[發(fā)明專利]適用于加工碳纖維復合材料的PCD鉆锪一體復合刀具

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910502427.4
• 申請日: 2019-06-11
• 公開（公告）號: CN110253055A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 上海拓璞數(shù)控科技股份有限公司
• 主分類號: B23B51/08
• 分類號: B23B51/08;B23B51/06;B23B51/00
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發(fā)明提供了一種適用于加工碳纖維復合材料的PCD鉆锪一體復合刀具，包括鉆尖、排屑槽、刀體、锪窩刃、冷卻孔。本發(fā)明能實現(xiàn)鉆锪一次成型，提高孔和窩的同軸度，實現(xiàn)短流程、高質(zhì)量、高效率制孔；其中刀具的鉆尖和锪窩刃均采用PCD材料，硬度高、抗壓強度高、導熱性、耐磨性好，與有色金屬和非金屬親和力小，提高刀具的耐磨性，大大延長刀具壽命；PCD熱膨脹系數(shù)小，不易產(chǎn)生熱變形，孔的加工精度高；刀具采用螺旋結(jié)構(gòu)設(shè)計，排屑性能好；內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，進行低溫微量潤滑，對刀具切削刃和工件進行時時冷卻，能有效的減小切削熱對刀具和工件的影響，提高刀具壽命；本發(fā)明刀具適用于航空航天碳纖維復合材料單層/疊層自動化制孔锪窩裝配。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空航天自動化裝配加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種適用于加工碳纖維復合材料的PCD鉆锪一體復合刀具。

背景技術(shù)

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，新材料在航空領(lǐng)域被廣泛應用，尤其是碳纖維復合材料，碳纖維復合材料的硬度高，強度大，導熱性差，層間強度低等特性，碳纖維復合材料加工質(zhì)量難以保證，使用普通的高速鋼鉆頭或硬質(zhì)合金鉆頭難以保證加工質(zhì)量，且刀具使用壽命較低，因此對碳纖維復合材料加工刀具提出更高的要求。

現(xiàn)有的碳纖維復合材料加工刀具，其散熱性差，有與切削是粉末狀碎屑，摩擦產(chǎn)生的高溫容易使復材基體熔融變形，極易出現(xiàn)材料燒傷，產(chǎn)生縮孔，分層，劈裂的現(xiàn)象，影響制孔質(zhì)量，鉆削時不易排屑，碎屑加劇對切削刃的磨損，導致刀具使用壽命低，成本增加。

申請?zhí)枮?01820371991.8的該實用新型專利涉及一種锪窩鉆，包括導柱、刀體和連接柄，所述導柱及連接柄位于所述刀體的相對兩端，所述锪窩鉆包括本體及3 個刀片，所述本體為高速鋼材質(zhì)，所述刀片為硬質(zhì)合金材質(zhì)，所述刀片焊接至所述本體上與所述本體共同形成所述刀體，所述刀體上相應形成具有3個刀刃的切削部分，相鄰刀刃之間形成傾斜設(shè)置的刀槽，所述刀槽的傾斜角度為5°～10°。該實用新型锪窩鉆的加工工藝與高速鋼材質(zhì)類似，比較簡單，刀片為硬質(zhì)合金，切削性能又與硬質(zhì)合金的一樣，本實用新型锪窩鉆結(jié)合了兩種材質(zhì)刀具的優(yōu)點，成本低且使用壽命長。但是上述專利結(jié)構(gòu)上沒有采用內(nèi)冷結(jié)構(gòu)，使用壽命相對短。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種適用于加工碳纖維復合材料的PCD鉆锪一體復合刀具。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種適用于加工碳纖維復合材料的PCD鉆锪一體復合刀具，包括鉆尖1、锪窩刃2、冷卻孔3、刀體4以及排屑槽5；其中：鉆尖1、排屑槽5、锪窩刃2 以及刀體4依次連接設(shè)置；所述冷卻孔3連通排屑槽5、锪窩刃2以及刀體4內(nèi)部并連接鉆尖1。

優(yōu)選地，鉆尖1用于對產(chǎn)品制孔，锪窩刃2對制孔的產(chǎn)品進行锪窩加工。

優(yōu)選地，所述鉆尖1的切削部分材料采用整體PCD材料或者插片式PCD材料。

優(yōu)選地，所述整體PCD材料的直徑小于4.5mm，所述插片式PCD材料的直徑大于4.5mm。

優(yōu)選地，所述排屑槽5呈變螺旋角度設(shè)置，排屑槽5的槽內(nèi)精拋光。

優(yōu)選地，所述變螺旋的螺旋角為15°-30°。

優(yōu)選地，所述冷卻孔2為雙螺旋內(nèi)冷孔。

優(yōu)選地，所述刀體4的材料為硬質(zhì)合金。

優(yōu)選地，所述锪窩刃2的材料為PCD片。

優(yōu)選地，所述锪窩刃2的螺旋角為15°-20°，前角為10°-15°。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

1、本發(fā)明提供一種適用于加工碳纖維復合材料的PCD鉆锪一體復合刀具，能夠一次完成鉆孔、锪窩，提高孔精度、孔壁粗糙度，提高刀具壽命及加工效率，滿足航空航天高效、高質(zhì)量、長壽命的裝配要求；