用于碳纖維復(fù)合材料鋁合金的疊層材料鉆孔加工的刀具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)加工設(shè)備，尤其涉及一種鉆孔加工刀具。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航空航天工業(yè)的不斷發(fā)展，許多產(chǎn)品對(duì)材料提出了高強(qiáng)度輕量化的要求。碳纖維復(fù)合材料+鋁合金的疊層就完全具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度大、耐磨性高、抗疲勞性能好、耐高溫好等優(yōu)點(diǎn)，因此碳纖維復(fù)合材料+鋁合金的疊層正被廣泛應(yīng)用于航空航天，而航空航天技術(shù)中制孔是重要的一環(huán)，所以選擇合適的刀具和工具才是保證制孔質(zhì)量最重要的。
[0003]目前現(xiàn)有工藝是兩層材料分開(kāi)制初孔，然后再把兩層材料合并起來(lái)，一點(diǎn)一點(diǎn)鉸到終孔，工作效率效率低下。由于兩層材料所適用的鉆孔刀具的參數(shù)各不相同，如果使用任何一款對(duì)于某層材料適用的刀具統(tǒng)一制孔都會(huì)在鉆削另一層材料時(shí)造成缺陷，刀具壽命短，鉆出來(lái)的孔質(zhì)量差。碳纖維復(fù)合材料極易出現(xiàn)材料燒傷、分層、毛刺、撕裂等缺陷等，而鋁又會(huì)出現(xiàn)孔壁光潔度不好，孔徑超差等造成產(chǎn)品不合格等，給客戶(hù)帶來(lái)較大成本壓力；同時(shí)刀具上分刀步驟多、刀具磨損快、刀具數(shù)量導(dǎo)致成本高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是要提供一種能夠更好地適用于碳纖維復(fù)合材料-鋁合金的疊層材料裝配后整體鉆孔加工的特種刀具，既能有效減少碳纖維復(fù)合材料層出現(xiàn)材料燒傷、分層、毛刺、撕裂等缺陷，又能保證鋁合金材料層良好的孔壁光潔度和孔徑精度。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]—種用于碳纖維復(fù)合材料鋁合金的疊層材料鉆孔加工的刀具，包括工作部和柄部，所述的工作部包括設(shè)置于前端的鉆孔工作部，所述刀具的材料選擇整體硬質(zhì)合金，所述的鉆孔工作部包括設(shè)置于前端的第一鉆孔工作部及所述第一鉆孔工作部后端的第二鉆孔工作部，所述的第一鉆孔工作部的第一鉆尖角為118°，所述的第二鉆孔工作部的第二鉆尖角為15°，所述鉆尖角為刀具該部切削刃的旋轉(zhuǎn)錐面的頂角。
[0007]所述刀具的后角角度最好設(shè)為18°。
[0008]所述的第一鉆孔工作部的軸向長(zhǎng)度最好為2.0mm。
[0009]所述刀具的螺旋角最好為10°。
[0010]本實(shí)用新型的刀具首先材料選擇整體硬質(zhì)合金，整體硬質(zhì)合金有很好的剛性和尺寸精度，確保鉆孔的加工質(zhì)量。在刀具尺寸設(shè)計(jì)中，很多因素對(duì)鉆孔質(zhì)量都有影響，為了減小推進(jìn)力、避免纖維材料的撕裂現(xiàn)象而減小鉆尖角度，但是為了刀具壽命和鋁材料的鉆孔質(zhì)量又必需增大鉆尖角度，這兩者之間是矛盾的，所以選擇合適的刀具鉆型是非常困難的，因?yàn)檫@兩種材料在切削過(guò)程中表現(xiàn)出完全不同的特性(鋁合金有良好的導(dǎo)熱性加工出來(lái)的孔一般會(huì)因?yàn)闊崤蛎浽蚩讖阶兇螅偶绾蛿嗉缫笫欠浅８叩?；而碳纖維復(fù)合材料導(dǎo)熱性差加工中會(huì)出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象，排肩不用考慮；同時(shí)刀具的耐磨性又是一個(gè)問(wèn)題角度越大耐磨性越好)。復(fù)合材料在鉆孔加工時(shí)通常長(zhǎng)切削刃，因?yàn)樘祭w維應(yīng)當(dāng)沿著切削刃發(fā)生剪切作用，而長(zhǎng)切削刃需通過(guò)小鉆尖角實(shí)現(xiàn)。眾所周知，鉆尖角在低于90°或高于150°時(shí)，是可以幫助降低鉆孔出口處的毛刺高度。所以設(shè)計(jì)雙鉆尖角，第一鉆尖角118°，第二鉆尖角15°。此夕卜，復(fù)合材料的鉆孔加工還應(yīng)降低軸向力，以避免在退刀是發(fā)生加工材料層裂。這個(gè)特點(diǎn)可以用非常鋒利的切削刃槽型，后角角度設(shè)為18° (標(biāo)準(zhǔn)鉆頭后角一般在8-14°，大后角能夠使后刀面上熱量降低，減少刀側(cè)面因高溫的磨損)。
