[实用新型]一种加工碳纤维夹芯材料与铝合金叠层板深孔的钻头

说明书

技术领域

本发明属于切削刀具技术领域，涉及一种加工碳纤维夹芯材料与铝合金叠层板深孔的钻头。

背景技术

目前大量使用的复合材料通常由碳纤维复合材料（CFRP）与铝合金一起构成叠层材料，这能将金属的高强度与复合材料重量轻、耐腐蚀的特性集于一身。在这些部件的制造过程中，制连接件孔通常是结构件装配的最终环节，由于装配孔数量巨大，钻孔成为复合材料零件制造过程中工作量最繁重的一个机械加工工序。

碳纤维夹芯材料-铝合金叠层制孔，在钻孔过程中，除了常见金属材料的钻孔缺陷（孔径尺寸误差、圆度误差、位置度误差等）外，还有碳纤维复合材料特有的缺陷，主要表现为入口剥离分层、出口分层、层间分层、撕裂与毛边等，其中分层是最主要的钻孔缺陷，一旦产生将无法修复，造成无法挽回的损失。

在叠层材料制孔中，对于深度孔径比大于10:1的深孔，又大大提高了加工难度，效率低、成本高，传统钻孔刀具及加工工艺已经不能满足航空制造领域这种制高精度深孔的需求。

现有专利中：

1.授权公开号为CN 202845870 U“一种加工碳纤维增强复合材料与钛合金叠层板的钻头”，仅解决了碳纤维与钛合金叠层板的钻头，未就碳纤维夹芯材料-铝合金叠层材料，孔径比大于10:1的深孔进行研究。

2.授权公开号为CN 202336613 U“一种加工碳纤维复合材料整体硬质合金钻头”，该专利仅解决了碳纤维复合材料的孔加工，未对就碳纤维夹芯材料-铝合金叠层材料，孔径比大于10:1的深孔及加工精度进行研究。

目前暂无在加工碳纤维夹芯材料-铝合金叠层材料领域，孔径比大于10:1，加工精度在+0.05mm至0mm范围内的钻孔刀具的研究。

发明内容

本发明解决的技术问题是克服现有加工技术不足，特别提供一种加工碳纤维夹芯材料与铝合金叠层板深孔的钻头。该钻头结构简单，结构参数合理，切削加工质量好，孔径公差保证在+0.05mm至0mm内，碳纤维复合材料无入口剥离分层、出口分层、层间分层、撕裂与毛边等缺陷，蜂窝芯层蜂窝芯不脱粘、不撕裂，铝合金孔壁表面光顺，表面质量不低于3.2μm。

本发明的技术方案是：

一种加工碳纤维夹芯材料与铝合金叠层板深孔的钻头，包括钻尖部、排屑部和柄部，所述的排屑部设有自钻尖部向柄部延伸的排屑槽（1），所述的钻尖部设有前刀面（3）、后刀面（5）和横刃（9），所述的钻尖部设有前刀面（3）、后刀面（5）和微小的横刃（7），前刀面与后刀面相交形成主切削刃（7）；所述钻头刃部的螺旋角（2）为30±1°，钻头刃部的钻尖角（4）为88°~92°。

所述的横刃（9）为大小为0.1±0.05mm。

所述的钻心厚度（8）为变厚度。

所述的排屑部还设置有副切削刃（6）。

所述的后角（10）为17±1°，第二后角（11）为30±1°。

本发明所述的一种加工碳纤维夹芯材料与铝合金叠层板深孔的钻头，对碳纤维夹芯材料与铝合金叠层板具有独特的加工性能，微小的横刃和较小的顶角能减少轴向力，副切削刃的设计减少碳纤维复合材料入口剥离分层、出口分层、层间分层、撕裂与毛边现象，并且保证蜂窝芯层蜂窝芯不脱粘、不撕裂，保证碳纤维复合材料层的表面粗糙度以及铝合金层的加工精度，提高孔的表面质量。

在孔深与孔径比大于10:1，孔径公差+0.05mm至0mm内。与传统钻头相比，该钻头结构简单，结构参数合理，切削加工质量好，孔径公差保证在+0.05mm至0mm内。加工的孔表面质量不低于3.2μm。

附图说明

图1为本发明实施例1的钻尖部主视图。

图2为本发明实施例1的刃部局部剖视图。

图3为本发明实施例1的钻尖部局部剖视图。

图4为本发明实施例1的钻尖部的俯视图。

具体实施方式

本发明通过下面的实施例对本发明作进一步的描述，然而本发明范围并不仅限下述实施例。

实施例1：

钻头包括钻尖部、排屑部和柄部，所述的排屑部设有自钻尖部向柄部延伸的排屑槽（1）和副切削刃（6），所述的钻尖部设有前刀面（3）、后刀面（5）和横刃（9），其中，所述钻头刃部的螺旋角（2）为30±1°，钻头刃部的钻尖角（4）为88°~92°。钻尖部设有前刀面（3）、后刀面（5）和微小的横刃（7），前刀面与后刀面相交形成主切削刃（7），横刃（9）为大小为0.1±0.05mm，钻心厚度（8）为变厚度，其特征在于存在副切削刃（6），所述的后角（10）为17±1°，第二后角（11）为30±1°。