CN103153513A

CN103153513A - 铰刀以及孔的加工方法

Info

Publication number: CN103153513A
Application number: CN2011800487977A
Authority: CN
Inventors: 开纯也
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-11-10
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2013-06-12
Also published as: US20130195572A1; BR112013008486A2; CA2813920A1; JP2012101322A; RU2013115901A; EP2639000A1; EP2639000A4; WO2012063802A1

Abstract

铰刀具备：圆柱部，为圆柱状，绕中心线在预先所设定的旋转方向上旋转；刃部，设于所述圆柱部的外周面，沿成为逆铣的方向螺旋而延伸；切削液流路，设于所述圆柱部内，被导入切削液；排出口组，形成于所述圆柱部的外周面，连接于所述切削液流路。所述切削液流路以切削液从所述排出口组朝向后端侧排出的方式延伸。

Description

铰刀以及孔的加工方法

技术领域

本发明涉及铰刀以及孔的加工方法。

背景技术

有时为了整修设于被加工材料的孔的形状而使用铰刀。

与上述情况相关，在专利文献1（日本专利第2724120号公报）中公开了复合材料加工用铰刀。在专利文献1中公开了如下几点：形成随着朝向前端部而朝与预先所设定的旋转方向相反方向螺旋的螺旋槽；在刃口部形成随着从刃口部的前端朝向刀柄部而外径増加的切入部和紧接着切入部并随着朝向刀柄部外径以0.05～0.25mm/100mm的比例减少的倒锥部；邻接于切入部的外周切削刃的相反方向而形成0.05～0.20mm宽度尺寸的刃带部；以及紧接着刃带部而设置20～30°的后隙面。在专利文献1中还记载有如下几点：通过采用这种构成能够适当降低复合材料加工用铰刀的切削阻力；加工面不粗糙；以及从切入部所产生的切屑朝前方即铰刀的前端方向排出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特许第2724120号公报

发明内容

然而，作为铰刀有时候使用以排出切削液的方式而构成的刀具。图1是表示这样的铰刀的一个例子的概略图。图1所示的铰刀105被用来对设置在被加工材料101上的被加工孔104的形状进行整修。被加工材料101具有复合材料板102以及金属板103，并且它们被层叠。在铰刀105设置有刀刃106以及排出口107。刀刃106相对于旋转方向在反方向上螺旋而延伸。另外，虽然没有图示，在铰刀105的内部还形成有被导入切削液的切削液流路。排出口107被连接到该切削液流路。铰刀105绕中心轴c沿着旋转方向旋转。旋转的铰刀105沿着行进方向进给，并从复合材料板102侧插入到被加工孔104。另外，在切削液流路导入切削液。所导入的切削液109经由排出口107而朝向铰刀105的行进方向侧排出。

如专利文献1及图1所示，在刀刃106沿反方向螺旋而延伸的情况下，被加工孔104的内壁以在刀刃106的行进方向侧产生切屑108的方式而被铰削。即，被加工孔104通过顺铣而被铰削。此时，通过刀刃106对被加工孔104的内壁施加朝向铰刀105的行进方向侧的力。这里，如图1所示，有时在被加工材料101中包含金属板103。在行进方向侧的金属板103的表面部分（图1中部分A），金属板103被压向行进方向侧，金属板103变形，有时会产生毛刺。即，在刀刃106沿反方向螺旋而延伸的情况下，存在金属板103产生毛刺的问题点。

为了抑制毛刺的产生，人们考虑变更刀刃106延伸的方向。图2是表示铰刀105的其他例子的概略图。在图2所示的铰刀105中，刀刃106以随着朝向前端方向而朝旋转方向侧（以下称之为正方向）螺旋的方式延伸。关于其他方面与图1所示的例子相同。如图2所示，在使用了刀刃106沿正方向螺旋的铰刀105时，被加工孔104的内壁以在与行进方向相反一侧（铰刀的后端侧）产生切屑108的方式而被铰削。即，被加工孔104通过逆铣而被铰削。在被加工孔104通过逆铣来铰削的情况下，可防止在金属板103的表面部分金属板103被压向行进方向侧，并能够抑制毛刺的产生。

