[发明专利]一种包含可更换直线刀片切割面底座的光纤切割刀

说明书

本发明提供一种包含可更换直线刀片切割面底座的光纤切割刀，底座包括：刀架组件和底座组件；刀架组件使用刃口为直线的刀片，与底座组件配合可实现更换切割刀面；完整光纤切割刀包括底座组件、刀架组件和压切组件，可方便快速夹持、固定、切割光纤；本发明和已有设计相比，底座除支持合金直线刃口刀片以外还支持硬度更高的人工单晶宝石刀片，并解决了在压切方式切割光纤过程中直线刀片不能更换切割面的问题，大幅增加了直线刀片的使用寿命，提高了切割精度。

技术领域

本发明涉及工程用光纤切割刀领域，特别涉及对光纤外圆表面垂直划伤后沿划伤切口挤断或敲断光纤而形成符合工程标准的光纤端面的光纤切割装置。

技术背景

光纤已在通讯、医疗、传感器、导航、等领域得到广泛应用，制作光纤的主要材料是高纯度的石英，因此光纤之间的连接需要采用特殊方法；目前工程领域主要采用两种方法：一种是物理连接，即将需连接光纤精确对准并固定，称之为冷接；另一种是进一步对精确对准后的一组光纤进行高温加热，达到光纤的熔点使两芯光纤融合，称之为熔接；光纤在冷接和熔接之前必须对光纤的径向截面进行平面化处理，只有这样光纤在对准时径向截面才能尽可能两两贴合，光才能有效传送。在通讯光纤工程领域，光纤的这种端面处理工具就是光纤切割刀，其原理为：利用刀片刃口对光纤外圆划伤，目的是形成垂直于光纤轴线的切口，然后施加外力沿切口方向扩大，直至光纤断裂。

导轨式光纤切割刀形成切口的方法通常是利用安装在精密直线导轨上的刀片，通过推动导轨做精密直线运动，在运动方向划伤高度相对固定的光纤，形成切口，随后再由上往下敲击划伤切口，使光纤切口扩大直至断裂。

以压切方式切割光纤的设备上世纪九十年代即有不错的应用，典型的如西门子公司的A8型光纤切割刀，该切割刀虽然使用了钻石作为切割材料，保障了切割质量但也存在以下不利处：

1.刀片钻石材料昂贵，不易加工，刃口面积窄小(刃口长1毫米左右)切割光纤一直使用刃口同一点，刀片组件整体使用寿命短(一个点的使用寿命2到3万次)，效率不高。

2.刀片及其支架直接固定在切割刀底座上，不能调整刀片相对于光纤的位置，改变与光纤接触的切割刃面，也降低了刀片的实际使用寿命即效率。

3.刀架支撑弹簧固定在底座上，不能通过弹簧调整刀片高度，也对切割质量有一定影响。

发明人于2018年12月分别提交了使用圆形刀片的压切式光纤切割刀申请，申请号为：2018116169997和2018222234185.该技术详细说明了压切式光纤切割刀的工作原理和过程，但经实际使用，该设计也存在以下不利处：

1.钨合金材料的圆形刀片虽然适合圆形弧形刀片刃口的机械加工，但其材料硬度不如人造单晶体，锋利程度和硬度兼顾的圆形光纤切割刀刀片成本也比较高，因此在压切式切割方式中同质量的刀片切割效果不如导轨式切割刀。

2.圆形刀片虽然容易更换刀面，但由于其直径较大(通常为20毫米)，导致容纳该刀片的底座也较大较厚，增加了整体厚度和重量。

发明内容

鉴于上述课题，本发明目的在于提供一种可更换直线刀片切割面的光纤切割刀底座以及包含该底座的光纤切割刀，由刀架组件、底座组件、压切组件组成；刀架组件采用直线刀片、直线刀片通常采用硬度比金属合金高的人造单晶材料制备，人造刚玉单晶体(蓝宝石·红宝石)，其硬度仅次于金刚石，融化温度为2050，具有良好的机械性能、化学稳定性能和光学性能，通过特殊的专业加工工艺，可制造出非常优异的切割刀刃，在其厚度低于0.10毫米时，也不会产生挠曲变形，而且其切割刃口非常的光滑，有较好的耐用特性；刀片也可根据需要采用合金材料制备。