CN102145394B - 聚晶金刚石钻锪一体刀具及加工方法 - Google Patents
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Abstract
<b>聚晶金刚石钻锪一体刀具及加工方法。碳纤维复合材料在航空航天的大量应用，碳纤维复合材料的加工中多为孔加工。一种聚晶金刚石钻锪一体刀具，其组成包括</b><b>:</b><b>刀具基体</b><b>(1)</b><b>，所述的刀具基体顺次具有钻孔端（</b><b>2</b><b>）、锪孔端（</b><b>3</b><b>）和装夹端（</b><b>4</b><b>），形成阶梯式直槽结构，所述的钻孔端焊接一组聚晶金刚石</b><b>PCD</b><b>钻孔端复合刀片</b><b>(5)</b><b>，所述的锪孔端焊接一组聚晶金刚石</b><b>PCD</b><b>锪孔端复合刀片</b><b>(6)</b><b>。本发明用于碳纤维复合材料制孔。</b>
Description
[0001 ] 技术领域:
[0002]本发明涉及一种碳纤维复合材料高精度孔一体钻锪，具体涉及一种聚晶金刚石钻-锪一体刀具及加工方法。
[0003]背景技术:
[0004]碳纤维复合材料在航空航天的大量应用，碳纤维复合材料的加工中多为孔加工。在进行钻锪加工时，主要有两种加工方式:1.先进行钻孔，然后换刀进行锪孔加工，这样加工出来的孔的同轴度精度不高，影响碳纤维复合材料的工作性能。2.使用组合式钻锪刀具，这种结构要求刀具体的制造精度较高，而且孔的同轴度严重受限于安装精度。以上两种方法的加工效率比较低，并且在航空航天应用中，精度不高会影响碳纤维复合材料的使用寿命O
[0005] 发明内容:
[0006]本发明的目的是提供一种机床、手动机械装置两用碳纤维复合材料薄板制孔聚晶金刚石钻锪一体刀具。
[0007]上述的目的通过以下的技术方案实现:
[0008]聚晶金刚石钻锪一体刀具，其组成包括:刀具基体，所述的刀具基体顺次具有钻孔端、锪孔端和装夹端形成阶梯式直槽结构，所述的钻孔端焊接一组聚晶金刚石PCD钻孔端复合刀片，所述的锪孔端焊接一组聚晶金刚石PCD锪孔端复合刀片。
[0009]所述的聚晶金刚石钻锪一体刀具，所述的刀具基体的钻孔端焊接有正面聚晶金刚石PCD复合刀片和反面聚晶金刚石PCD复合刀片，所述的正面聚晶金刚石PCD复合刀片和反面聚晶金刚石PCD复合刀片均具有切削刃，所述的钻孔端具有钻尖，所述的钻尖顺次为顶角切削刃、钻尖切削刃和毛刺切削刃。
[0010]所述的聚晶金刚石钻锪一体刀具，所述的聚晶金刚石PCD复合刀片具有聚晶金刚石层、碳化钨层，所述的锪孔端焊接的另一组聚晶金刚石PCD复合刀片具有聚晶金刚石层和碳化钨层。
[0011] —种聚晶金刚石钻锪一体刀具的加工方法，首先加工刀具基体，在所述的刀具基体的钻孔端焊接有聚晶金刚石PCD复合刀片，其切削刃为第一片聚晶金刚石PCD复合刀片和第二片聚晶金刚石PCD复合刀片为两面对调的PCD复合刀片，然后在刀具阶梯处焊接PCD复合刀片制成锪孔端;所述的聚晶金刚石PCD复合刀片具有聚晶金刚石层、碳化钨层，所述的锪孔端焊接的另一组聚晶金刚石PCD复合刀片具有聚晶金刚石层和碳化钨层。
