CN209579682U - 用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具，包括刀杆、刀头，刀头包括：第一切削组件，用于加工所述复合板的上下两碳纤维层，包括上下两刀盘，各刀盘外周分别设有多个第一螺旋槽，相邻的第一螺旋槽之间形成刀盘的第一刀齿；若干第二切削组件，用于加工复合板的芳纶纸蜂窝夹层，该若干第二切削组件叠加在一起；各第二切削组件分别包括上下相邻的两刀片，各刀片外周分别设有多个第二螺旋槽，相邻的第二螺旋槽之间形成刀片的第二刀齿；第二切削组件位于两刀盘之间，各刀盘的第一刀齿的切削方向、各刀片的第二刀齿的切削方向一致。本实用新型能够实现碳纤维复合材料和芳纶纸蜂窝芯材的同步切削，提高加工质量和加工效率，延长刀具使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及切削刀具领域，特别是涉及一种用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具。
背景技术
碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板是在两块碳纤维复合材料面板中间夹着厚而轻的芳纶纸蜂窝芯材，并采用胶粘剂在一定温度和压力下复合而成一个整体刚性结构。由于碳纤维复合材料和芳纶纸蜂窝芯材结构和切削性能的差异，使得仅采用同一结构和材质的刀具来加工时，难以保证加工质量和刀具使用寿命，同时也不利于降低刀具成本。但目前未有能够同时加工碳纤维复合材料和芳纶纸蜂窝芯材的组合刀具。如公告号为CN203725865U(一种用于碳纤维复合材料的粗精加工立铣刀)的中国专利，其提到的刀具仅适用于碳纤维复合材料的粗精加工，不适合用于纸蜂窝材料的加工；公告号为CN203725861U(一种加工纸蜂窝材料的组合刀具)、公告号为CN201353660(上反角盘式蜂窝铣刀)、公告号为CN202336895U(一种加工纸蜂窝复合材料专用刀具)、公告号为CN205414530U(一种蜂窝铣刀的)的中国专利，其提到的刀具均仅适用于纸蜂窝材料的加工。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具，该组合刀具能够实现碳纤维复合材料和芳纶纸蜂窝芯材的同步切削，提高加工质量和加工效率，延长刀具使用寿命。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具，包括刀杆、刀头，刀头设置在刀杆上；其特征在于：所述刀头包括：
一第一切削组件，用于加工碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的上下两碳纤维层，该第一切削组件包括上下两刀盘，各刀盘外周分别设有多个第一螺旋槽，相邻的第一螺旋槽之间形成刀盘的第一刀齿；
若干第二切削组件，用于加工碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的芳纶纸蜂窝夹层，该若干第二切削组件叠加在一起；各第二切削组件分别包括上下相邻的两刀片，各刀片外周分别设有多个第二螺旋槽，相邻的第二螺旋槽之间形成刀片的第二刀齿；
所述若干第二切削组件位于所述第一切削组件的两刀盘之间，各刀盘的第一刀齿的切削方向、各刀片的第二刀齿的切削方向一致。
进一步的，所述各刀盘的第一螺旋槽的螺旋角为30°～45°；所述两刀盘的第一螺旋槽的螺旋方向相反。
进一步的，所述各刀片的第二螺旋槽的螺旋角为10°～15°；各第二切削组件的两刀片的第二螺旋槽的螺旋方向相反。
进一步的，各刀片的第二刀齿分别与相邻刀片的第二刀齿上下错开。
进一步的，所述刀盘的齿数大于刀片的齿数。
进一步的，所述第一刀齿的厚度为3～4mm，所述第一刀齿的前刀面和/或后刀面为曲面。
进一步的，所述第二刀齿的厚度为1～2mm，所述第二刀齿的前刀面和/或后刀面为曲面。
进一步的，所述第一切削组件和第二切削组件通过挡圈和螺钉固定于所述刀杆上；所述螺钉的螺纹旋向与所述刀杆的旋转方向相反。
进一步的，所述刀盘中部和刀片中部分别设有内孔，该内孔为对称的鼓形截面孔；所述刀杆底端部为穿过所述鼓形截面孔的削边圆柱体，该削边圆柱体与鼓形截面孔过渡配合。
进一步的，所述刀盘材质为硬质合金CVD金刚石涂层，所述刀片材质为硬质合金。
进一步的，所述第二切削组件的数量根据碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的厚度进行增减，且第二切削组件的数量减少时，在刀杆底部安装与刀片厚度相同的垫片，且垫片位于第一切削组件的两刀盘之外，垫片的数量与被减掉的刀片的数量相同。
