0.025-0.05mm。

所述的连接杆5为一梯形台。

所述的刀身2两个内侧面上和/或底面设有防止变形的加强筋，加强筋可为一条对角线形斜筋或若干条平行筋或十字交叉筋。

本发明的有益效果：

（1）本发明所述的热熔刀头，通过调控温度，可调节具有双程记忆的弯曲刀片的弯曲和回复，创造性地实现了套料加工中断料，为聚合物立体成形提供了一种新型热熔套料加工工具。

（2）本发明所述的热熔刀头，具有加工效率高、加工便捷等优点。

（3）本发明所述的热熔刀头，可适用于各种热加工场合，具有较强的工程适应性。

形状记忆合金是一种能够感知环境因素变化（热、电、光、磁等）而产生形状恢复响应的智能材料，且在整个恢复的过程中它的形状恢复响应可以被间隙式激活，另外在每次响应终止时其形状又可以被保持，因此借助这种材料智能响应与响应保持的特性，可实现热熔刀片具有温驱智能可控、自动断屑的能力。

附图说明

图1本发明的热熔刀头的三维图。

图2本发明的热熔刀头的三视图。

图3本发明的热熔刀头的工作原理图。

图中，1-弯曲刀片，2-刀身，3-刀尾，4-预留间隙，5-连接杆，6-加强杆。

具体实施方案

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但这不能用于对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。

如图1-3所示。

一种可实现套料加工的自恢复形状记忆合金热熔刀头，该热熔刀头主要由可弯曲刀片1和两侧刀身2组成，刀头的端面外形为一矩形凹槽（外形为倒u形结构），如图1所示。可弯曲刀片1与两侧刀身2形成矩形凹槽结构，可弯曲刀片1一端靠近两侧刀身（刀头）处设有预留间隙4，缝隙长度l为槽深的1.5倍，宽度b可为0.025-0.05mm，两侧刀身2的刀尾3处设有用于与加热装置相连的连接杆5以及用于加强刀头整体强度的加强杆6，如图2所示。所述刀头是通过微冲压成型，并采用中温回火，回火温度在450-550℃。所述刀头的材料为双程记忆合金tinib，b的含量为0.03%-0.05%。热加工装置可提供5-24v电压。可弯曲刀片1在高温时可实现弯曲，低温时可回复原样。具体实施时，为了提高刀片的强度，防止高温时变形，除了对可弯曲刀片1进行“记忆训练”使其在高温时可实现弯曲、低温时可恢复原样外，对刀片的其它部分则应设计成在高温时仍保持原有形状；同时，为了保证刀片的高温强度，防止变形，还可在刀身2两个相对的内侧面上和/或底面上设有防止变形的加强筋（图中未示出），加强筋可为一条对角线形斜筋或若干条平行筋或十字交叉筋。

本实施例的加工对象为聚合物输油管端面键槽。其使用方法如图3所示，首先将热熔刀头插入加热装置，并调节电压大小，使得刀头温度在140-200℃之间，此时可弯曲刀片1不弯曲；其次，定位后将热熔刀头缓慢插入聚合物管端面至所需深度；接着调节加热装置电压，使得刀片温度上升至250℃左右，此时，可弯曲刀片向下弯曲，完成断料过程；最后待弯曲刀片不再弯曲时，缓慢抽出刀头，取出所切下废料，并将加热装置调节至低档位，使弯曲刀片冷却、恢复原样。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术实现。

技术特征：

技术总结
一种可实现套料加工的自恢复形状记忆合金热熔刀头，其特征在于：该热熔刀头主要由可弯曲刀片（1）和两侧刀身（2）组成，可弯曲刀片（1）与两侧刀身（2）形成矩形凹槽结构，可弯曲刀片（1）一端靠近两侧刀身刀头处设有预留间隙，两侧刀身（2）的刀尾（3）处设有用于与加热装置相连的连接杆（5）以及用于加强刀头整体强度的加强杆（6）本发明可调节具有双程记忆的弯曲刀片的弯曲和回复，创造性地实现套料加工中断料，为聚合物立体成形提供了一种新型热熔套料加工工具，具有加工效率高、加工便捷以及可适用于各种热加工场合。

技术研发人员：王宏宇;翟许强;柳苏洋;许增;陈胜
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：2019.05.08
技术公布日：2019.10.01