[0012] 有益效果:
[0013] 1.本发明的刀具基体容肩槽采用直槽式结构，简化了刀具的结构，是刀具基体的制造更加方便，直接降低了刀具制造的成本。
[0014]本发明采用一次钻锪，不需要换刀，并且是一体刀具，加工精度大大提高钻孔和锪孔的同轴度精度，并且大大提高了加工效率。
[0015]本发明的新型刃型大大的减少了碳纤维复合材料出孔处的缺陷，改善了出口的质量。
[0016]本发明采用了不同与以往的拼接方式，相对提高了两片PCD复合刀片在切削刃上交点的强度和耐磨度。
[0017]本发明大顶角切削刃处能够令顶角2Φ大一些，保证了钻尖有足够的强度，提高了刀具的寿命。钻尖切削刃使钻头在钻出孔时，尽量多的切下纤维丝，毛刺切削刃能够修整对碳纤维复合材料出孔处的毛刺。
[0018]本发明大顶角切削刃的设计不同于以往的结构，克服了以往结构的不足，以往结构没有此处的切削刃，它们存在一个较大的缺陷:当顶角过小时，刀具的寿命不足；当顶角过大时，出口处的毛刺增多。
[0019]本发明采用机床、手动机械装置两用，应用更加广泛，更加方便。
[0020].本发明的结构是阶梯式直槽结构，可以保证孔的精度，并且相对于阶梯麻花钻制造容易、成本低，复合低碳制造的理念。钻孔端进行碳纤维复合材料的钻孔加工;锪孔端可以同轴一次卡装中直接扩孔，在孔的入口处锪出圆锥面。本发明提供一种全新的钻削刃型，两块PCD复合片拼接在一起。钻头的切削刃是由A、B、C三段组成的，很大程度上减少了出口毛刺的形成。
[0021]附图说明:
[0022]附图1是本产品的结构示意图。
[0023]附图2是附图1的左视图。
[0024]附图3是附图1的仰视图。
[0025]附图4是附图1中钻孔端焊接的聚晶金刚石PCD复合刀片的结构图。
[0026]附图5是附图4的左视图。
[0027]附图6是附图1中锪孔端焊接的聚晶金刚石P⑶复合刀片结构图。
[0028]附图7是附图6的左视图。
[0029]具体实施方式:
[0030] 实施例1:
[0031] —种聚晶金刚石钻锪一体刀具，其组成包括:刀具基体I，所述的刀具基体I顺次具有钻孔端2、锪孔端3和装夹端4，形成阶梯式直槽结构，所述的钻孔端2焊接一组聚晶金刚石P⑶钻孔端复合刀片5，所述的锪孔端3焊接一组聚晶金刚石P⑶锪孔端复合刀片6。
[0032] 实施例2:
[0033]实施例1所述的聚晶金刚石钻锪一体刀具，所述的刀具基体的钻孔端2焊接有正面聚晶金刚石PCD复合刀片7和反面聚晶金刚石PCD复合刀片8，所述的正面聚晶金刚石PCD复合刀片7和反面聚晶金刚石PCD复合刀片8均具有切削刃，所述的钻孔端具有钻尖，所述的钻尖顺次为顶角切削刃9、钻尖切削刃10和毛刺切削刃11。
[0034] 实施例3:
[0035] —种聚晶金刚石钻锪一体刀具的加工方法，本产品的结构是阶梯式直槽结构，碳纤维复合材料的切肩为粉末状，使用刀具前端即钻孔端进行碳纤维复合材料的钻孔加工，钻孔端焊接聚晶金刚石PCD复合刀片，其切削刃为第一片聚晶金刚石PCD复合刀片和第二片聚晶金刚石PCD复合刀片为两面对调的PCD复合刀片，切削刃部分是由大顶角切削刃、钻尖切削刃和毛刺切削刃三个部分组成，大顶角切削刃令顶角2Φ大一些，保证钻尖有足够的强度，钻尖切削刃使钻头在钻出孔时，尽量多的切下纤维丝，毛刺切削刃的切削刃可以切断对碳纤维复合材料出孔处的毛刺;刀具阶梯处焊接PCD复合刀片为锪孔端，可以在孔的入口处锪出圆锥面，刀片的角度可以根据加工需要锪出不同角度的圆锥面。
