CN202239843U - 一种切割芳纶纤维复合材料板材的铣刀 - Google Patents

Abstract

一种切割芳纶纤维复合材料板材的铣刀，是采用高速工具钢磨制的无齿圆盘铣刀，形状为圆盘状、边缘无刀齿，刀尖角为15°，中心有圆孔与机床连接、紧固，刃口及与板材接触的表面粗糙度Ra≤0.8。本实用新型特别适用于切割芳纶纤维复合材料板材，所加工的板材侧边光滑、美观，加工尺寸精度高。

Description

一种切割芳纶纤维复合材料板材的铣刀

技术领域

本实用新型涉及一种切割芳纶纤维复合材料板材的铣刀，用于厚度在10mm以下芳纶纤维复合材料板材的切割，属于复合材料加工技术领域。

背景技术

芳纶纤维是一种高强度、中模量、低密度的纤维，具有较高的断裂延伸率，介电性能好。芳纶纤维增强复合材料压缩强度低、韧性高、抗冲击性好，但纤维与树脂基体的结合力较差，因此机械加工极易分层。如果切割过程中产生的热量过高，则复合材料中的树脂就会熔化，粘在切削面和刀具上，这时，板材的切削面处就出现了烧焦的现象。

在复合材料加工领域，芳纶纤维复合材料板材的切割一直困扰着工程技术人员。这是因为芳纶纤维柔韧性好，其复合材料在切削时纤维不易被切断，未切断的纤维和树脂堆积在断口处，造成加工面粗糙、起毛，甚至分层、烧焦。

一般来讲，目前切割芳纶纤维复合材料板材的刀具有：金刚砂锯片刀和硬质合金正反螺旋刃铣刀，但金刚砂锯片刀和硬质合金正反螺旋刃铣刀均存在着一些不足之处：从加工效果来说，都不够理想，尤其是金刚砂锯片刀基本不可行；硬质合金正反螺旋刃铣刀与金刚砂锯片刀相比，加工效果有改善，但只适于切割厚度较厚的板材，刀具材料为价格昂贵的硬质合金，刀具刃磨困难。从加工设备来说，使用正反螺旋刃铣刀切割时，需要转速高于2000r/min的高速铣床，设备投入较大。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种切割芳纶纤维复合材料板材的铣刀，有效地避免了加工面起毛、分层、烧焦等加工缺陷。

本实用新型的技术解决方案是：

一种切割芳纶纤维复合材料板材的铣刀，所述芳纶纤维复合材料板材安装在铣床上进行加工，所述铣刀为无齿圆盘铣刀，形状为圆盘状，边缘无刀齿，刀尖角为15°，铣刀中心有安装圆孔，所述铣刀的刃口及与板材接触的表面粗糙度Ra≤0.8。所述铣刀采用高速工具钢磨制。所述铣刀需淬火处理，硬度应达到HRC 35～40。使用所述铣刀切割芳纶纤维复合材料板材时，机床的主轴转速应控制在400～500r/min范围内。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

(1)本实用新型针对芳纶纤维复合材料高韧性、高强度、与树脂基体结合力差等特点，采用无齿圆盘铣刀切割芳纶纤维复合材料板材，取代了金刚砂锯片刀和硬质合金正反螺旋刃铣刀等现有刀具，且本实用新型的铣刀具有最佳刀尖角15度，刀尖边缘无刀齿，所加工制品的切削面表面质量高，尺寸精度高，杜绝了起毛、分层、烧焦等现象的出现，刀具采用高速工具钢制造，成本低。

(2)使用本实用新型提供的铣刀切割芳纶纤维复合材料板材时用的铣床只需低转速(ω≤500r/min)即可实现，无需高速机床，设备成本大大降低。

(3)本实用新型采用无齿圆盘铣刀切割板材，避免了金刚砂锯片刀切割时由于刚性差、不锋利造成的起毛严重的问题；克服了正反螺旋刃铣刀只能切割厚板材的局限性以及难刃磨的缺点。

附图说明

图1为本实用新型无齿圆盘铣刀的示意图。

具体实施方式

本实用新型铣刀采用高速工具钢制造，使用转速不高于500r/min的普通铣床切割芳纶纤维复合材料板材，制品加工面光滑，无起毛、分层、烧焦等现象。本实用新型提出的无齿圆盘铣刀是一种低成本、高质量切割芳纶纤维复合材料板材的刀具。

切割芳纶纤维复合材料板材前，先对刀具材料进行热处理，以达到规定的硬度；按照刀具参数磨制无齿圆盘铣刀，使得刀刃锋利；加工前压紧芳纶纤维复合材料板材，以避免分层；将机床转速调至规定的转速开始切割。

本实用新型提供的一种切割芳纶纤维复合材料板材的铣刀，其特征在于：

所述无齿圆盘铣刀采用高速工具钢磨制，如图1所示，本实用新型的无齿圆盘铣刀的形状为圆盘状、边缘无刀齿，刀尖角为15°，中心有圆孔与机床连接、紧固，刃口及与板材接触的表面粗糙度Ra≤0.8。所述铣刀的材料需淬火处理，硬度应达到HRC 35～40。且使用本实用新型的铣刀切割芳纶纤维复合材料板材之前，必须压紧芳纶纤维复合材料板材，且所加工的直面部分为板材的加工面。使用所述铣刀(无齿圆盘铣刀)切割板材时，机床的主轴转速应控制在400～500r/min。

实施例：

加工厚度2mm的芳纶纤维复合材料单向层合板，平面尺寸为300 X 200mm，需切割成平面尺寸为230 X 12.5mm的多个试件。要求尺寸精度±0.1mm，切削面应光滑，无起毛、分层、烧焦等现象。

加工步骤如下：

(1)设计、加工高速工具钢的无齿圆盘铣刀，刀尖角15°，淬火处理硬度达到HRC40，刀刃锋利，刃口及与板材接触的表面粗糙度Ra≤0.8。

(2)设定铣床转速450r/min，单向层合板上表面用压板压紧。

(3)铣刀旋转切削时，走刀速度应尽量快，以减少切削时热量的积累。

(4)实测切割的试件尺寸，长度在229.06～230.08mm范围内，宽度在12.46～12.54mm范围内，满足设计指标，所切下的直面断口清晰，无起毛、分层、烧焦等现象。

加工效果对比：

使用本发明的无齿圆盘铣刀切割的试件所有切削面光滑、平整、无毛丝，满足了长度、宽度±0.1mm的公差要求；而使用现有的金刚砂锯片刀和正反螺旋刃铣刀切割的试件切削面起毛严重，局部有分层现象，尺寸公差不能保证。

Claims (3)

1.一种切割芳纶纤维复合材料板材的铣刀，所述芳纶纤维复合材料板材安装在铣床上进行加工，其特征在于：所述铣刀为无齿圆盘铣刀，形状为圆盘状，边缘无刀齿，刀尖角为15°，铣刀中心有安装圆孔，所述铣刀的刃口及与板材接触的表面粗糙度Ra≤0.8。

2.根据权利要求1所述的一种切割芳纶纤维复合材料板材的铣刀，其特征在于：所述铣刀采用高速工具钢磨制。

3.根据权利要求1所述的一种切割芳纶纤维复合材料板材的铣刀，其特征在于：所述铣刀需淬火处理，硬度应达到HRC 35～40。 

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