CN204686045U - 一种用于加工复合材料的pcd组合刀具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于加工复合材料的PCD组合刀具，包括直柄刀体、排屑槽、后部刀片、中部刀片、前部刀片、顶尖孔、前部刀片槽、中部刀片槽、后部刀片槽、冷却孔、通油孔；分别通过五轴联动的铣床铣出排屑槽、前部刀片槽、中部刀片槽、后部刀片槽，通过深孔钻钻出通油孔，通过电火花线切割机打出冷却孔，所述冷却孔与排屑槽连接，所述后部刀片固定在后部刀片槽上，所述中部刀片固定在中部刀片槽上，所述前部刀片固定在前部刀片槽上。本实用新型是一种高效、高精度、高寿命，并且加工表面质量好、毛刺少、切削力低的一种用于加工新型复合材料的PCD组合刀具。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于加工复合材料的PCD组合刀具，用于工业生产中。
背景技术
目前由于硅铝合金等复合材料具有比重小、耐磨、导热性好、耐腐蚀、撞冲时不产生火花、冲击吸收性能好、无磁性、基本无毒性，便于回收再利用等优点，其在发动机制造行业的应用更广泛一些。另外由于铝元素在地壳中的蕴藏量很丰富，因而铝合金的生产和应用定会得到很大的发展。随着铝合金的广泛应用，我国铝合金消费量也在逐年增加，相应的铝合金产量也在增加，铝合金能否大量生产和应用，在很大程度上受到他的切削加工性能的影响。而铝合金材料其机械、力学性能和化学组分不同于铸铁、钢材和硬质合金等工件，在切削设备、切削刀具和切削工艺诸方面都有着与铸铁不同的特殊要求。
目前加工复合材料主要有传统加工方式和特种加工方式。传统加工方式主要是用高速钢、硬质合金刀具来对复合材料进行切削加工，其中硬质合金比较适用于加工复合材料，通过加工碳纤维复合材料的钻削加工发现，采用硬质合金钻头加工时候分层少，毛刺以及钻头的磨损相对较少。但是传统加工刀具加工复合材料的质量越来越难以满足要求，特别是尺寸精度的要求，而且由于刀具和工件之间有接触，加工后会产生残余应力。特种加工方式主要包括激光束加工、高压水切割和高压水磨砂切割、电火花加工、超声波加工。相对于传统加工，特种加工方法具有加工质量高，容易监控等优点，但是其加工成本高，且操作复杂程度高。
实用新型内容
针对现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于加工复合材料的PCD组合刀具。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种用于加工复合材料的PCD组合刀具，包括直柄刀体、排屑槽、后部刀片、中部刀片、前部刀片、顶尖孔、前部刀片槽、中部刀片槽、后部刀片槽、冷却孔、通油孔；分别通过五轴联动的铣床铣出排屑槽、前部刀片槽、中部刀片槽、后部刀片槽，通过深孔钻钻出通油孔，通过电火花线切割机打出冷却孔，所述冷却孔与排屑槽连接，所述后部刀片固定在后部刀片槽上，所述中部刀片固定在中部刀片槽上，所述前部刀片固定在前部刀片槽上。
所述后部刀片、中部刀片、前部刀片均为两片，且两片刀片之间的夹角均为90°。
所述排屑槽为直槽，与直柄刀体的中心线的夹角为0°。
所述通油孔与冷却孔之间的夹角为30°。
所述后部刀片、中部刀片、前部刀片包括前刀面，主后刀面和副后刀面，第一切削刃和第二切削刃以及第一倒角边；所述前刀面是切屑流出的面，主后刀面和副后刀面正对已加工表面；前刀面与两个后刀面相交，两个切削刃分别位于前刀面和两个后刀面的交线上，刀片的弧边与切削刃和后刀面相连接；刀片的前角为0°，前角是前刀面与竖直面的夹角；所述第一切削刃的后角为17°，第二切削刃的后角为8°，后角是切削刃与水平面的夹角；所述后部刀片上有断屑台通过电火花线切割机打出。
所述后部刀片、中部刀片、前部刀片的厚度为1.4mm。
所述第一倒角边的宽度为0.25mm，角度为45°；后部刀片和中部刀片的第二倒角边的宽度为0.08mm，角度为75°；第一切削刃和第二切削刃高度为0.3mm。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的优点：
本实用新型是一种高效、高精度、高寿命，并且加工表面质量好、毛刺少、切削力低的一种用于加工新型复合材料的PCD组合刀具。其切削速度在10000rpm以上，进给速度可以达到3000mm/min，粗糙度为0.8以下，而且与硬质合金相比切削力更小，在切削速度为7000rpm，进给速度为1500毫米/分的情况下，本实用新型切削时的x方向的切削力最大为30N，远远低于其他形式组合刀具的力。
附图说明
图1是本实用新型一种用于加工复合材料的PCD组合刀具主视图。
图2是本实用新型一种用于加工复合材料的PCD组合刀具侧视图。
图3是本实用新型一种用于加工新型复合材料的PCD组合刀具的刀片3的主视图；
图4是本实用新型一种用于加工新型复合材料的PCD组合刀具的刀片3的侧视图。
图5是本实用新型一种用于加工新型复合材料的PCD组合刀具的刀片4的主视图；
图6是本实用新型一种用于加工新型复合材料的PCD组合刀具的刀片4的侧视图。
图7是本实用新型一种用于加工新型复合材料的PCD组合刀具的刀片5的主视图；
图8是本实用新型一种用于加工新型复合材料的PCD组合刀具的刀片5的侧视图。
图9是本实用新型一种用于加工复合材料的PCD组合刀具冷却孔、通油孔结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的优选实施例结合附图说明如下：