[0036] 实施例4:
[0037]上述的聚晶金刚石钻锪一体刀具加工方法，刀具基体中前端是钻孔端，此处焊接两片PCD复合刀片，进行碳纤维复合材料的钻孔加工，其切削刃型如附图4所示，所述的刀具基体的钻孔端焊接有正面聚晶金刚石PCD复合刀片和反面聚晶金刚石PCD复合刀片，其拼接方式如图4所示。所述的钻尖顺次为顶角切削刃9、钻尖切削刃10和毛刺切削刃11，所述的为阶梯处，此处也焊接聚晶金刚石PCD复合刀片12，所述的锪孔端件具有锪孔端切削刃为13，可以在孔的入口处锪出圆锥面，刀片的角度可以根据需要锪出不同角度的圆锥面。
[0038] 实施例5:
[0039]上述的聚晶金刚石钻锪一体刀具，所述的刀具基体，所述的刀具基体前端为钻孔端，阶梯处为锪孔端，所述的刀具基体前端钻孔端焊接一组聚晶金刚石PCD复合刀片，所述的钻孔端聚晶金刚石PCD复合刀片具有聚晶金刚石层14、碳化钨层15，所述的锪孔端焊接另一组聚晶金刚石PCD复合刀片，所述的锪孔端焊的接聚晶金刚石PCD复合刀片具有聚晶金刚石层16和碳化妈层17。
Claims (1)
1.一种聚晶金刚石钻锪一体刀具，其组成包括:刀具基体，其特征是:所述的刀具基体顺次具有钻孔端、锪孔端和装夹端形成阶梯式直槽结构，所述的刀具基体前端为钻孔端，阶梯处为锪孔端，所述的钻孔端焊接一组聚晶金刚石PCD钻孔端复合刀片，所述的锪孔端焊接一组聚晶金刚石P⑶锪孔端复合刀片； 所述的刀具基体的钻孔端焊接有正面聚晶金刚石PCD复合刀片和反面聚晶金刚石PCD复合刀片，所述的正面聚晶金刚石PCD复合刀片和反面聚晶金刚石PCD复合刀片均具有切削刃，所述的钻孔端具有钻尖，所述的钻尖顺次为顶角切削刃、钻尖切削刃和毛刺切削刃；钻尖切削刃使钻头在钻出孔时，尽量多的切下纤维丝，毛刺切削刃的切削刃切断对碳纤维复合材料出孔处的毛刺； 刀具阶梯处焊接PCD复合刀片为锪孔端，在孔的入口处锪出圆锥面，刀片的角度根据加工需要锪出不同角度的圆锥面； 所述的聚晶金刚石PCD复合刀片具有聚晶金刚石层、碳化钨层，所述的锪孔端焊接的另一组聚晶金刚石PCD复合刀片具有聚晶金刚石层和碳化钨层； 采用一次钻锪，不需要换刀，并且是一体刀具，加工精度大大提高钻孔和锪孔的同轴度精度； 所述的聚晶金刚石钻锪一体刀具的加工方法，首先加工刀具基体，在所述的刀具基体的钻孔端焊接有聚晶金刚石PCD复合刀片，其切削刃为第一片聚晶金刚石PCD复合刀片和第二片聚晶金刚石PCD复合刀片为两面对调的PCD复合刀片，然后在刀具阶梯处焊接PCD复合刀片制成锪孔端;所述的聚晶金刚石PCD复合刀片具有聚晶金刚石层、碳化钨层，所述的锪孔端焊接的另一组聚晶金刚石PCD复合刀片具有聚晶金刚石层和碳化钨层。
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