碳纖維復合材料專用鉆頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在碳纖維復合材料的切削加工中，具有降低制孔缺陷，并且發(fā)揮優(yōu)異的耐磨性和較長壽命的專用鉆頭。本發(fā)明的碳纖維復合材料專用鉆頭，其包括：刀桿，所述刀桿有兩條螺旋形的溝槽，所述溝槽邊緣有倒角型結構。所述溝槽的尾部為鉆頭主體。所述鉆頭主體有兩級主后刀面；所述第一級主后刀面構成第一重鋒角，所述第一級主后刀面橫刃較長，并采用加強的芯厚；所述第二級主后刀面構成圓弧形的第二重鋒角，所述兩級主后刀面構成較長的主切削刃。所述兩級主后刀面的末端為分屑槽。所述鉆頭主體邊緣為兩個外緣切削刃。本鉆頭可以應用于切削加工中，能夠降低制孔缺陷，具有較好的耐磨性，并具有較長壽命。
【專利說明】碳纖維復合材料專用鉆頭
【技術領域】
[0001]本發(fā)明專利涉及專用鉆頭結構的設計，屬于碳纖維復合材料加工領域。
【背景技術】
[0002]針對碳纖維復合材料的加工目前最主要采用的是鉆削加工，但是鉆削加工時，由于層間結合劑的強度和纖維本身強度不同以及纖維與切削刃角度不同時表現出的不同的性能，導致鉆孔時容易產生毛刺、撕裂、分層等缺陷。
[0003]目前，針對碳纖維復合材料的鉆削多是采用麻花鉆，且參照鉆削金屬材料的切削參數選擇碳纖維復合材料的切削參數或對切削參數進行一定程度的改進，但由于碳纖維復合材料易分層、表面剝離、起毛刺以及樹脂纖維崩缺的問題，使刀具的磨損量大、刀具壽命較短。
[0004]因此，需要對碳纖維復合材料加工刀具進行專門設計。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明目的提供一種碳纖維復合材料專用鉆頭，通過對鉆頭的設計，能夠克服加工過程中出現的刀具磨損嚴重，孔加工質量不高的問題。
[0006]本發(fā)明提出的碳纖維復合材料專用鉆頭，其主體為刀桿1，所述刀桿I為柱形結構，刀桿I上均勻布置有兩條螺旋形溝槽2，刀桿I與兩條溝槽2共同構成麻花狀結構，所述刀桿I的尾部為鉆頭主體4，其中:
所述鉆頭主體4包括第一級主后刀面5和第二級主后刀面9，所述第一級主后刀面5共有四片，位于鉆頭主體4端部的中間，第一級主后刀面5兩兩相交構成傘狀結構，位于左邊的兩片第一級主后刀面5與位于右邊的兩片刀平面之間的交線構成橫刃7，且位于左邊的兩片第一級主刀面5與位于右邊的兩片第一級主后刀面之間呈112°夾角，所述夾角構成第一重鋒角8，所述第二級主后刀面9共有兩片，其中一片位于左邊的兩片第一級主刀面5外圍，另一片位于右邊的兩片第一級主刀面5外圍，且第二級主后刀面9與第一級主刀面5的連接處構成第二重鋒角10 ;所述第二級主后刀面9末端為分屑槽12 ;所述第一重鋒角8的角度較大，第二重鋒角10角度較小；所述較大的第一重鋒角8在軸向脆斷破壞碳纖維復合材料的內部織構，所述較小的第二重鋒角10能增強制孔能力，降低切削力，有效地剪切材料層間結構，緩解分層問題；所述鉆頭主體外緣即刀桿I溝槽以外的區(qū)域設有第一切削刃13和第二切削刃14，第一切削刃13位于分屑槽12下方，第一切削刃13和第二切削刃14夾角為120° ;所述第一切削刃13和第二切削刃14可進行外緣切削，可防止切削過程中出現的破裂和磨損等現象。
[0007]本發(fā)明中，所述溝槽2兩邊呈倒角形鉆體結構，可加強刀刃強度，避免崩損。
[0008]本發(fā)明中，所述第二級主后刀面9采用弧狀結構，有利于切削的分流。
[0009]本發(fā)明中，所述第二級主后刀面9的尾端的分屑槽I呈鍋狀結構，有利于排屑及切削液的流入。[0010]本發(fā)明中，所述橫刃7采用加強的芯厚結構。所述加強的芯厚能夠防止鉆頭因為扭轉和振動彎曲變形，并在一定程度上延長刀具的使用壽命。
[0011]本發(fā)明中，所述鉆頭材質為聚晶金剛石(P⑶)。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于:本鉆頭可以應用于切削加工中，能夠降低制孔缺陷，具有較好的耐磨性，并具有較長壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明所提供的碳纖維復合材料專用鉆頭的主視圖。
[0014]圖2是本發(fā)明所提供的碳纖維復合材料專用鉆頭的俯視圖。
[0015]圖3是本發(fā)明所提供的碳纖維復合材料專用鉆頭的旋轉視圖。
圖中標號:I為刀桿，2為溝槽，3為倒角型鉆體結構，4為鉆頭主體，5為第一級主后刀面，6為第一級主后刀面的左邊兩邊與右邊兩邊夾角，7為橫刃，8為第一重鋒角，9為第二級主后刀面，10為第二重鋒角，11為加強芯，12為分屑槽，13為第一切削刃，14為第二切削刃。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述:
