[發明專利]一種用于鋁基碳化硅材料小孔加工的鏜削刀具

在審

• 申請號: 201510870344.2
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN105290437A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 曹彥生;李恒正
• 申請（專利權）人: 北京航天新風機械設備有限責任公司
• 主分類號: B23B27/18
• 分類號: B23B27/18
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 賈曉玲

技術領域

本發明涉及機械切削刀具領域，特別涉及一種用于鋁基碳化硅材料小孔的鏜削刀具。

背景技術

金屬加工切削中，鋁基復合材料是近些年來科技發展較快的國家競相研制的新型金屬基復合材料。碳化硅(SiCp/Al含量20％～60％)鋁基復合材料中的碳化硅(SiC)顆粒硬度約為Hv2700。并且SiC顆粒的含量越高,材料就會更硬而且變脆，加工的難度則會增大。用一般傳統的機械加工方法很容易使鋁合金基體局部熔化,生成積屑瘤,并使刀具磨損變鈍,造成表面粗糙度下降,相應的形位公差也就很難保證。特別是小孔加工中，一般刀具磨損嚴重，耐用度難以保證而且孔精度及孔口質量較差，易產生崩邊及毛刺等缺陷影響產品精度，且Φ6mm以下高精度焊接金剛石鏜刀制作與刀柄材料、金鋼石材料、刀具角度關聯緊密。刀具結構及刀具角度示意圖如圖1、圖2所示。目前金屬基復材的應用日益廣泛，迫切需要解決此類小孔加工的難題，提高產品質量及加工效率，進一步降低成本。本發明解決了鋁基碳化硅材料Φ3mm～Φ6mm孔加工，實現了鋁基碳化硅復合材料小孔刀具的制備。

發明內容

本發明主要針對背景技術中對鋁基碳化硅復合材料小孔加工中存在的問題，提供一種適合該材料專用鏜孔刀具如圖1所示，包括刀頭1、刀體2、光滑過渡區3。以實現對Φ3mm～Φ6mm范圍內小孔高精度加工，并且切削效率和刀具壽命均得到有效提高。

本發明的技術方案為：刀體材料為硬質合金，刀頭材料為金剛石，刀具前角Ang2為5°～7°，刀尖角Ang6為76°～81°，主偏角Kr為93°～95°，副偏角Kr1為6°～9°，主后角Ang1為7°～10°，副后角Ang5為14°，刃傾角Ang4為8°，刀尖圓角R0.1mm～0.3mm。

本發明的進一步改進，所述刀具刀柄與刀頭之間錐度光滑過渡，提高刀具整體剛性，并且改善鏜刀結構性能。

作為本發明的又一步改進，所述刀具通過焊接方式將刀頭固定，實現刀頭與刀體的同步運動，防止刀頭在高速運轉下因離心力引起的加工誤差。

采用本發明的刀具前角Ang2為5°～7°可以增強刀具抗彎強度和韌性，提高鋒利程度，有效減少切屑磨削阻力，進而降低切削熱引起的變形，主后角的設計可以有效減少刀具后面的磨損，提高刀具使用壽命；主偏角Kr為93°～95°可以有效減少切削抗力，切削刃有效長度和刀尖角增大，刀具的散熱情況進一步得到改善。

附圖說明

圖1為用于鋁基碳化硅復合材料小孔鏜削刀具示意圖。

圖2為用于鋁基碳化硅復合材料小孔鏜削刀具刀頭角度示意圖。

具體實施方式

如圖2所示用于鋁基碳化硅復合材料小孔鏜削刀具，刀體材料為硬質合金，刀頭材料為金剛石，刀具前角Ang2為6°，刀尖角Ang6為80°，主偏角Kr為93°，副偏角Kr1為8°，主后角Ang1為10°，副后角Ang5為14°，刃傾角Ang4為8°，刀尖圓角R0.2mm；刀具刀柄與刀頭之間錐度光滑過渡，提高刀具整體剛性；刀具通過焊接方式與刀頭固定，防止刀頭在高速運轉下因離心力引起的加工誤差。

采用本刀具加工直徑范圍在Φ3mm～Φ6mm小孔時，采用的切削速度v＝10～30m/min，進給量f＝20～60mm/min,孔口邊緣質量提高，無崩邊情況產生，加工精度大大提高，同時刀具壽命顯著提高，普通刀具一般每加工10個孔就出現磨損，需要修磨處理，而采用該刀具可以加工至200個孔，仍未出現明顯磨損缺陷，孔口質量完好，無毛刺及崩邊現象。