CN106799510B - 一种新型复合材料制孔刀具 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机械加工类技术，特别是涉及一种新型复合材料制孔刀具，其切削部分由麻花钻、锯齿铰刀、铰刀和人造金刚砂研磨体组成，具有钻孔、梳理和扩孔、铰孔和磨削等功能，能明显减少复合材料在机械钻孔时的刀具磨损，提高表面质量。本发明提出一种新型复合材料制孔刀具，以解决碳纤维复合材料在钻孔加工中存在的刀具磨损、钻孔质量差等技术问题。

Description

一种新型复合材料制孔刀具
技术领域
本发明属于机械加工类技术，特别是涉及一种新型复合材料制孔刀具。
背景技术
碳纤维复合材料(CFRP)，作为一种先进的增强复合材料，具有重量轻、抗拉强度高、硬度高、耐高温、耐热冲击、耐腐蚀和吸振性好等优点。目前，随着国内航空工业蓬勃发展，碳纤维复合材料在航空制造中的应用日益广泛，其成型后的构件二次加工越来越多，其中钻孔加工量非常大，约占总切削加工量的50％以上。由于碳纤维复合材料的硬度高，切削加工性很差，用普通麻花钻头钻削时钻头磨损严重，切削力逐渐增大，材料极易产生残余应力，使孔口纤维组织发生剥离、分层、起毛、翻边、甚至撕裂等现象。
发明内容
一种新型复合材料制孔刀具，以解决碳纤维复合材料在钻孔加工中存在的刀具磨损、钻孔质量差等技术问题。
一种新型复合材料制孔刀具，其特征在于，由钻头、过渡段、锯齿形铰刀、铰刀、研磨段和柄部组成。钻头切削刃为硬质合金材料，其余部分为高速钢材料。
所述钻头结构与普通麻花钻结构相同，主切削刃的顶角2φχ为130°±2°，其外圆直径为d1，副切削刃顶角2φ为110°。
所述锯齿形铰刀和铰刀结构与机用铰刀结构相同，其外圆直径均为d2。锯齿形铰刀外圆表面设有锯齿形状的切削刃，角度为60°。
所述研磨段其外圆表面电镀有一层人造金刚砂，其外圆直径为d。
所述锯齿形铰刀和铰刀结构中的切削刃数量为3～6条，根据刀具直径大小确定。
所述钻头外圆d1、锯齿形铰刀和铰刀外圆d2、研磨段外圆d，各外圆直径有如下关系：d1＜d2＜d，d为加工孔的最终尺寸。
所述柄部的形状与标准麻花钻相同，分为锥柄和柱柄两种，根据刀具直径大小确定。
随着碳纤维复合材料应用的日益广泛，其成型后的构件二次加工越来越多，其中钻孔加工量非常大，约占总切削加工量的50％以上。由于碳纤维复合材料切削加工性很差，在机械加工中仍存在很多需求解决的技术问题，如碳纤维加工理论研究、专用刀具开发、刀具的磨损、工艺参数的选择等。这些问题不仅影响产品加工精度和生产效率，还会严重制约碳纤维复合材料的应用与发展。本发明提出一种新型复合材料制孔刀具，在碳纤维复合材料孔加工中能减少刀具磨损，增加耐用度，明显提高制孔质量。
附图说明
图1是本发明复合材料制孔刀具主视图，
图2是本发明复合材料制孔刀具俯视图，
图3是本发明复合材料制孔刀具B-B剖视图，
图4是本发明复合材料制孔刀具A处局部放大图，
图5是本发明复合材料制孔刀具C-C剖视图，
图6是本发明复合材料制孔刀具D-D剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明，请参阅图1至图6。
一种新型复合材料制孔刀具，其特征在于，由钻头1、过渡段2、锯齿形铰刀3、铰刀4、研磨段5和柄部6组成。钻头1切削刃为硬质合金材料，其余部分为高速钢材料。
所述钻头1结构与普通麻花钻结构相同，主切削刃的顶角2φχ为130°±2°，其外圆直径为d1。
所述锯齿形铰刀3和铰刀4结构与机用铰刀结构相同，其外圆直径均为d2。锯齿形铰刀3外圆表面设有锯齿形状的切削刃，角度为60°。
所述研磨段5其外圆表面电镀有一层人造金刚砂，其外圆直径为d。
所述锯齿形铰刀3和铰刀4结构中的切削刃数量为3～6条，根据刀具直径大小确定。
所述钻头1外圆d1、锯齿形铰刀3和铰刀4外圆d2、研磨段5外圆d，各外圆直径有如下关系：d1＜d2＜d，相邻之差不大于1mm,d为所要加工孔的最终尺寸。
所述柄部6的形状与标准麻花钻相同，分为锥柄和柱柄两种，根据刀具直径大小确定。
实际操作时，可装在各种钻床或手电钻上使用，不加冷却液。

Claims (7)

1.一种新型复合材料制孔刀具，其特征在于：该制孔刀具用于对碳纤维复合材料进行钻孔加工，由钻头(1)、过渡段(2)、锯齿形铰刀(3)、铰刀(4)、研磨段(5)和柄部(6)组成，钻头(1)的切削刃为硬质合金材料，主切削刃采用双顶角新型群钻形式，主切削刃顶角2φχ为135°，副切削刃顶角2φ为110°；研磨段(5)外圆表面电镀有一层人造金刚砂，刀具其余部分为高速钢材料，锯齿形铰刀(3)外圆表面有纵向锯齿形状的切削刃，锯齿角度为60°。
2.根据权利要求1所述的一种新型复合材料制孔刀具，其特征在于：所述钻头(1)结构与标准麻花钻结构相同。
3.根据权利要求1所述的一种新型复合材料制孔刀具，其特征在于：所述锯齿形铰刀(3)和铰刀(4)结构与机用铰刀结构相同，其外圆直径均为d2。
4.根据权利要求1所述的一种新型复合材料制孔刀具，其特征在于：所述研磨段(5)外圆直径为d。
5.根据权利要求3所述的一种新型复合材料制孔刀具，其特征在于：所述锯齿形铰刀(3)和铰刀(4)结构中的切削刃数量为3～6条，需根据刀具直径大小确定，直径大则数量多。
6.根据权利要求1所述的一种新型复合材料制孔刀具，其特征在于：所述钻头(1)外圆d1、锯齿形铰刀(3)和铰刀(4)外圆d2、研磨段(5)外圆d，各外圆直径有如下关系：d1＜d2＜d，d为加工孔的最终尺寸。
7.根据权利要求1所述的一种新型复合材料制孔刀具，其特征在于：所述柄部(6)的形状与标准麻花钻柄部相同，分为莫氏锥柄和柱柄两种，需根据刀具直径大小确定。
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