[0005] 本发明针对现有高硬表面(如拉刀、车刀等刀具)在使用过程中存在散热效率低、润滑不充分等问题，提出一种在高硬表面摩擦涂覆固态润滑剂的方法与装置，该方法是一种通过固态润滑剂(铜棒、银棒、石墨棒、碳纤维棒等)与高硬表面产生相对螺旋转动摩擦，从而将固态润滑剂元素覆盖到高硬表面的制备方法(特别是高硬表面具有微结构时，以形成微结构+润滑剂的复合型表面)；是一种利用固态润滑剂微小颗粒不断堆积形成的多孔且疏松的填料层，增加高硬表面微结构的表面积，以提高高硬表面润湿、导热和散热性能的方法；是一种利用软材料锐化刀刃，从而降低刀刃的磨损，提升刀具使用寿命的方法；是一种集微结构设计、摩擦覆盖、X‑Y‑Z三轴精密定位、表面接触力控制于一体的高硬表面固态润滑剂涂覆装置。
[0006] 本发明在高硬表面摩擦涂覆固态润滑剂的方法，具体步骤如下：
[0007] 步骤一、将固态润滑剂棒料与旋转电机的输出轴通过联轴器连接，将待加工高硬表面工件夹紧在夹具上。
[0008] 步骤二、通过与控制器连接的控制屏对控制器发出指令，使控制器控制X向滑台的驱动电机带动X向滑台，从而带动夹具使待加工高硬表面工件的待加工高硬表面沿X向水平平移至与固态润滑剂棒料对齐。
[0009] 步骤三、控制屏对控制器发出指令，使控制器控制升降台上升，带动Y向滑台、旋转电机和固态润滑剂棒料同步上升至高于待加工高硬表面工件；然后，控制屏对控制器发出指令，使控制器控制Y向滑台的驱动电机带动Y向滑台，从而带动旋转电机和固态润滑剂棒料同步沿Y向水平平移至待加工高硬表面工件的待加工高硬表面正上方；接着，控制屏对控制器发出指令，使控制器控制升降台下降，带动Y向滑台、旋转电机和固态润滑剂棒料同步下降至固态润滑剂棒料与待加工高硬表面工件的待加工高硬表面接触。
[0010] 步骤四、控制屏对控制器发出指令，使控制器控制电动开关阀打开，并控制换向阀使气缸带动刷子驱动滑台、舵机和刷子同步运动至刷子与固态润滑剂棒料等高，然后关闭电动开关阀，通过控制屏给控制器设定此时刷子的位置为刷子初始位置；接着，控制屏对控制器发出指令，使控制器控制涂刷装置蘸取容器内的碳纤维粉末和蒸馏水混合物，并运送至待加工高硬表面工件的待加工高硬表面进行往复涂刷，具体如下：①控制器控制电动开关阀打开，并控制换向阀使气缸带动刷子驱动滑台、舵机和刷子同步下降预设距离，刷子蘸取容器内的碳纤维粉末和蒸馏水混合物；②控制器控制换向阀使气缸带动刷子驱动滑台、舵机和刷子同步上升复位至刷子处于刷子初始位置，然后关闭电动开关阀；③控制器控制刷子驱动滑台的驱动电机带动刷子驱动滑台，从而带动舵机和刷子同步沿Y向水平平移预设距离，该预设距离等于刷子初始位置与待加工高硬表面工件的待加工高硬表面之间的水平距离，到达待加工高硬表面工件的待加工高硬表面处；④控制器控制刷子驱动滑台的驱动电机带动刷子驱动滑台，从而带动舵机和刷子同步沿Y向水平往复平移预设次数。最后，控制器控制刷子驱动滑台的驱动电机带动刷子驱动滑台，从而带动舵机和刷子同步沿Y向水平平移至刷子处于刷子初始位置。
[0011] 步骤五、通过控制屏选择涂覆固体润滑剂的摩擦方式，然后通过控制屏对控制器发出指令，以选择的涂覆固体润滑剂摩擦方式开始研磨。所述涂覆固体润滑剂的摩擦方式为以下三种方式中的一种：①Y向滑台不动，旋转电机驱动固态润滑剂棒料旋转；②旋转电机不动，Y向滑台带动固态润滑剂棒料沿Y向水平往复平移；③旋转电机驱动固态润滑剂棒料旋转，且Y向滑台带动固态润滑剂棒料沿Y向水平往复平移，固态润滑剂棒料做螺旋线运动。
[0012] 步骤六、研磨每持续预设时间，控制器控制升降台自动下降0.1mm，X向滑台自动沿朝向固态润滑剂棒料方向进给0.1mm，且涂刷装置自动执行一次蘸取容器内的碳纤维粉末和蒸馏水混合物，并运送至待加工高硬表面工件的待加工高硬表面进行往复涂刷的过程。