相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型采用所述第一切削组件和第二切削组件配合刀杆构成的组合刀具，可实现碳纤维复合材料和芳纶纸蜂窝芯材的同步切削加工，并提高了加工效率，延长刀具使用寿命，降低了刀具成本。
2、所述各刀盘的第一螺旋槽的螺旋方向相反，可提高刀具使用寿命，减少碳纤维复合材料加工过程中产生的毛刺，消除夹层复合板的分层现象，提高碳纤维复合材料的加工质量。
3、所述各第二切削组件的两刀片的第二螺旋槽的螺旋方向相反，可减少芳纶纸蜂窝芯材的切削阻力，提高芳纶纸蜂窝芯材加工质量。
4、各刀片的第二刀齿分别与相邻刀片的第二刀齿上下错开，可减少芳纶纸蜂窝芯材的切削阻力，提高芳纶纸蜂窝芯材加工质量。
5、所述各刀盘、刀片和刀杆通过鼓形截面孔和削边圆柱体进行配合，可使刀盘和刀片周向精确定位，并传递扭矩，且鼓形截面孔和削边圆柱体的配合方式比平键槽联结方式的动平衡更好，加工成本更低。
6、所述第二切削组件根据碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的厚度进行增减，因而本实用新型可以通过调整芳纶纸蜂窝碎屑刀片的数量适应不同厚度的碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的加工，从而降低刀具成本。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具不局限于实施例。
附图说明
图1是碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的剖视图；
图2是本实用新型的主视图；
图3是本实用新型的剖视图；
图4是本实用新型的其中一刀盘的结构示意图；
图5是本实用新型的另一刀盘的结构示意图；
图6是本实用新型的各第二切削组件的其中一刀片的结构示意图；
图7是本实用新型的各第二切削组件的另一刀片的结构示意图；
图8是本实用新型的刀杆的结构示意图；
图9是本实用新型的切削加工受力示意图；
图10是本实用新型在刀片数量减少时的剖视图；
图11是本实用新型的垫片的俯视图。
具体实施方式
实施例，请参见图1-图9所示，本实用新型的一种用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具，包括刀杆1、刀头，刀头设置在刀杆1上。所述碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的结构如图1所示，该碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板6包括上下两碳纤维层61、63和位于该两碳纤维层61、63之间的芳纶纸蜂窝夹层62，各碳纤维层即由碳纤维复合材料制成，芳纶纸蜂窝夹层即由芳纶纸蜂窝芯材制成。所述刀头包括：
一第一切削组件2，用于加工碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的上下两碳纤维层61、63，该第一切削组件2包括上下两刀盘21、22，各刀盘外周分别设有多个第一螺旋槽212/222,相邻的第一螺旋槽之间形成刀盘的第一刀齿211/221；
若干第二切削组件3，用于加工碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的芳纶纸蜂窝夹层62，该若干第二切削组件3叠加在一起；各第二切削组件3分别包括上下相邻的两刀片31、32，该两刀片31、32构成一对，且各刀片外周分别设有多个第二螺旋槽312/322,相邻的第二螺旋槽之间形成刀片的第二刀齿311/321；
所述第一切削组件2和所述若干第二切削组件3同轴设置，且所述若干第二切削组件3位于所述第一切削组件的两刀盘21、22之间。
本实施例中，各刀盘的第一刀齿的切削方向、各刀片的第二刀齿的切削方向一致，如此，切削加工时，使各刀盘的第一刀齿、各刀片的第二刀齿均可进行切削动作。
本实施例中，所述各刀盘的第一螺旋槽的螺旋角为30°～45°。两刀盘的第一螺旋槽的螺旋方向相反，具体，其中一刀盘的第一螺旋槽212为左旋上升式，如图4所示，另一刀盘的第一螺旋槽222为右旋上升式，如图5所示。如此，切削加工时，可使得切削时的轴向分力Fx1与轴向分力Fx8相互抵消，可消除碳纤维层的切削毛刺，并减少刀杆1的弯曲变形。
本实施例中，所述各刀片的第二螺旋槽的螺旋角为10°～15°。各第二切削组件3的两刀片的第二螺旋槽的螺旋方向相反，具体，其中一刀片的第二螺旋槽312为左旋上升式，如图6所示，另一刀片的第二螺旋槽322为右旋上升式，如图7所示。如此，切削加工时，可使得切削时的轴向分力Fx2和Fx7相互抵消，有利于芳纶纸蜂窝的切断并减少刀杆1的弯曲变形。
本实施例中，所述刀盘的齿数(即第一刀齿211/221的数量)大于所述刀片的齿数(即第二刀齿311/321的数量)，使本实用新型的容屑空间大，且可减少高硬脆碳纤维材料对刀具的磨损。
