[发明专利]一种表面梯度润湿的仿蛛网微结构拉刀及其制备方法

权利要求书

1.一种表面梯度润湿的仿蛛网微结构拉刀，其特征在于：拉刀刀齿的前刀面上开设有仿蛛网微结构；所述的仿蛛网微结构包括m条横向沟槽和n条纵向沟槽；m≥1，n≥10；m条横向沟槽相互平行且依次等间距排列；横向沟槽平行于拉刀刀齿的刀刃；n条纵向沟槽相互平行且依次等间距排列；m条横向沟槽与n条纵向沟槽交错呈网格状，形成m×n个交点；m×n个交点处均开设有节点凹坑；横向沟槽与纵向沟槽所成夹角为θ；0°θ≤90°；m条横向沟槽和n条纵向沟槽内均设置有亲水性纤维条。

2.根据权利要求1所述的一种表面梯度润湿的仿蛛网微结构拉刀，其特征在于：所述的横向沟槽与纵向沟槽所成夹角θ在30°～40°范围内选取。

3.根据权利要求1所述的一种表面梯度润湿的仿蛛网微结构拉刀，其特征在于：所述的亲水性纤维条采用碳纤维条。

4.根据权利要求1所述的一种表面梯度润湿的仿蛛网微结构拉刀，其特征在于：还包括刀具基体和刀齿块；所述的刀具基体上安装有一个或多个刀齿块；刀齿块上设置有一个拉刀刀齿。

5.根据权利要求4所述的一种表面梯度润湿的仿蛛网微结构拉刀，其特征在于：所述刀具基体的刀身上开设有一个或多个刀齿安装槽；刀齿块通过两个螺栓固定在对应的刀齿安装槽内；刀具基体的总长度为400mm，宽度为16mm；拉刀刀齿位于两个螺栓之间；拉刀刀齿的齿宽b1为16mm，前刀面宽度b2为2mm，刀齿前角γ0为12°，后角α0为6°。

6.根据权利要求1所述的一种表面梯度润湿的仿蛛网微结构拉刀，其特征在于：所述的节点凹坑呈圆台形，顶部直径为D，深度为H2；横向沟槽及纵向沟槽的宽度均为L₁，深度均为H1；50μm≤L1≤100μm，50μm≤H1≤150μm，70μm≤D≤150μm，10μm≤H2≤50μm；所述亲水性纤维条的直径为10～100μm；亲水性纤维条的直径小于横向沟槽、纵向沟槽的宽度为L₁；各纵向沟槽中最外侧的纵向沟槽与刀齿侧面的距离为l_min1；各纵向沟槽靠近刀刃的那端均在最靠近刀刃的那条横向沟槽上；最靠近刀刃的那条横向沟槽与刀刃之间的间距为l_min2，l_min1≤3mm，l_min2≤3mm。

7.如权利要求1所述的一种表面梯度润湿的仿蛛网微结构拉刀的制备方法，其特征在于：步骤一、加工出刀具基体和不带仿蛛网微结构的刀齿块；

步骤二、用激光打标机在刀齿块的前刀面上加工出呈网格状的m条横向沟槽和n条纵向沟槽；对刀齿块的前刀面进行表面观察和测量，若不符合条件，则重新加工；

步骤三、对刀齿块进行清洗；之后，将刀齿块装夹在压印装置上，并通过压印装置上的金刚石刀尖在刀齿块的仿蛛网微结构的各个网格交点上进行压印，加工出仿蛛网微结构上的各个节点凹坑；对刀齿块的前刀面进行表面观察和测量，若不符合条件，则重新加工；

步骤四、对刀齿块进行清洗；之后，对刀齿块进行表面处理；

步骤五、对刀齿块进行碳纤维的植入，在仿蛛网微结构的各条横向沟槽及纵向沟槽中均放入亲水性纤维条，并将亲水性纤维条与对应的横向沟槽或纵向沟槽粘结在一起；

步骤六、对刀齿块的前刀面进行表面观察和测量，若不符合条件，则去除不符合条件的亲水性纤维条，并在对应的沟槽中重新添加亲水性纤维条；

步骤七、将刀齿块安装到刀具基体上。

8.根据权利要求7所述的一种表面梯度润湿的仿蛛网微结构拉刀的制备方法，其特征在于：步骤三、四中清洗的的方式为：将刀齿块放入超声清洗机中进行超声清洗，清洗时间大于1min，清洗后进行烘干。