實施例1:
碳纖維復合材料專用鉆頭如圖1-3所示，由刀桿I和鉆頭主體4構成，刀桿I呈圓柱形結構，刀桿I上均勻開有兩條螺旋形的溝槽2，每條溝槽2的兩條邊設計成倒角型鉆體結構3，刀桿I與溝槽2共同構成麻花狀的整體結構。
[0017]鉆頭主體4包括第一級主后刀面5和第二級主后刀面9，第一級主后刀面5共有四片，位于鉆頭主體4端部的中間，第一級主后刀面5兩兩相交構成傘狀結構，位于左邊的兩片第一級主后刀面5與位于右邊的兩片刀平面之間的交線構成橫刃7，且位于左邊的兩片第一級主刀面5與位于右邊的兩片第一級主后刀面之間呈112°夾角，夾角構成第一重鋒角8，第二級主后刀面9共有兩片，其中一片位于左邊的兩片第一級主刀面5外圍，另一片位于右邊的兩片第一級主刀面5外圍，且第二級主后刀面9與第一級主刀面5的連接處構成第二重鋒角10 ;所第二級主后刀面9末端為分屑槽12 ;第一重鋒角8的角度較大，第二重鋒角10角度較小；較大的第一重鋒角8在軸向脆斷破壞碳纖維復合材料的內部織構，較小的第二重鋒角10能增強制孔能力，降低切削力，有效地剪切材料層間結構，緩解分層問題；鉆頭主體外緣即刀桿I溝槽以外的區(qū)域設有第一切削刃13和第二切削刃14，第一切削刃13位于分屑槽12下方，第一切削刃13和第二切削刃14夾角為120° ;第一切削刃13和第二切削刃14可進行外緣切削，可防止切削過程中出現的破裂和磨損等現象。
[0018]本發(fā)明中，溝槽2兩邊呈倒角形鉆體結構，可加強刀刃強度，避免崩損。第二級主后刀面9采用弧狀結構，有利于切削的分流。第二級主后刀面9的尾端的分屑槽I呈鍋狀結構，有利于排屑及切削液的流入。橫刃7采用加強的芯厚結構。所述加強的芯厚能夠防止鉆頭因為扭轉和振動彎曲變形，并在一定程度上延長刀具的使用壽命。
[0019]本發(fā)明碳纖維復合材料專用鉆頭，在其鉆頭主體的邊緣分別設計有外緣第一切削刃13、第二切削刃14，兩個切削刃平面夾角為120°，可進行外緣切削。
[0020]本鉆頭可以應用于切削加工中，能夠降低制孔缺陷，具有較好的耐磨性，并具有較長壽命。
【權利要求】
1.碳纖維復合材料專用鉆頭，其主體為刀桿(I)，所述刀桿(I)為柱形結構，刀桿(I)上均勻布置有兩條螺旋形溝槽(2)，刀桿(I)與兩條溝槽(2)共同構成麻花狀結構，所述刀桿(I)的尾部為鉆頭主體(4)，其特征在于: 所述鉆頭主體(4)包括第一級主后刀面(5)和第二級主后刀面(9)，所述第一級主后刀面(5)共有四片，位于鉆頭主體(4)端部的中間，第一級主后刀面(5)兩兩相交構成傘狀結構，位于左邊的兩片第一級主后刀面(5)與位于右邊的兩片刀平面之間的交線構成橫刃(7)，且位于左邊的兩片第一級主刀面(5)與位于右邊的兩片第一級主后刀面之間呈112°夾角，所述夾角構成第一重鋒角(8)，所述第二級主后刀面(9)共有兩片，其中一片位于左邊的兩片第一級主刀面(5)外圍，另一片位于右邊的兩片第一級主刀面(5)外圍，且第二級主后刀面(9)與第一級主刀面(5)的連接處構成第二重鋒角(10);所述第二級主后刀面(9)末端為分屑槽(12);所述第一重鋒角(8)的角度較大，第二重鋒角(10)角度較??；所述較大的第一重鋒角(8)在軸向脆斷破壞碳纖維復合材料的內部織構，所述較小的第二重鋒角(10)能增強制孔能力，降低切削力，有效地剪切材料層間結構，緩解分層問題；所述鉆頭主體外緣即刀桿I溝槽以外的區(qū)域設有第一切削刃(13)和第二切削刃(14)，第一切削刃(13)位于分屑槽(12)下方，第一切削刃(13)和第二切削刃(14)夾角為120° ;所述第一切削刃(13)和第二切削刃(14)可進行外緣切削，可防止切削過程中出現的破裂和磨損等現象。
2.根據權利要求1所述的專用鉆頭，其特征在于所述溝槽(2)兩邊呈倒角形鉆體結構，可加強刀刃強度，避免崩損。
3.根據權利要求1所述的專用鉆頭，其特征在于所述第二級主后刀面(9)采用弧狀結構，有利于切削的分流。
4.根據權利要求1所述的專用鉆頭，其特征在于所述第二級主后刀面(9)的尾端的分屑槽(I)呈鍋狀結構，有利于排屑及切削液的流入。
5.根據權利要求1所述的專用鉆頭，其特征在于所述橫刃(7)采用加強的芯厚結構，所述加強的芯厚能夠防止鉆頭因為扭轉和振動彎曲變形，并在一定程度上延長刀具的使用壽命O
【文檔編號】B23B51/02GK104028812SQ201410264146
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權日:2014年6月16日
【發(fā)明者】劉廣軍, 陳濤, 韓邦鑫, 卞永明, 包小凡, 楊鋒 申請人:同濟大學, 哈爾濱理工大學