[發明專利]用于鉆孔和鉸孔的切割件

有效

• 申請號: 200880002236.1
• 申請日: 2008-01-18
• 公開（公告）號: CN101600529A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: E·惠恩納姆;A·達旺桑
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: B23B35/00
• 分類號: B23B35/00;B23B51/06;B23B51/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

本公開的實施例涉及切割工具領域，并且更具體地涉及適用于在兩種或更多不同材料的堆疊內形成孔的切割工具。?

背景技術

某些機械應用需要鉆孔和/或鉸孔混合堆疊的材料。混合堆疊的材料可以被限定為多層不連續材料，如碳纖維復合物、及鈦和/或鋁、和/或鋼的堆疊。加工這種混合堆疊是費時的并且會引起顯著的工具磨損。額外的挑戰是需要執行無毛刺和無碎屑的鉆孔操作，從而消除如清理部件或為部件去毛刺的無價值作業。?

例如，某些飛機需要通過例如但不限于銷、螺釘或鉚釘的固定件將由例如石墨復合物的復合材料制造的飛機機翼接合到飛機機身的鈦部分，其中所述固定件穿過在配對部分內貫通形成的孔。機翼-機體接合作業通常需要三步的傳統鉆孔工藝，其包含定心鉆，隨后是分級鉆，再隨后是打磨直徑擴孔鉆。這些步驟中的每個可以產生雜亂的螺旋碎屑，形成細長的孔，并留下潤滑油殘余。每個步驟還可包括在堆疊內產生粗糙的入口和出口毛刺。?

不同的材料也可需要不同的切割工具特性。例如，加工鈦可需要非常堅硬的工具特性，而加工碳纖維復合物可需要非常抗磨損的特性。不同材料的有效加工也可需要使用具有不同工具幾何構造的多個單獨工具。?

對于全部鉆孔方法，僅在鉆頭通過混合堆疊鉆孔時才會急劇減少切割工具的壽命。通過三步驟的傳統鉆孔工藝，不僅前切割邊緣被磨損，而且切割件的直徑也被減少，這導致鉆頭不能被再次磨銳和再次使用。?

研發作為用于機翼-機身接合作業的單步驟鉆孔方案的一?種工藝是軌道孔加工。然而，使用的切割工具的壽命可被軌道加工限制。?

需要的是，一種切割件，其在混合堆疊內產生高質量的孔而不帶有現有切割件存在的缺陷。?

發明內容

具有鉆頭體的鉆頭可提供這些和其它需要，其中鉆頭體帶有中心軸線，并且所述鉆頭體包括置于鉆頭體上的第一切割邊緣，并且在正交于中心軸線的平面內測量時所述第一切割邊緣與所述中心軸線相距第一徑向距離。鉆頭體也可具有置于鉆頭體上的第二切割邊緣，并且在所述平面內測量時所述第二切割邊緣與所述中心軸線相距第二徑向距離。第一徑向距離可小于第二徑向距離。在一個實施例中，第一切割邊緣可比第二切割邊緣更長。?

在以下實施例中，鉆頭可以包括具有第一切割邊緣的第一切割凹槽，以及具有第二切割邊緣的第二切割凹槽。第一切割凹槽可以適于切割復合材料層，并且第二切割邊緣可以適于切割選自由鈦、鋁和鋼組成的組中的材料的層。?

鉆頭可以包括第一切割凹槽以接收第一插入件從而形成第一切割邊緣，以及第二切割凹槽以接收第二插入件從而形成第二切割邊緣。在一些實施例中，第一插入件可以由被選擇以具有良好地適用于鉆孔碳纖維復合物的特性的材料制造，而第二插入件可以由被選擇以良好地適用于鉆孔鈦、鋁或鋼中一者或兩者的材料制造。例如，第一插入件可由聚晶金剛石(PCD)制造，第二插入件可以由立方氮化硼(CBN)制造。在其他實施例中，第一切割邊緣本身使用聚晶金剛石(PCD)而被處理，而第二切割邊緣本身可以使用立方氮化硼(CBN)而被處理。?

實施例可提供鉆頭，所述鉆頭具有第三切割凹槽，所述第三切割凹槽具有置于鉆頭體上的切割邊緣，在所述平面內測量時所述第三切割邊緣相距所述中心軸線的距離為所述第一距離和所述第二距離中的一個。?

在一些實施例中，鉆頭可以適于被用于軌道鉆孔設備。在同樣或其它實施例中，鉆頭可以包括一個或更多孔，所述孔被布置為貫通鉆頭體以保證流體從其中通過以到達工件。在一些實施例中，當加工工件時第一切割邊緣可比第二切割邊緣加工所述工件時產生更大的碎屑。?

本公開的實施例可提供具有軸的切割工具，所述軸具有用于接合工具保持系統的第一端以及用于接合部件的第二端。所述切割工具可以包括：具有第一切割邊緣的第一切割凹槽，所述第一切割邊緣被布置于軸上并與軸中心線相距第一距離；以及具有第二切割邊緣的第二切割凹槽，所述第二切割邊緣被布置于軸上并與軸中心線相距第二距離。第一距離可以小于第二距離。此外，在一些實施例中，第一切割邊緣可以比第二切割邊緣更長。?