[发明专利]一种加工纸基蜂窝复合材料的组合式立铣刀

说明书

技术领域

本发明涉及切削加工刀具领域，具体涉及一种加工纸基蜂窝复合材料的组合式立铣刀。

背景技术

蜂窝夹层结构复合材料因其比强度高、抗冲击性能好、减振、透微波、可设计性强，在航空航天、汽车等领域应用越来越广泛。其中，Nomex蜂窝芯材料以聚芳香酰胺纸经过印胶、叠合、压制、拉伸、浸渍、晾置、固化等一系列复杂工艺制成，作为夹层结构，广泛应用于飞机襟翼、副翼、壁板、旋翼、尾架等部件中。但是纸基蜂窝材料加工容易变形，产生毛刺、分层等质量缺陷，并且加工过程中产生大量芳纶纸纤维碎屑和粉尘，工作环境恶劣。

目前，纸基蜂窝材料数控加工主要采用组合式高速铣刀铣削加工，专利文献CN 203725861 U中公开了一种加工纸蜂窝材料组合刀具，采用铣刀体与刀杆焊接形成的整体式刀体，并设置固定在刀体端面的切割片，实现加工纸蜂窝材料时刀具侧面切口整齐，蜂窝材料无变形。但是，现有组合式刀具加工纸蜂窝材料时存在粉尘状切屑粘结刀具的现象，粉尘状切屑粘结甚至包裹切削刃，造成切削刃难以发挥作用，并且切屑与纸蜂窝材料二次切削，导致切削温度升高，影响纸蜂窝材料的加工质量。此外，由于纸蜂窝材料严禁与水、油等液体接触，纸蜂窝加工过程不能使用切削液，难以采用有效方式清除粘结在刀具上的粉末状切屑。

因此针对现有加工纸蜂窝材料组合式刀具存在的粉尘切屑粘结和切削温度高的问题，本发明提供一种具有可换装夹式刀片和内冷功能的组合式立铣刀，用于纸基蜂窝材料铣削加工过程。

发明内容

本发明针对现有纸蜂窝复合材料铣削加工刀具存在的切屑粘结和切削温度高的问题，提供一种用于纸基蜂窝材料数控加工，具有内冷功能的组合式立铣刀，具备冷却和排屑功能，实现切削刀片的清洁和冷却。

本发明提供的一种加工纸蜂窝复合材料组合式立铣刀，采用以下技术方案：

该组合式立铣刀，包括连圆柱形的刀体和设置在刀体上端面且与刀体连接为一体的刀柄以及设置在刀体下端面的圆盘锯齿状切割刀，所述刀柄与刀体同轴安装。所述刀体上设置有不少于4组沿圆周方向等距分布的定位面、容屑槽和内冷孔，所述内冷孔为设置在刀柄和刀体内部的通孔，内冷孔一端穿出刀柄，在刀柄上端面形成一个进气口，另一端穿出刀体并与容屑槽相通形成出气口。所述定位面上固定安装有与定位面配合且刀口伸出刀体圆柱面的切削刀片。

刀具工作时，刀柄一端的进气口与氮气冷却装置连接，从刀柄一端进气，冷却氮气通过内冷孔，从容屑槽内的出气口吹出，达到冷却刀具和加工零件以及清除刀具上材料屑的效果。

进一步地，所述定位面与容屑槽沿刀体圆周方向呈台阶状分布，所述容屑槽为定位面与刀体所述定位面上设置有用于安装切削刀片的螺纹孔。所述刀体圆柱面上设置沿圆周方向等距分布的凹槽，且所述凹槽由左凹面和右凹面形成。其中左凹面为定位面，设置有用于安装切削刀片的螺纹孔；所述右凹面与切削刀片侧面形成容屑槽，用于容纳切削刀片加工纸基蜂窝材料时形成的材料屑。所述右凹面上有内冷孔的出气口，与刀体中部的内冷孔连接，用于与氮气冷却装置配合使用，实现组合式立铣刀的冷却和自净功能。

进一步地，所述切削刀片为表面设置有多个形成左右双螺旋槽型的细齿切削刃，螺旋角为40~45°。大螺旋角形成锋利切削刃减少切削力，并且密布细齿结构将切削力离散化，实现以磨代铣，有利于减少纸基蜂窝复合材料的切削变形，另外双螺旋槽型形成的切削刃使轴向力向中间集中，防止变形和撕裂等缺陷的产生。

所述细齿切削刃形成的双螺旋槽型相邻螺旋槽之间的距离优选为0.8~1.4mm。所述细齿切削刃前角γ₁ 和γ₂ 的角度为γ₁=γ₂=7~12°。所述细齿切削刃后角α₁和α₂ 的角度为α₁=α₂=7~12°。

所述切削刀片通过螺钉可拆卸固定在定位面上，于刀体连接，当粉尘状切屑粘结在切削刃上难以清除时，可以更换新刀片使用，更换下来的刀片进行清洗、晾干后可进行重复利用。

所述切削刀片采用细晶粒硬质合金材料磨削制成。

切割片设置锯齿结构，固定在刀体下端面，用于加工纸蜂窝材料时刀具侧面切口的切削。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：