如图1、图2和图9所示，一种用于加工复合材料的PCD组合刀具，包括直柄刀体1、排屑槽2、后部刀片3、中部刀片4、前部刀片5、顶尖孔6、前部刀片槽7、中部刀片槽8、后部刀片槽9、冷却孔10、通油孔11；分别通过五轴联动的铣床铣出排屑槽2、前部刀片槽7、中部刀片槽8、后部刀片槽9，通过深孔钻钻出通油孔11，通过电火花线切割机打出冷却孔10，所述冷却孔10与排屑槽2连接，所述后部刀片3固定在后部刀片槽9上，所述中部刀片4固定在中部刀片槽8上，所述前部刀片5固定在前部刀片槽7上。
所述后部刀片3、中部刀片4、前部刀片5均为两片，且两片刀片之间的夹角均为90°。
所述排屑槽2为直槽，与直柄刀体1的中心线的夹角为0°。
所述通油孔11与冷却孔10之间的夹角为30°。
如图3至图8所示，所述后部刀片3、中部刀片4、前部刀片5包括前刀面17，主后刀面20和副后刀面19，第一切削刃16和第二切削刃15以及第一倒角边12；所述前刀面17是切屑流出的面，主后刀面20和副后刀面19正对已加工表面；前刀面17与两个后刀面相交，两个切削刃分别位于前刀面17和两个后刀面的交线上，刀片的弧边与切削刃和后刀面相连接；刀片的前角为0°，前角是前刀面17与竖直面的夹角；所述第一切削刃16的后角为17°，第二切削刃15的后角为8°，后角是切削刃与水平面的夹角；所述后部刀片3上有断屑台14通过电火花线切割机打出。所述后部刀片3、中部刀片4、前部刀片5的厚度为1.4mm。所述第一倒角边12的宽度为0.25mm，角度为45°；后部刀片3和中部刀片4的第二倒角边13的宽度为0.08mm，角度为75°；第一切削刃16和第二切削刃15高度为0.3mm。
其中刀片并不是全部由PCD组成，由PCD和硬质合金组成，统称为PCD刀片。PCD刀片采用高频焊机焊接在刀槽中，使用红外测温设备构成的闭环温度控制系统来控制温度范围为600-700℃，焊接完毕保温20分钟，保温时间如果太短，低于10分钟，会出现PCD刀片的断裂，保温时间过长直接影响加工生产效率。最后通过慢走丝切割机对PCD刀片线切割以达到要求。
Claims (7)
1.一种用于加工复合材料的PCD组合刀具，包括直柄刀体（1）、排屑槽（2）、后部刀片（3）、中部刀片（4）、前部刀片（5）、顶尖孔（6）、前部刀片槽（7）、中部刀片槽（8）、后部刀片槽（9）、冷却孔（10）、通油孔（11）；其特征在于：分别通过五轴联动的铣床铣出排屑槽（2）、前部刀片槽（7）、中部刀片槽（8）、后部刀片槽（9），通过深孔钻钻出通油孔（11），通过电火花线切割机打出冷却孔（10），所述冷却孔（10）与排屑槽（2）连接，所述后部刀片（3）固定在后部刀片槽（9）上，所述中部刀片（4）固定在中部刀片槽（8）上，所述前部刀片（5）固定在前部刀片槽（7）上。
2.根据权利要求1所述的用于加工复合材料的PCD组合刀具，其特征在于，所述后部刀片（3）、中部刀片（4）、前部刀片（5）均为两片，且两片刀片之间的夹角均为90°。
3.根据权利要求1所述的用于加工复合材料的PCD组合刀具，其特征在于，所述排屑槽（2）为直槽，与直柄刀体（1）的中心线的夹角为0°。
4.根据权利要求1所述的用于加工复合材料的PCD组合刀具，其特征在于，所述通油孔（11）与冷却孔（10）之间的夹角为30°。
5.根据权利要求1所述的用于加工复合材料的PCD组合刀具，其特征在于，所述后部刀片（3）、中部刀片（4）、前部刀片（5）包括前刀面（17），主后刀面（20）和副后刀面（19），第一切削刃（16）和第二切削刃（15）以及第一倒角边（12）；所述前刀面（17）是切屑流出的面，主后刀面（20）和副后刀面（19）正对已加工表面；前刀面（17）与两个后刀面相交，两个切削刃分别位于前刀面（17）和两个后刀面的交线上，刀片的弧边与切削刃和后刀面相连接；刀片的前角为0°，前角是前刀面（17）与竖直面的夹角；所述第一切削刃（16）的后角为17°，第二切削刃（15）的后角为8°，后角是切削刃与水平面的夹角；所述后部刀片（3）上有断屑台（14）通过电火花线切割机打出。
6.根据权利要求1所述的用于加工复合材料的PCD组合刀具，其特征在于，所述后部刀片（3）、中部刀片（4）、前部刀片（5）的厚度为1.4mm。
7.根据权利要求5所述的用于加工复合材料的PCD组合刀具，其特征在于，所述第一倒角边（12）的宽度为0.25mm，角度为45°；后部刀片（3）和中部刀片（4）的第二倒角边（13）的宽度为0.08mm，角度为75°；第一切削刃（16）和第二切削刃（15）高度为0.3mm。
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| CN105328222A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-02-17 | 重庆志成机械有限公司 | 一种加工阶梯孔的刀具 |
| CN107716962A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-02-23 | 鼎胜刀具（东莞）有限公司 | 一种镜面刀 |
| CN108608040A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-10-02 | 大连理工大学 | 用于复合材料及其叠层结构高质量制孔的竖刃双阶梯微齿刀具 |
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