但是，在图2所示的例子中，切屑108朝向行进方向的相反侧排出，而切削液109朝行进方向侧排出。从而，切屑108的排出被切削液107所妨碍，有时切屑108会堵塞于铰刀105。其结果，有被加工孔104的内壁被切屑108铰削而无法获得所希望的孔径的情况。

从而，本发明的课题就在于提供一种能够抑制毛刺的产生并能够获得所希望的孔径的铰刀以及孔的加工方法。

本发明的铰刀，具备：圆柱部，为圆柱状，绕中心线在预先所设定的旋转方向上旋转；刃部，设于所述圆柱部的外周面，沿成为逆铣的方向螺旋而延伸；切削液流路，设于所述圆柱部内，被导入切削液；以及排出口组，形成于所述圆柱部的外周面，连接于所述切削液流路。所述切削液流路以切削液从所述排出口组朝向后端侧排出的方式延伸。

根据本发明，由于刃部被形成为逆铣，所以即便在被加工材料中使用了金属板也能够抑制毛刺的产生。

再者，切削液从排出口组朝向后端侧排出。即，切屑和切削液在同一方向（朝向后端侧的方向）上排出。因此，切屑的排出不会被切削液所妨碍，切屑不会堵塞于铰刀。可防止被加工孔因切屑而不必要地铰削，能够获得所希望的孔径。

本发明的孔的加工方法，包括：使铰刀旋转的工序；使用旋转的铰刀对预先形成于被加工板的孔进行加工的工序。所述铰刀具备：圆柱状的圆柱部；和刃部，设于所述圆柱部的外周面，螺旋并延伸。所述使铰刀旋转的工序包含使所述铰刀沿成为逆铣的方向旋转的工序。所述进行加工的工序包含：在所述圆柱部的内部导入切削液的工序；和将所导入的切削液从所述圆柱部的外周面朝向后端侧排出的工序。

根据本发明，提供一种能够抑制毛刺的产生，并能够获得良好的加工形状的铰刀以及孔的加工方法。

附图说明

图1是表示铰刀的一个例子的概略图。

图2是表示铰刀的其他例子的概略图。

图3是表示被加工材料的概略截面图。

图4是表示实施方式的铰刀的侧视图。

图5是表示图4的AA’截面的截面图。

图6是用于说明切削液流路以及排出口组之构成的图。

图7是用于说明实施方式的孔的加工方法的说明图。

图8是用于说明螺旋角的定义的说明图。

图9是表示实验结果的表。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

本实施方式的铰刀被用来整修在被加工材料上所设置的孔的形状。在本实施方式中，对使用航空器的主翼部件作为被加工材料这一情况进行说明。

在对铰刀进行说明之前，对被加工材料进行说明。

图3是表示被加工材料的概略截面图。如图3所示，被加工材料包括：第一复合材料板1-1、第二复合材料板1-2以及金属板2。它们以金属板2被第一复合材料板1-1和第二复合材层叠所夹持的方式而层叠。第一复合材料板1-1以及第二复合材料板1-2例如是CFRP（碳纤维强化塑料）板。另外，金属板2例如是钛（Ti）板。

如图3所示，第一复合材料板1-1、第二复合材料板1-2以及金属板2通过紧固部件4永久地紧固。即，不能将被加工材料拆开。另外，以贯通第一复合材料板1-1、第二复合材料板1-2以及金属板2的方式设置有被加工孔3。本实施方式的铰刀被用来整修此被加工孔3的形状。这里，由于无法拆开被加工材料，所以若在加工时金属板2产生毛刺，就无法除去所产生的毛刺。从而，人们强烈地要求在对这种被加工材料进行加工时，以不产生毛刺的方式来整修被加工孔3的形状。

接着，对本实施方式的铰刀之构成进行说明。

图4是表示本实施方式的铰刀5的侧视图。在图4中，为了说明上的方便而在一部分描绘出铰刀5的内部形状。

如图4所示，铰刀5具有：圆柱部6、多个刃部7、切削液流路9以及排出口组8。

圆柱部6形成铰刀5的主体部分，为圆柱状。圆柱部6在其后端部分连接于未图示的旋转机构。借助于旋转机构，圆柱部6在绕中心轴c的旋转方向上旋转。

多个刃部7形成于圆柱部6的侧面。各刃部7以越朝向前端侧越朝向与旋转方向同一方向的方式螺旋。即，各刃部7沿正方向螺旋。图5是表示图4的AA’截面的截面图。如图5所示，各刃部7被形成为前端部分朝向旋转方向。另外，在圆柱部6的侧面，相邻的多个刃部7之间形成有槽部12。