本实施例中，各刀片的第二刀齿分别与相邻刀片的第二刀齿上下错开，如此，可减少芳纶纸蜂窝芯材的切削阻力，提高芳纶纸蜂窝芯材加工质量。
本实施例中，所述第一刀齿211/221的厚度为3～4mm，所述第一刀齿211/221的前刀面和/或后刀面2111/2211为曲面。如此，可使刀盘的切削力更为平稳。
本实施例中，所述第二刀齿311/321的厚度为1～2mm，所述第二刀齿311/321的前刀面和/或后刀面3111/3211为曲面。
本实施例中，所述刀盘21/22的材质与刀片31/32的材质不同，具体，刀盘材质为硬质合金CVD金刚石涂层，刀片材质为硬质合金。
本实施例中，所述第一切削组件2和第二切削组件3通过挡圈4和螺钉5固定于所述刀杆1上。具体，各刀盘的中部位置分别设有内孔213/223，同理，各刀片的中部位置分别设有内孔313/323，该内孔213、223、313、323均为对称的鼓形截面孔；所述刀杆1底端部为削边圆柱体11，刀杆1的底端部以上的部分为圆柱体12，该圆柱体12和削边圆柱体11之间通过一限位台阶13进行过渡，该限位台阶13用于与所述挡圈4配合，对第一切削组件2和第二切削组件3进行限位。削边圆柱体11底端设有螺纹孔111，安装时，削边圆柱体11先依次穿过其中一刀盘21的内孔213、各第二切削组件3的两刀片的内孔313/323、另一刀盘22的内孔223、挡圈4后，再旋上螺钉5。所述削边圆柱体11与各刀盘的内孔和各刀片的内孔均称过渡配合(即间隙配合或过盈配合)。
本实施例中，所述螺钉5的螺纹旋向与所述刀杆1的旋转方向相反，以便防止螺钉5松动脱落。
本实施中，所述第二切削组件3的数量根据碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的厚度进行增减(刀片成对增减)，以适应不同厚度的碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的加工。特别的，当第二切削组件的数量减少时，在刀杆1底部安装与刀片厚度相同的垫片7，且垫片7位于第一切削组件的两刀盘21、22之外，垫片7的数量与被减掉的刀片的数量相同。如此，可以不用更换刀杆，从而降低整体成本。本实施例中，垫片7位于刀盘22之下，如图10所示但不局限于此，亦即，垫片7也可以位于刀盘21之上。所述垫片7的内孔71同样为对称的鼓形截面孔，如图11所示，与刀杆1的削边圆柱体11配合。本实施例中本实用新型共包括6对第二切削组件，但第二切削组件的数量不局限于此。所述刀盘和刀片可以根据磨损程度分别进行更换，降低刀具使用成本。所述刀杆、刀片和刀盘采用组合装配，有利于模块化设计和制造，降低刀具制造成本。
本实用新型的一种用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具，加工时，如图7所示，其中一个刀盘31受到倾斜向下的力Fz1，另一个刀盘32受到倾斜向上的力Fz8，力Fz1可分解为向下的轴向分力Fx1和向外的径向分力Fy1，力Fz8可分解为向上的轴向分力Fx8和向外的径向分力Fy8，轴向分力Fx1与轴向分力Fx8相互抵消，可消除碳纤维层的切削毛刺，并减少刀杆1的弯曲变形；各第二切削组件3之位于上面的刀片31受到倾斜向下的力Fz2，各第二切削组件3之位于下面的刀片32受到倾斜向上的力Fz7，力Fz2可分解为向下的轴向分力Fx2和向外的径向分力Fy2，力Fz7可分解为向上的轴向分力Fx7和向外的径向分力Fy7，轴向分力Fx2与轴向分力Fx7相互抵消，有利于芳纶纸蜂窝的切断并减少刀杆1的弯曲变形。
本实用新型的一种用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具，能够实现碳纤维复合材料和芳纶纸蜂窝芯材的同步切削，提高加工质量和加工效率，延长刀具使用寿命。该组合刀具能够用于不同厚度的碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的加工，提高加工效率和加工质量，延长刀具使用寿命，降低刀具使用成本。
上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具，包括刀杆、刀头，刀头设置在刀杆上；其特征在于：所述刀头包括：
一第一切削组件，用于加工碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的上下两碳纤维层，该第一切削组件包括上下两刀盘，各刀盘外周分别设有多个第一螺旋槽，相邻的第一螺旋槽之间形成刀盘的第一刀齿；
若干第二切削组件，用于加工碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的芳纶纸蜂窝夹层，该若干第二切削组件叠加在一起；各第二切削组件分别包括上下相邻的两刀片，各刀片外周分别设有多个第二螺旋槽，相邻的第二螺旋槽之间形成刀片的第二刀齿；