[0013] 步骤七、研磨持续预设的总研磨时间后，控制器控制升降台自动上升预设距离，使固态润滑剂棒料不再与待加工高硬表面工件加工完成的表面接触，并控制Y向滑台和旋转电机均停止运动。此时，固态润滑剂棒料上的固态润滑剂颗粒以及刷子涂刷的碳纤维粉末被挤入并粘附在待加工高硬表面工件加工完成的表面上，在待加工高硬表面工件加工完成的表面形成填料层。
[0014] 步骤八、若待加工高硬表面工件还有其余待加工高硬表面，则重复步骤二至重复步骤七，否则完成待加工高硬表面工件的加工。
[0015] 优选地，所述的待加工高硬表面工件为拉刀，待加工高硬表面为拉刀的前刀面。
[0016] 优选地，所述固态润滑剂棒料的材料为铜、银、石墨或碳纤维，直径为3mm。
[0017] 优选地，步骤一中待加工高硬表面工件夹紧在夹具上之前，在待加工高硬表面工件的待加工高硬表面加工微结构。
[0018] 优选地，步骤四执行之前先执行如下步骤：控制屏对控制器发出指令，使控制器控制舵机带动刷子调整倾斜角，从而调整刷子对待加工高硬表面工件的待加工高硬表面涂刷碳纤维粉末和蒸馏水混合物的力度。
[0019] 优选地，所述倾斜角的调整幅度在1°以内。
[0020] 优选地，所述研磨每次持续的预设时间为5分钟。
[0021] 优选地，所述的总研磨时间在半小时到一小时之间取值。
[0022] 本发明在高硬表面摩擦涂覆固态润滑剂的装置，主要由底板、涂覆装置和涂刷装置组成。所述的涂覆装置主要由升降台、Y向滑台、旋转电机底座、旋转电机、联轴器、固态润滑剂棒料、X向滑台、连接板和夹具组成。所述的升降台底部固定在底板上，Y向滑台的底部固定在升降台的平台上，旋转电机的壳体通过旋转电机底座固定在Y向滑台的滑动台上，所述的固态润滑剂棒料与旋转电机的输出轴通过联轴器连接；旋转电机的输出轴与Y向滑台的滑移方向平行；所述X向滑台的底部固定在底板上，夹具的底部通过连接板固定在X向滑台的滑动台上；X向滑台与Y向滑台垂直设置。所述的X向滑台和Y向滑台均配有驱动电机驱动。
[0023] 所述的涂刷装置主要由气缸底座、气缸、L型折板、刷子驱动滑台、舵机、安装块、刷子、容器和支撑座组成。所述的气缸底座和支撑座间距固定在底板上；容器置于支撑座的顶部，容器内放置有碳纤维粉末和蒸馏水混合物；所述气缸的缸体固定在气缸底座的顶部，刷子驱动滑台的底部通过L型折板固定在气缸的推杆上；所述的刷子驱动滑台与Y向滑台平行；刷子驱动滑台配有驱动电机驱动；所述舵机的壳体固定在刷子驱动滑台的滑动台上；刷子的柄部通过安装块固定在舵机的输出轴上；刷子与固态润滑剂棒料在沿X向上对齐。
[0024] 优选地，所述Y向滑台的行程为300mm，重复定位精度为±0.05mm。
[0025] 本发明具有的有益效果：
[0026] 本发明在高硬表面摩擦涂覆软材料颗粒固态润滑剂以及碳纤维粉末和蒸馏水混合物，利用固态润滑剂的高导热性能来提升高硬表面的散热效果；特别是高硬表面具有微结构时，高硬表面以及微结构内磨入的微小固体润滑剂以及碳纤维粉末和蒸馏水混合物不断堆积形成多孔且疏松的填料层，增加高硬表面的表面积，提高了高硬表面润湿、导热和散热性能；相比现有通过电镀、喷涂等在高硬表面形成耐磨层的方法，具有高效和低成本的特点；进一步，本发明在高硬表面生成的填料层有局部磨损时，可快速在现场修复对局部磨损位置单独进行修复，相比现有电镀、喷涂等方法的局部修复过程省时、节能，且局部修复后填料层整体上仍然较为匀称(电镀法不能匀称进行局部修复，因为电镀法对局部磨损位置修复时，在未磨损位置也会再镀上新的耐磨层，喷涂法虽然能够通过后续打磨使修复后的填料层变得匀称，但工序复杂，效率低)；更进一步，若采用本发明方法用软材料在拉刀上涂覆固体润滑剂，在一定程度上修复了拉刀前刀面的粗糙度，使切削液更容易在拉刀前刀面铺展从而更高效地起到润湿、润滑的效果，提升拉刀的加工质量，而且可以锐化刀刃、提升刀具的切削性能。
