專(zhuān)利名稱(chēng)：基于齒背冷卻方式的復(fù)合材料/鈦合金螺旋銑專(zhuān)用刀具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于螺旋銑孔加工領(lǐng)域，具體涉及一種基于齒背冷卻方式的復(fù)合材料/鈦合金螺旋銑專(zhuān)用刀具。
背景技術(shù)：
螺旋銑孔技術(shù)是一種新型的孔加工技術(shù)，在加工過(guò)程中，刀具自轉(zhuǎn)、軸向進(jìn)給同時(shí)繞加工孔的中心公轉(zhuǎn)，即刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡是螺旋線，這種運(yùn)動(dòng)方式?jīng)Q定了螺旋銑孔具有以下優(yōu)點(diǎn)。一、偏心加工能實(shí)現(xiàn)單一直徑刀具加工一系列直徑的孔，提高刀具利用率，降低成本；二、螺旋銑孔是不連續(xù)的切削過(guò)程，有利于散熱；三、刀具直徑比孔小，切屑方便排出， 提高了孔的表面光潔度；四、復(fù)合材料加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生細(xì)微顆粒，對(duì)人體有害，通過(guò)螺旋銑實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化孔加工可以有效的降低對(duì)人體危害。隨著航空航天業(yè)的迅猛發(fā)展，鈦合金和復(fù)合材料這些新型的結(jié)構(gòu)材料得到了廣泛的應(yīng)用。針對(duì)這些新型的材料，傳統(tǒng)的鉆孔技術(shù)已經(jīng)不能滿足產(chǎn)品的要求。對(duì)于鈦合金而言，傳統(tǒng)的鉆孔技術(shù)很難解決出口毛刺、表面光潔度等技術(shù)難題；對(duì)于復(fù)合材料而言，傳統(tǒng)的鉆孔技術(shù)由于軸向力大，很難避免材料分層的現(xiàn)象，產(chǎn)品加工質(zhì)量無(wú)法控制。目前，國(guó)外已經(jīng)大力發(fā)展螺旋銑設(shè)備及螺旋銑專(zhuān)用刀具，并且也取得了很多的成果，在波音和空客都有成功的應(yīng)用。但是國(guó)外對(duì)我國(guó)在螺旋銑方面進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)封鎖，無(wú)論是螺旋銑設(shè)備還是相關(guān)的刀具，從市場(chǎng)上都很難直接購(gòu)買(mǎi)。在我國(guó)，天津大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、浙江大學(xué)已經(jīng)在螺旋銑裝置方面取得了卓有成效的工作。但是，與之配套的刀具研究還相對(duì)較少。正是基于這種背景，我們?cè)谖諊?guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，發(fā)明了適用于我們國(guó)內(nèi)航空材料(鈦合金、復(fù)合材料)的螺旋銑專(zhuān)用刀具。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于齒背冷卻方式的復(fù)合材料/鈦合金螺旋銑專(zhuān)用刀具。本發(fā)明一種基于齒背冷卻方式的復(fù)合材料/鈦合金螺旋銑專(zhuān)用刀具，包括刀桿、頸部和切削部分，切削部分通過(guò)頸部與刀桿連接，切削部分由四個(gè)刀齒組成，采用兩種形式,且兩兩對(duì)稱(chēng)分布,不僅在刀具的外圍切削刃上采用有刃帶的雙重后刀面形式,而且在刀具的每一個(gè)端部切削刃也采用有刃帶的雙重后刀面形式，每一個(gè)刀齒的端部共有三段切削刃，四個(gè)刀齒的端部?jī)?nèi)側(cè)切削刃過(guò)刀桿軸線且互相垂直，刀具切削部分直徑為D時(shí)，兩對(duì)刀具端部切削刃第一刀尖和第二刀尖錯(cuò)位分布，分別分布在直徑為D/2和4D/5的圓上；過(guò)刀桿軸線的中心孔引出四個(gè)斜向冷卻孔，冷卻孔開(kāi)口位于刀齒的齒背上，每一個(gè)刀齒齒背上都有一個(gè)冷卻孔，各斜向冷卻孔的孔徑小于中心孔，其軸線方向正對(duì)刀具端部切削刃前刀面。一種基于齒背冷卻方式的復(fù)合材料/鈦合金螺旋銑專(zhuān)用刀具通過(guò)在每一個(gè)刀齒的齒背上開(kāi)孔，并且將冷卻孔的方向正對(duì)螺旋銑孔過(guò)程中刀具最易發(fā)生磨損的端部切削刃前刀面，使切削過(guò)程中切屑與前刀面盡快分離并及時(shí)排出，減少切屑與前刀面之間的摩擦，有效地降低了刀具的磨損和摩擦熱的產(chǎn)生；其中一對(duì)刀尖的位置靠近刀具外圍，并與另一對(duì)刀尖合理錯(cuò)位，能減小刀具切削過(guò)程中的軸向力，減少分層及毛刺現(xiàn)象，更適宜于復(fù)合材料/鈦合金尤其是其疊層材料的加工；在刀具的切削刃上磨出有刃帶的雙重后刀面，對(duì)易于磨損的刀尖及切削刃進(jìn)行強(qiáng)化，擴(kuò)大了散熱面積，并且能有效抑制切削過(guò)程中的振動(dòng)，一方面延長(zhǎng)了刀具的壽命，提高了加工效率，另一方面也提高了孔的加工質(zhì)量。