CN215787211U - 一种蜂窝芯材曲面精加工刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种蜂窝芯材曲面精加工刀具，该刀具结构为整体式圆盘刀，包括自上而下依次连接的刀柄夹持段、过渡段和切削段；在切削段上背离过渡段的一面设置有向内凹陷的避让槽；切削段的边缘形成圆盘刀的切削刀刃；切削刀刃上设置有前刀面和副后刀面。本实用新型的蜂窝芯材曲面精加工刀具，其结构简单，制造方便，成本较低；本实用新型的刀具在加工过程中，刀具圆形切削刀刃的一部分作用于加工材料，切削刀刃与工件属于线接触，切削力极小，消除了蜂窝芯脱粘的风险，避免了因脱粘导致的蜂窝芯过切、撕裂等质量问题；因刀刃与工件线接触，加工过程中切屑成连续的薄片状，不产生粉尘状切屑，可减小对人员和设备的危害，进一步消除脱粘风险。

Description

一种蜂窝芯材曲面精加工刀具

技术领域

本实用新型涉及蜂窝芯材加工技术领域，具体涉及一种蜂窝芯材曲面精加工刀具。

背景技术

蜂窝芯材具有容重轻、比强度比刚度大、抗冲击、抗疲劳、耐腐蚀性能优良以及耐高温等优点，已被广泛应用于航空、航天和高铁等领域。随着应用的深入，蜂窝芯造型愈发复杂。

目前蜂窝芯材曲面加工刀具基本上采用的是传统带打碎体的刀具，此种刀具存在以下局限或不足：(1)此类型刀具适合对具有一定厚度零件的粗精加工；但遇到厚度较薄的蜂窝芯，由于打碎体的存在，传统蜂窝刀具切削力较大的缺点会被放大，在加工过程中容易导致蜂窝芯脱粘，从而造成过切，甚至蜂窝撕裂；(2)打碎体切削产生的粉尘较大，会对操作人员和设备产生一定危害，同时加剧蜂窝脱粘的风险；(3)同时，打碎体蜂窝刀自重较大，高转速下动平衡不满足要求的概率更大，遇此情况，则要降低转速同时降低进给，这样就会导致铣切效率降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单的且适用于蜂窝芯材曲面精加工的刀具；本实用新型的刀具解决了传统带打碎体的刀具存在的诸多问题；使用本实用新型的刀具在加工过程中不会产生粉尘状切屑，可减小对人员和设备的危害，同时进一步消除蜂窝芯脱粘风险。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种蜂窝芯材曲面精加工刀具，其特征在于，所述的刀具结构为整体式圆盘刀，所述刀具包括自上而下依次连接的刀柄夹持段、过渡段和切削段；在所述切削段上背离所述过渡段的一面设置有向内凹陷的避让槽；所述切削段的边缘形成所述圆盘刀的切削刀刃；所述的切削刀刃上设置有前刀面和副后刀面。

具体的，本实用新型提供的蜂窝芯材曲面精加工刀具，其在切削段的底面上设置了一个向内凹陷的避让槽，在使用该刀具进行蜂窝芯材加工时，所设置的避让槽可以减小刀具(即切削段底面)与蜂窝芯材的接触面积；一方面可以降低磨损，另一方面由于加工时的接触面积减小，使得切削力也减小基本消除了蜂窝芯脱粘的风险，从而避免了因脱粘导致的蜂窝芯过切、撕裂等质量问题。优选的，所述的过渡段可采用圆弧光滑过渡，避免应力集中。

进一步地，所述的刀柄夹持段、所述过渡段和所述切削段为一体化加工成型，且所述刀柄夹持段、所述过渡段和所述切削段的连接处平滑过渡。此设计有利于增加整个刀具结构的强度。

