CN106112082B - 一种加工纤维复合材料的不等倾角pcd铣刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加工纤维复合材料的不等倾角PCD铣刀，其包括刀口和设置在刀口后端的刀柄；刀口的前端设置有：设置成无轴向前角的A刃，A刃上设置有第一PCD刀刃，A刃对面设置有第一排屑槽；设置成正轴向前角的B刃，B刃上设置有第二PCD刀刃，B刃对面设置有第二排屑槽；以及设置成负轴向前角的C刃，C刃上设置有第三PCD刀刃，C刃对面设置有第三排屑槽。本发明的特殊结构设计，使得切削力被互相抵消，对被加工材料的切削压力和应力大大降低，使材料加工表面质量大大提高，同时还增加了刀具的使用寿命和实现了一刀多用，有效提高了刀具的使用效率。

Description

一种加工纤维复合材料的不等倾角PCD铣刀

技术领域

本发明涉及纤维复合材料加工铣刀领域，具体涉及一种加工纤维复合材料的不等倾角PCD铣刀。

背景技术

现阶段，公开的碳纤维复合材料铣削加工刀具分为整体硬质合金刀具与PCD刀具，且这两种刀具分别具有以下缺点：

1、整体硬质合金常采用交错刃立铣刀或菱齿型立铣刀，虽然可以达到较高的表面质量，但是由于刀具材料自身限制，即使采用涂层技术，刀具寿命也无法太长。寿命问题对于大型工件的加工尤为明显，在大型工件的加工中往往因此多次换刀，换刀处很难控制表面质量，甚至产生严重的接刀痕，对于某些表面质量要求严格的行业，接刀痕的产生很可能判断工件的整体报废。

2、交错齿铣刀的使用条件必须将左右螺旋切削刃的交汇处始终保持在被加工复合材料板厚的中间位置，会对被加工工件厚度的一致性产生很大依赖。由于多数CFRP工件的大幅弯曲的特点，装夹方式以真空吸附为主，切削过程中刀具往往与工件表面不会时刻保持垂直；且整个工件厚度变化较大，交错齿铣刀的中心往往很难处于工件厚度中心位置，上下表面的剪切不均使得两面毛刺的出现部位和时间均不可控。为保证刀具中心处于工件厚度中心，不得不采用更复杂的刀路配合更高轴位的机床，大大增加了设备投入费用和工人编写程序的时间，加工效率较之本发明刀具结构远远不足。

3、现有PCD刀具采用切削刃相同轴向前角设计，铣削过程中被加工表面所受切削力朝向相同，如果切削力斜向上作用，材料下表面的纤维层刚性较好，容易完全被切断；而材料上表面的纤维层由于缺乏上方的支撑材料，不容易完全被切断，因此上表面容易出现毛刺、撕裂甚至分层的现象，影响被加工工件表面质量。

4、在铣削工序后需增加一道专门去毛刺工序，效率低下且人工成本高。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种加工纤维复合材料的不等倾角PCD铣刀解决了现有铣刀寿命短和/或效率低的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种加工纤维复合材料的不等倾角PCD铣刀，其包括刀口和设置在刀口后端的刀柄；刀口的前端设置有：

A刃， A刃设置成无轴向前角，A刃上设置有第一PCD刀刃，A刃对面设置有第一排屑槽；

B刃， B刃设置成正轴向前角，B刃上设置有第二PCD刀刃，B刃对面设置有第二排屑槽；

C刃， C刃设置成负轴向前角，C刃上设置有第三PCD刀刃，C刃对面设置有第三排屑槽。

进一步地，A刃的前端开有越过刀口中心的凹槽，凹槽内设置有第四PCD刀刃。

进一步地，A刃上设置的第一PCD刀刃与凹槽内设置的第四PCD刀刃一体成型。

本发明的有益效果为：

1、本发明解决了原有刀具加工后产品表面质量差的问题，且寿命更长。

2、本发明相对于制造传统整体硬质合金刀具而言，加工制造更为容易，极大程度的降低了加工时间、提高了生产效率。

3、本发明采用三个不同轴向前角结构的PCD刀刃，使得切削力被相互抵销，对被加工材料的切削压力和应力大大降低，配合锋利的刃口，保证了轻快的切削过程，极大程度的避免了毛刺、撕裂、分层等缺陷发生；由于切削力的相互抵销，所以本发明的刚性得以提高；平稳切削，保证了本发明可以在更高的切削速度和进给速率下达到良好的切削效果的目的。