切削液流路9为被导入切削液的部分，设置于圆柱部6的内部。另一方面，为了排出所导入的切削液而设置有排出口组8，其设置于槽部12。

图6是用于说明切削液流路9以及排出口组8之构成的说明图。如图6所示，切削液流路9具有主干部9-1以及多个分支部9-2。主干部9-1以沿着中心轴c的方式延伸。各分支部9-2其一端连接于主干部9-1，其另一端连接于各排出口（8-1～8-3）。这里，分支部9-2从主干部9-1朝向后端侧而延伸。通过采用这样的构成，被导入主干部9-1的切削液经由分支部9-2从各排出口（8-1～8-3）朝向后端侧排出。

接下来，对本实施方式的孔的加工方法进行说明。图7是用于说明本实施方式的孔的加工方法的说明图。

如图7所示，使铰刀5在旋转方向上旋转。进而，切削液10被导入切削液流路9。据此，切削液10从各排出口（8-1～8-3）朝向后端侧排出。进而，使旋转的铰刀5在行进方向上移动，并插入被加工孔3内。据此，被加工孔3的内壁通过刃部7而被切削，被加工孔3的形状被整修。

这里，在本实施方式中，刃部7朝向正方向螺旋。从而，被加工孔3的内壁通过逆铣而被铰削，切屑11产生于刃部7的后端侧。所产生的切屑11沿着槽部12被导向铰刀5的后端侧而排出。这样，通过逆铣来加工被加工孔3，由此可防止在行进方向侧的金属板2的表面部分（图中部分A），金属板2被压向行进方向侧。因此，可防止金属板2产生毛刺。

再者，在本实施方式中，切削液10朝向后端侧排出。切削液10的排出方向与切屑11的排出方向相同。从而，切屑11的排出不会被切削液10所妨碍。可防止切屑11堵塞于槽部12，可对被加工孔3的形状进行整修以便成为所希望的孔径。

此外，在本实施方式，就被加工材料而言，对金属板2被第一复合材料板1-1和第二复合材料板1-2永久地夹持这一情况进行了说明。在这种情况下，如上述，由于无法拆开被加工材料，因而在金属板2产生毛刺时无法除去毛刺。从而，强烈地要求抑制毛刺。本实施方式的铰刀5在能够防止毛刺产生这一点上，能够适合应用于这种被加工材料。但是，本实施方式的铰刀5适用的被加工材料并不限定于这种被加工材料。如果在被加工材料中包含有金属板的话，有时会在加工时产生毛刺。若金属板产生毛刺就需要去毛刺作业。从而，如果采用包含金属板的材料作为被加工材料的话，通过使用本实施方式的铰刀5，能够抑制毛刺的产生并可省略去毛刺作业。

接下来，为了对本实施方式更详细地进行说明，对由发明人进行实验而得到的实验结果加以说明。

（比较例1）

作为比较例1，准备了刃部7沿反方向螺旋而延伸的铰刀。另外，刃部的螺旋角设定成30°。图8是用于说明螺旋角的定义的说明图。螺旋角是刃部（刃部的前端部）形成的线与通过该线上的一点的平行于铰刀5中心轴c的直线所成的角度。另外，在铰刀上还形成切削液流路以及排出口，以便切削液朝向前端侧排出。另外，铰刀的外径设定成16mm。

使比较例1的铰刀以旋转速度200rpm旋转，对金属板上所设置的被加工孔进行了加工。此外，切削液的流量设定成15～17ml/min。另外，进给速度（铰刀的行进速度）设定成0.05mm/rev.。在加工后对金属板上产生的毛刺的高度进行了测定。

（实施例1）

作为实施例1，准备了刃部7沿正方向螺旋而延伸的铰刀。另外，刃部的螺旋角设定成10°。另外，在铰刀上还形成切削液流路以及排出口组，以便切削液朝向后端侧排出。关于其他的构成与比较例1相同。使用此实施例1的铰刀，根据与比较例1相同的条件对被加工孔进行了加工。在加工后对金属板上产生的毛刺的高度进行了测定。

