[發明專利]一種復合材料螺旋銑锪窩專用刀具

無效

• 申請號: 201210396891.8
• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN102941373A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 劉剛;張恒;王亞飛;柯臻錚;柯映林;董輝躍;章明;劉春;畢華東
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B23C5/10
• 分類號: B23C5/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明涉及一種復合材料螺旋銑锪窩專用刀具，屬于飛機數字化裝配精加工技術領域。

背景技術

飛機裝配中廣泛采用鉚接連接，其中鉚接工藝過程一般包括制孔和锪窩。目前在國內飛機裝配過程中，鉚釘孔和埋頭窩的加工仍采用傳統的鉆削加工方法，然而隨著復合材料等新型結構材料在航空裝配領域的廣泛應用，傳統的鉆削方法由于難以解決復合材料切削加工時的分層問題，已無法滿足飛機產品對加工質量的要求。

與傳統的鉆削加工相比，螺旋銑加工是一個不連續的切削過程，加工過程中刀具自轉并沿軸向進給，同時繞埋頭窩的中心軸心公轉，即刀具的運動軌跡是螺旋線。利用螺旋銑工藝可以實現斜面、型槽和孔的加工。

歐美發達國家對螺旋銑工藝的研究起步較早，已將其作為一項新的孔加工解決方案，并已成功應用于波音和空客的生產車間。目前國內針對螺旋銑的研究相對較少，同時由于國外的技術封鎖，螺旋銑這一工藝在國內航空制造行業的應用仍屬空白。浙江大學打破國外對我國在螺旋銑裝備及刀具上的技術封鎖，成功研制出了適用于我國航空復合材料的螺旋銑孔裝置及刀具。

發明內容

????本發明針對現有技術的不足，提出了一種復合材料螺旋銑锪窩專用刀具。

一種復合材料螺旋銑锪窩專用刀具，由一體成型的刀桿及切削部分組成，其中切削部分包括三個結構相同的刀齒，刀齒之間開有螺旋槽，并呈等間距分布；刀具前端切削刃形成刀具頂角Φ，刀齒上的切削刃都采用有刃帶的雙重后刀面形式，并在切削刃雙重后刀面的刃帶上磨出一組鋸齒狀的切削齒。

刀具端部直徑為刀桿直徑的一半,?前端切削刃形成的刀具頂角為100～120°；刀具切削刃雙重后刀面上的兩個后角、????????????????????????????????????????????????滿足，取10°～15°，取20°～30°；刀具刃帶的寬度為0.8mm～1.0mm，刃帶上鋸齒狀切削齒的齒間距為0.4mm～0.6mm，齒寬為刃帶寬度的一半，齒槽深度在0.1mm～0.2mm之間。

本發明的有益效果：1）改進的三切削刃結構能夠有效減小刀具的切削負荷，有利于延長刀具的使用壽命；2）刀具切削刃上采用有刃帶的雙重后刀面形式，能有效增加切削部分的強度，增大散熱面積，同時抑制切削過程中的振動，3）通過在刀具切削刃上磨出鋒利的“鋸齒狀”切削齒，能顯著提高埋頭窩的表面光潔度，4）螺旋運動方式有利于改善刀具的散熱條件，減少刀具磨損，同時能降低刀具的軸向切削力，有效抑制復合材料加工過程中的分層現象；5）偏心加工方式能實現單一尺寸刀具加工一系列尺寸的埋頭窩，大大減少存刀數量和換刀頻率，提高了加工效率，降低了生產成本。

附圖說明

圖1是刀具整體結構示意圖；

圖2是刀具端面形式示意圖；

圖3為A-A截面示意圖。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，一種復合材料螺旋銑锪窩專用刀具，由一體成型的刀桿及切削部分組成，其中切削部分包括三個結構相同的刀齒，刀齒之間開有螺旋槽，并呈等間距分布；刀具前端切削刃形成刀具頂角Φ，刀齒上的切削刃都采用有刃帶的雙重后刀面形式，并在切削刃雙重后刀面的刃帶上磨出一組鋸齒狀的切削齒。刀具端部直徑為刀桿直徑的一半,?前端切削刃形成的刀具頂角為100°；如圖3所示，刀具切削刃雙重后刀面上的兩個后角、滿足，取12°，取24°；刀具刃帶的寬度為0.8mm，刃帶上鋸齒狀切削齒的齒間距為0.4mm，齒寬為0.4mm，齒槽深度為0.1mm。

加工埋頭窩時，刀具沿主軸自轉同時沿著軸向進給，并繞著埋頭窩的中心軸線公轉，即刀具的運動軌跡不再是一條直線，而是螺旋線。加工前將刀具固持在螺旋銑終端執行器上，編寫運動控制程序使刀具沿主軸自轉并沿軸向進給，同時沿埋頭窩的中心軸線公轉，實現刀具的螺旋銑削運動。