[0011]后角角度為18°、螺旋角約為10°、第一鉆孔工作部的軸向長(zhǎng)度為2.0mm時(shí)刀具的綜合切削性能和加工質(zhì)量都是最好的。
【附圖說(shuō)明】
[0012]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1是本實(shí)用新型用于碳纖維復(fù)合材料鋁合金的疊層材料鉆孔加工的刀具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:
[0015]工作部I柄部2 鉆孔工作部101
[0016]第一鉆孔工作部1011第二鉆孔工作部1012
[0017]第一鉆尖角α第二鉆尖角β
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0019]圖1示出了一種用于碳纖維復(fù)合材料鋁合金的疊層材料鉆孔加工的刀具，包括工作部I和柄部2，所述的工作部I包括設(shè)置于前端的鉆孔工作部101，所述刀具的材料選擇整體硬質(zhì)合金，所述的鉆孔工作部101包括設(shè)置于前端的第一鉆孔工作部1011及所述第一鉆孔工作部后端的第二鉆孔工作部1012，所述的第一鉆孔工作部1011的第一鉆尖角α為118°，所述的第一鉆孔工作部的軸向長(zhǎng)度為2mm(當(dāng)然出于加工孔徑的差異該軸向長(zhǎng)度也可以做適應(yīng)性調(diào)整)；所述的第二鉆孔工作部1012的第二鉆尖角β為15°，所述鉆尖角為刀具該部切削刃的旋轉(zhuǎn)錐面的頂角。
[0020]所述刀具的后角角度設(shè)為18°，所述的后角角度是指刀具后刀面與垂直平面的夾角。所述刀具的螺旋角為10°，所述的螺旋角又叫排肩槽螺旋角，是刀具圓柱螺旋線的切線與通過(guò)切點(diǎn)的圓柱面之間所夾的銳角。
[0021]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于碳纖維復(fù)合材料鋁合金的疊層材料鉆孔加工的刀具，包括工作部和柄部，所述的工作部包括設(shè)置于前端的鉆孔工作部，其特征在于:所述刀具的材料選擇整體硬質(zhì)合金，所述的鉆孔工作部包括設(shè)置于前端的第一鉆孔工作部及所述第一鉆孔工作部后端的第二鉆孔工作部，所述的第一鉆孔工作部的第一鉆尖角為118°，所述的第二鉆孔工作部的第二鉆尖角為15°，所述鉆尖角為刀具該部切削刃的旋轉(zhuǎn)錐面的頂角。2.如權(quán)利要求1所述的用于碳纖維復(fù)合材料鋁合金的疊層材料鉆孔加工的刀具，其特征在于:所述刀具的后角角度設(shè)為18°。3.如權(quán)利要求1或2所述的用于碳纖維復(fù)合材料鋁合金的疊層材料鉆孔加工的刀具，其特征在于:所述的第一鉆孔工作部的軸向長(zhǎng)度為2.0mm。4.如權(quán)利要求1或2所述的用于碳纖維復(fù)合材料鋁合金的疊層材料鉆孔加工的刀具，其特征在于:所述刀具的螺旋角為10°。5.如權(quán)利要求3所述的用于碳纖維復(fù)合材料鋁合金的疊層材料鉆孔加工的刀具，其特征在于:所述刀具的螺旋角為10°。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于碳纖維復(fù)合材料鋁合金的疊層材料鉆孔加工的刀具，包括工作部和柄部，工作部包括設(shè)置于前端的鉆孔工作部，鉆孔工作部包括設(shè)置于前端的第一鉆孔工作部及第二鉆孔工作部，第一鉆孔工作部的第一鉆尖角為118°，第二鉆孔工作部的第二鉆尖角為15°，所述鉆尖角為刀具該部切削刃的旋轉(zhuǎn)錐面的頂角。本實(shí)用新型的鉆孔加工的刀具既能有效減少碳纖維復(fù)合材料層出現(xiàn)材料燒傷、分層、毛刺、撕裂等缺陷，又能保證鋁合金材料層良好的孔壁光潔度和孔徑精度，是能夠更好地適用于碳纖維復(fù)合材料-鋁合金的疊層材料裝配后整體鉆孔加工的特種刀具。
【IPC分類(lèi)】B23B51/00
【公開(kāi)號(hào)】CN205183873
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520881132
【發(fā)明人】劉劍鳴
【申請(qǐng)人】劉劍鳴
【公開(kāi)日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月6日