进一步地，所述的避让槽设置为锥形避让槽。此设计可以减小刀具与加工表面的接触面积。

进一步地，所述的避让槽设置为圆锥形。

进一步地，在所述锥形避让槽中心尖角处作圆滑处理。此设计可以避免应力集中，对刀具具有一定的保护作用。

进一步地，所述锥形避让槽的内壁与所述切削段底面之间的夹角设置为1-3°。具体的，可以将锥形避让槽的内壁与切削段底面之间形成的夹角称之为避让角，并记为避让角b；将避让角b的角度设计范围在1-3°范围内。

进一步地，所述的前刀面和所述的副后刀面之间的夹角设置为17.5-18.5°。此设计的目的在于保证切削段上切削刀刃的锋利程度以及刀刃的结构强度。可以将前刀面和副后刀面之间形成的夹角称之为刀刃角，并记为刀刃角a；为满足刀刃的锋利程度以及强度，优选的将刀刃角a的角度设计在17.5-18.5°范围内。可以理解的是：当刀刃角a的角度越小时，则刀刃的锋利程度越高，但随之的强度就会相应的降低；当刀刃角a的角度越大时，则刀刃的强度会越大，但随之的锋利程度就会越低；因此将刀刃角a的角度设计在17.5-18.5°范围内，能同时兼顾刀刃的锋利程度和结构强度。

进一步地，所述切削段的直径为10-80mm。切削段直径D1可根据要加工的蜂窝芯曲面曲率设计，最终成品曲率越大，型面越复杂，D1取值越小，反之取值越大；考虑刀具制造工艺难度和刀具强度，切削段直径D1常规取值范围在10-80mm。

进一步地，所述刀柄夹持段的直径可根据所述切削段的直径和机床刀柄夹持能力设计。具体的，所述刀柄夹持段的直径D2可根据切削段直径和刀柄夹持范围设计，刀柄夹持段长度L1可根据机床和夹具结构取值，最小值满足刀柄夹持要求即可。优选的，刀柄夹持段长度L1最小值设计为总刀长的三分之二。

进一步地，所述的刀具选用M42高速钢加工而成。具体的，刀具材质选用M42高速钢，硬度可达70HRC，同时具有一定的冲击韧性。

本实用新型的蜂窝芯材曲面精加工刀具在实际切削蜂窝芯材时，需设置前倾角，一般为1-3°，避免刀刃摩擦挤压已加工表面。使用时将刀具前倾可以进一步减小刀具与蜂窝芯材的接触面积，使切削刀刃与蜂窝芯材的接触为线接触。

本实用新型蜂窝芯材曲面精加工刀具的有益效果：

(1)本实用新型的蜂窝芯材曲面精加工刀具，其结构简单，制造方便，成本较低；本实用新型的蜂窝芯材曲面精加工刀具在加工过程中，该刀具圆形切削刀刃的一部分作用于加工材料，切削刀刃与工件属于线接触，切削力极小，基本消除了蜂窝芯脱粘的风险，从而避免了因脱粘导致的蜂窝芯过切、撕裂等质量问题。因刀刃与工件线接触，加工过程中切屑成连续的薄片状，基本不产生粉尘状切屑，可减小对人员和设备的危害，同时进一步消除脱粘风险。

(2)因切削力较小，加工进给可达到10000mm/min甚至更高，传统刀具虽然可实现较大的切深，但进给一般不超过2000mm/min，综合切深和进给，使用本实用新型提供的刀具其加工效率相对于传统刀具可提高100％-300％。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型蜂窝芯材曲面精加工刀具的剖面图；

图2为图1中A部位的局部放大图；

图3为图1中C部位的局部放大图；

图4为本实用新型蜂窝芯材曲面精加工刀具的结构示意图。

图中：1刀柄夹持段、2过渡段、3切削段、4避让槽、5切削刀刃、51前刀面、52副后刀面。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例1