（实施例2）

作为实施例2，准备了刃部的螺旋角为30°的铰刀。关于其他的构成与实施例1相同。使用此实施例2的铰刀，根据与比较例1相同的条件对被加工孔进行了加工。在加工后对金属板上产生的毛刺的高度进行了测定。

（实施例3）

作为实施例3，准备了刃部的螺旋角为45°的铰刀。关于其他的构成与实施例1相同。使用此实施例3的铰刀，根据与比较例1相同的条件对被加工孔进行了加工。在加工后对金属板上产生的毛刺的高度进行了测定。

（实验结果以及考察）

图9是表示实验结果的表。如图9所示，在比较例1中毛刺的高度为0.2mm以上。在实施例1中毛刺的高度为0.2mm以上。在实施例2中毛刺的高度为0.1mm～0.2mm。在实施例3中毛刺的高度小于0.1mm。

如果对比较例1和实施例2进行比较的话，可理解实施例2一方毛刺的高度较小。即，可确认通过将刃部的螺旋方向设定成正方向，使切削液向后端侧排出，能够抑制毛刺的产生。

另外，如果对实施例1至实施例3进行比较的话，可理解螺旋角越大越能够抑制毛刺的高度。另外，还可以确认螺旋角小于30°会发生具有0.2mm以上的高度的毛刺。但是，在被加工板中包含复合材料板的情况下，若螺旋角超过50°则出现了在复合材料板部分产生起毛这一情况。从而，从抑制起毛的观点来看，螺旋角优选为50°以下。即，从抑制毛刺发生的观点来看，螺旋角优选为30°以上，从抑制起毛的观点来看优选为50°以下。

本申请基于在2010年11月10日所提出的专利申请编号为2010-252316号的日本专利申请，并要求该申请的优先权，该申请的公开内容通过引用而并入此文中。

Claims

1.一种铰刀，其特征在于，具备：

圆柱部，为圆柱状，绕中心线在预先所设定的旋转方向上旋转；

刃部，设于所述圆柱部的外周面，沿成为逆铣的方向螺旋而延伸；

切削液流路，设于所述圆柱部内，被导入切削液；以及

排出口组，形成于所述圆柱部的外周面，连接于所述切削液流路，

所述切削液流路以切削液从所述排出口组朝向后端侧排出的方式延伸。

2.如权利要求1所述的铰刀，其特征在于：

所述刃部以朝向前端侧沿所述旋转方向延伸的方式螺旋。

3.如权利要求1或者2所述的铰刀，其特征在于：

所述排出口组具有多个排出口，

所述切削液流路具有：

沿着所述圆柱部的中心轴延伸的主干部；以及

多个分支部，分别在一端连接于所述主干部，在另一端与所述多个排出口分别连接，

所述多个分支部分别从所述主干部朝向后端侧延伸。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的铰刀，其特征在于：

所述刃部的螺旋角为30°以上、50°以下。

5.一种孔的加工方法，其特征在于，包括：

使铰刀旋转的工序；

使用旋转的铰刀对预先形成于被加工板的孔进行加工的工序，

所述铰刀具备：

圆柱状的圆柱部；和

刃部，设于所述圆柱部的外周面，螺旋并延伸，

所述使铰刀旋转的工序包含使所述铰刀沿成为逆铣的方向旋转的工序，

所述进行加工的工序包含：

在所述圆柱部的内部导入切削液的工序；和

将所导入的切削液从所述圆柱部的外周面朝向后端侧排出的工序。

6.如权利要求5所述的孔的加工方法，其特征在于：

所述被加工板包含金属板。

7.如权利要求6所述的孔的加工方法，其特征在于：

所述被加工板进一步包含第一纤维强化塑料板，

所述金属板和所述纤维强化塑料板层叠。

8.如权利要求7所述的孔的加工方法，其特征在于：

所述被加工板进一步包含第二纤维强化塑料板，

所述金属板被夹在所述第一纤维强化塑料板和所述第二纤维强化塑料板之间。

9.如权利要求5至8中任一项所述的孔的加工方法，其特征在于：

所述刃部的螺旋角为30°以上、50°以下。