所述若干第二切削组件位于所述第一切削组件的两刀盘之间，各刀盘的第一刀齿的切削方向、各刀片的第二刀齿的切削方向一致。
2.根据权利要求1所述的用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具，其特征在于：所述各刀盘的第一螺旋槽的螺旋角为30°～45°；所述两刀盘的第一螺旋槽的螺旋方向相反。
3.根据权利要求1所述的用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具，其特征在于：所述各刀片的第二螺旋槽的螺旋角为10°～15°；各第二切削组件的两刀片的第二螺旋槽的螺旋方向相反。
4.根据权利要求1所述的用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具，其特征在于：各刀片的第二刀齿分别与相邻刀片的第二刀齿上下错开。
5.根据权利要求1所述的用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具，其特征在于：所述刀盘的齿数大于刀片的齿数。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具，其特征在于：所述第一刀齿的厚度为3～4mm，所述第一刀齿的前刀面和/或后刀面为曲面；所述第二刀齿的厚度为1～2mm，所述第二刀齿的前刀面和/或后刀面为曲面。
7.根据权利要求1所述的用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具，其特征在于：所述第一切削组件和第二切削组件通过挡圈和螺钉固定于所述刀杆上；所述螺钉的螺纹旋向与所述刀杆的旋转方向相反。
8.根据权利要求1-5中任一项或权利要求7所述的用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具，其特征在于：所述刀盘中部和刀片中部分别设有内孔，该内孔为对称的鼓形截面孔；所述刀杆底端部为穿过所述鼓形截面孔的削边圆柱体，该削边圆柱体与鼓形截面孔过渡配合。
9.根据权利要求1所述的用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具，其特征在于：所述刀盘材质为硬质合金CVD金刚石涂层，所述刀片材质为硬质合金。
10.根据权利要求1所述的用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具，其特征在于：所述第二切削组件的数量根据碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的厚度进行增减，且第二切削组件的数量减少时，在刀杆底部安装与刀片厚度相同的垫片，且垫片位于第一切削组件的两刀盘之外，垫片的数量与被减掉的刀片的数量相同。
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| CN201822191785.1U CN209579682U (zh) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | 用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具 |
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Cited By (1)
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| CN109591079A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-09 | 集美大学 | 一种用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具 |
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2018
- 2018-12-25 CN CN201822191785.1U patent/CN209579682U/zh active Active
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| CN109591079A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-09 | 集美大学 | 一种用于碳纤维芳纶纸蜂窝夹层复合板的组合刀具 |
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