本發(fā)明的有益效果I)將開(kāi)孔位置由傳統(tǒng)的刀具底部變?yōu)榈洱X的齒背，能有效避免切屑導(dǎo)致的冷卻孔堵塞現(xiàn)象；2)通過(guò)在每一個(gè)刀齒的齒背上開(kāi)孔，并使孔的方向正對(duì)端部切削刃前刀面，可以對(duì)刀具刃部進(jìn)行更有效的冷卻，同時(shí)可使切屑與前刀面盡快分離，減少刀具的磨損，減小摩擦熱對(duì)刀具的影響，提高加工質(zhì)量的同時(shí)提高刀具的壽命；3)在刀具的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(qiáng)度，增大散熱的面積，同時(shí)抑制切削過(guò)程中的振動(dòng)；4)優(yōu)化后的刀具刀尖位置及切削刃角度能有效的降低軸向切削力，減小復(fù)合材料/鈦合金螺旋銑過(guò)程中的分層及毛刺現(xiàn)象。


圖I是刀具整體結(jié)構(gòu)示意 圖2是刀具端面形式示意 圖3為B-B截面示意 圖4為A-A截面示意圖； 圖5為C-C截面示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，一種基于齒背冷卻方式的復(fù)合材料/鈦合金螺旋銑專(zhuān)用刀具包括刀桿3、頸部2和切削部分1，切削部分I通過(guò)頸部2與刀桿3連接,如圖2所不,切削部分I由四個(gè)刀齒5組成,采用兩種形式,且兩兩對(duì)稱(chēng)分布,如圖5所示，不僅在刀具的外圍切削刃上采用有刃帶的雙重后刀面形式，而且在刀具的每一個(gè)端部切削刃也采用有刃帶的雙重后刀面形式，每一個(gè)刀齒5的端部共有三段切削刃，四個(gè)刀齒5的端部?jī)?nèi)側(cè)切削刃6過(guò)刀桿軸線且互相垂直，刀具切削部分直徑為D時(shí)，如圖3、圖4所示，兩對(duì)刀具端部切削刃第一刀尖7和第二刀尖9錯(cuò)位分布，分別分布在直徑為4D/5和D/2的圓上；過(guò)刀桿軸線的中心孔4引出四個(gè)斜向冷卻孔8，冷卻孔8開(kāi)口位于刀齒5的齒背上，每一個(gè)刀齒齒背上都有一個(gè)冷卻孔8，各斜向冷卻孔8的孔徑小于中心孔4，其軸線方向正對(duì)刀具端部切削刃前刀面。
權(quán)利要求
1.基于齒背冷卻方式的復(fù)合材料/鈦合金螺旋銑專(zhuān)用刀具，其特征在于包括刀桿、頸部和切削部分，切削部分通過(guò)頸部與刀桿連接，切削部分由四個(gè)刀齒組成，采用兩種形式,且兩兩對(duì)稱(chēng)分布,不僅在刀具的外圍切削刃上采用有刃帶的雙重后刀面形式,而且在刀具的每一個(gè)端部切削刃也采用有刃帶的雙重后刀面形式，每一個(gè)刀齒的端部共有三段切削刃，四個(gè)刀齒的端部?jī)?nèi)側(cè)切削刃過(guò)刀桿軸線且互相垂直，刀具切削部分直徑為D時(shí)，兩對(duì)刀具端部切削刃第一刀尖和第二刀尖錯(cuò)位分布，分別分布在直徑為D/2和4D/5的圓上；過(guò)刀桿軸線的中心孔引出四個(gè)斜向冷卻孔， 冷卻孔開(kāi)口位于刀齒的齒背上，每一個(gè)刀齒齒背上都有一個(gè)冷卻孔，各斜向冷卻孔的孔徑小于中心孔，其軸線方向正對(duì)刀具端部切削刃前刀面。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于齒背冷卻方式的復(fù)合材料/鈦合金螺旋銑專(zhuān)用刀具?，F(xiàn)有刀具采用底部冷卻的方式，刀具壽命較低。本發(fā)明包括刀桿、頸部和切削部分，切削部分通過(guò)頸部與刀桿連接，切削部分由四個(gè)刀齒組成，每一個(gè)刀齒齒背上都有一個(gè)冷卻孔，四個(gè)斜向冷卻孔由過(guò)刀桿軸線的中心孔引出，各斜向冷卻孔的孔徑小于中心孔，其軸線方向正對(duì)刀具端部切削刃前刀面，刀具的外圍切削刃和每一個(gè)端部切削刃采用刃帶的雙重后刀面，四個(gè)刀齒的端部?jī)?nèi)側(cè)切削刃過(guò)刀桿軸線且互相垂直，每一個(gè)刀齒的端部共有三段切削刃。本發(fā)明能有效避免冷卻孔堵塞，減少刀具磨損，提高加工質(zhì)量，延長(zhǎng)刀具壽命，增大散熱面積抑制切削過(guò)程中的振動(dòng)，減小分層及毛刺現(xiàn)象。
文檔編號(hào)B23C5/10GK102728882SQ201210260968
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者劉剛, 劉春 , 張恒, 柯映林, 柯臻錚, 畢華東, 王亞飛, 章明, 董輝躍 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)