如图1-4所示，一种蜂窝芯材曲面精加工刀具，所述的刀具结构为整体式圆盘刀，所述的刀具包括自上而下依次连接的刀柄夹持段1、过渡段2和切削段3，所述的刀柄夹持段1、所述过渡段2和所述切削段3为一体化加工成型，且刀柄夹持段1、过渡段2和切削段3的连接处平滑过渡；在所述切削段3上背离所述过渡段2的一面设置有向内凹陷的圆锥形避让槽4，且在该圆锥形避让槽的中心尖角处作圆滑处理，减少应力集中；所述切削段3的边缘形成所述圆盘刀的切削刀刃5；所述的切削刀刃5上设置有前刀面51和副后刀面52。

优选的，将上述实施例1刀具中圆锥形避让槽4的内壁与切削段3底面之间的夹角设置为2°，即将避让角b的角度设置为2°；将前刀面51和副后刀面52之间的夹角设置为18°，即将刀刃角a的角度设置为18°。优选的，将上述切削段3的直径D1设置为50mm；优选的，上述的刀柄夹持段1、过渡段2和切削段3均采用M42高速钢加工而成。

优选的，在采用本实用新型的蜂窝芯材曲面精加工刀具进行实际加工的过程中，需将切削段3(刀具)前倾设置，前倾角度为1-3°，这样可以避免切削刀刃5摩擦挤压已加工表面；这种使用方式可以使得刀具前倾能够进一步减小刀具与蜂窝芯材的接触面积，使切削刀刃与蜂窝芯材的接触为线接触，因刀刃与工件线接触，加工过程中切屑成连续的薄片状，基本不产生粉尘状切屑，可减小对人员和设备的危害，同时进一步消除脱粘风险。本实用新型的刀具克服了传统带打碎体的刀具存在的缺陷；使用本实用新型的刀具其加工效率相对于传统刀具可提高100％-300％。

上述为本实用新型的较佳实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。凡由本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种蜂窝芯材曲面精加工刀具，其特征在于，所述的刀具结构为整体式圆盘刀，所述刀具包括自上而下依次连接的刀柄夹持段(1)、过渡段(2)和切削段(3)；在所述切削段(3)上背离所述过渡段(2)的一面设置有向内凹陷的避让槽(4)；所述切削段(3)的边缘形成所述圆盘刀的切削刀刃(5)；所述的切削刀刃(5)上设置有前刀面(51)和副后刀面(52)。

2.根据权利要求1所述的一种蜂窝芯材曲面精加工刀具，其特征在于，所述的刀柄夹持段(1)、所述过渡段(2)和所述切削段(3)为一体化加工成型，且所述刀柄夹持段(1)、所述过渡段(2)和所述切削段(3)的连接处平滑过渡。

3.根据权利要求1所述的一种蜂窝芯材曲面精加工刀具，其特征在于，所述的避让槽(4)设置为锥形避让槽。

4.根据权利要求3所述的一种蜂窝芯材曲面精加工刀具，其特征在于，所述的避让槽(4)设置为圆锥形。

5.根据权利要求3所述的一种蜂窝芯材曲面精加工刀具，其特征在于，在所述锥形避让槽中心尖角处作圆滑处理。

6.根据权利要求3所述的一种蜂窝芯材曲面精加工刀具，其特征在于，所述锥形避让槽的内壁与所述切削段(3)底面之间的夹角设置为1-3°。

7.根据权利要求1所述的一种蜂窝芯材曲面精加工刀具，其特征在于，所述前刀面(51)和所述副后刀面(52)之间的夹角设置为17.5-18.5°。

8.根据权利要求1所述的一种蜂窝芯材曲面精加工刀具，其特征在于，所述切削段(3)的直径为10-80mm。

9.根据权利要求8所述的一种蜂窝芯材曲面精加工刀具，其特征在于，所述刀柄夹持段(1)的直径可根据所述切削段(3)的直径和机床刀柄夹持能力设计。

10.根据权利要求1所述的一种蜂窝芯材曲面精加工刀具，其特征在于，所述的刀具选用M42高速钢加工而成。

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