4、本发明的A刃采取独特的过中心设计，使本发明实现一刀多用，既能侧铣也可以实现面铣与铣孔的功能，最大程度的提高了刀的使用率，达到降低加工成本的目的。

5、本发明不仅可以使用在碳纤维复合材料中，还可以使用在玻璃纤维复合材料、硼纤维复合材料等复合材料中。

附图说明

图1为本发明的刃部轴向视图；

图2为A刃的主视图；

图3为B刃的主视图；

图4为C刃的主视图。

其中：1、刀口；11、刀柄；2、A刃；21、第一排屑槽；22、凹槽；3、B刃；31、第二排屑槽；4、C刃；41、第三排屑槽；52、第一PCD刀刃；53、第二PCD刀刃；54、第三PCD刀刃；55、第四PCD刀刃。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1、图2、图3和图4所示，该一种加工纤维复合材料的不等倾角PCD铣刀包括刀口1和设置在刀口1后端的刀柄11；刀口1的前端设置有：

A刃2，A刃2设置成无轴向前角，A刃2上设置有第一PCD刀刃52，A刃2对面设置有第一排屑槽21；

B刃3，B刃3设置成正轴向前角，B刃3上设置有第二PCD刀刃53，B刃3对面设置有第二排屑槽31；

C刃4，C刃4设置成负轴向前角，C刃4上设置有第三PCD刀刃54，C刃4对面设置有第三排屑槽41。

为了使本发明能达到一刀多用，使本发明能进行插铣，并且使本发明能在插铣的过程中快速的排出产生的屑渣，A刃2的前端开有越过刀口1中心的凹槽22，凹槽22内设置有第四PCD刀刃55。

在本发明的一个实施例中，为了使本发明的制造方便，A刃2上设置的第一PCD刀刃52与凹槽22内设置的第四PCD刀刃55一体成型。

本发明的无轴向前角的A刃2、正轴向前角的B刃3、负轴向前角的C刃4，在使用本发明进行侧铣时，无轴向前角A刃2对复合材料产生垂直工件表面切削分力；B刃3用于铣削工件下表面，工件下表面受到了向上的切削分力；C刃4用于铣削工件上表面，工件上表面受到了向下的切削分力，切削合力始终指向工件材料板厚中心。所以在铣削过程中，材料上下表面的纤维层轻易被完全切断，从而避免了工件表面撕裂、毛刺、分层等加工缺陷的产生。

本发明A刃2的过中心设计，可以完成材料表面的插铣动作，实现一刀多用，不仅能进行侧铣，还能实现面铣和铣孔的功能，最大程度提高了刀具的使用率；由于本发明的刀刃采用PCD刀刃，使得本发明的寿命比整体硬质合金的寿命高。

Claims (2)

1.一种加工纤维复合材料的不等倾角PCD铣刀，其特征在于：包括刀口(1)和设置在所述刀口(1)后端的刀柄(11)；所述刀口(1)的前端设置有：

A刃(2)，所述A刃(2)设置成无轴向前角，A刃(2)上设置有第一PCD刀刃(52)，A刃(2)对面设置有第一排屑槽(21)；

B刃(3)，所述B刃(3)设置成正轴向前角，B刃(3)上设置有第二PCD刀刃(53)，B刃(3)对面设置有第二排屑槽(31)；

C刃(4)，所述C刃(4)设置成负轴向前角，C刃(4)上设置有第三PCD刀刃(54)，C刃(4)对面设置有第三排屑槽(41)；

所述A刃(2)的前端开有越过刀口(1)中心的凹槽(22)，所述凹槽(22)内设置有第四PCD刀刃(55)。

2.根据权利要求1所述的一种加工纤维复合材料的不等倾角PCD铣刀，其特征在于：所述A刃(2)上设置的第一PCD刀刃(52)与所述凹槽(22)内设置的第四PCD刀刃(55)一体成型。