[实用新型]一种用于碳纤维增强复合材料的燕尾鱼鳞状钻铣复合刀具

说明书

本实用新型公开了一种用于碳纤维增强复合材料的燕尾鱼鳞状钻铣复合刀具,其特征在于，包括刀柄部分、铣刀部分和钻头部分，所述钻头部分呈燕尾状，具有一对尖钻头，一对尖钻头的两条主切削刃偏移刀具回转中心轴的偏距相等，且一对尖钻头分别设置有排屑槽，每个尖钻头均包括切削刃、钻尖、过渡切削刃，所述铣刀部分由左螺旋刃和右螺旋刃交错形成鱼鳞状细齿。

技术领域

本实用新型涉及加工刀具领域，特别涉及一种用于碳纤维增强复合材料的燕尾鱼鳞状钻铣复合刀具。

背景技术

碳纤维增强复合材料(CFRP)具有比强度高、比模量大等优异性能，在航空航天高新技术领域具有广阔的应用前景。当前，欧美大型飞机机体材料正由铝合金为主向以复合材料为主过渡，50wt％复合材料用量将是未来飞机的起点。在装配连接时，需要进行大量加工大量直径d≥6mm的孔。目前，对这些孔的加工常采用钻-扩-铰-锪的多刀、多工序制孔工艺，但工序繁琐、效率低下，尤其是在表层材料中极易产生严重的毛刺、撕裂和分层等缺陷，严重阻碍了CFRP在航空航天中的应用。研究表明，通过先钻基孔，再采用螺旋铣削对基孔进行扩孔，能规避钻削工艺缺点，合理利用螺旋铣孔的优点，可以显著亦或彻底去除制孔缺陷。为尽可能提高制孔效率，遵循一体化制孔原则，提出采用钻-铣复合刀具进行钻削-螺旋铣削的制孔工艺。要实现理想的制孔技术，设计与该工艺相匹配的钻-铣复合刀具是关键。

授权公告号为CN 202715874 U的中国实用新型专利公开了一种鱼鳞型微齿铣刀，由刀具和柄部构成，刀具采用两齿立铣刀结构，螺旋角为5°，刀具前端采用锥尖结构并开后角，端刃开端齿，端刃第一后角为10°～14°，端刃第二后角为25°～30°，在立铣刀的圆周开左右螺旋交错的小齿，螺旋角为30°～40°，开圆周上左右螺旋交错的小齿时采取左右旋齿数相差为1，齿槽角为45°～60°，圆周刃上的小齿前角为3°～8°尽管该铣刀能够进行铣削加工，获得一定的铣削效果，但无法实现钻-铣复合螺旋制孔技术。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型结合现有钻头结构和铣刀结构，提供一种能够有效解决现有航空领域CFRP制孔低效和制孔缺陷难以抑制的问题，实现钻孔和螺旋铣孔多工序一体化制孔的燕尾鱼鳞状钻铣复合刀具。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种用于碳纤维增强复合材料的燕尾鱼鳞状钻铣复合刀具,其特征在于，包括刀柄部分、铣刀部分和钻头部分，所述钻头部分呈燕尾状，具有一对尖钻头，一对尖钻头的两条主切削刃偏移刀具回转中心轴的偏距相等，且一对尖钻头分别设置有排屑槽，每个尖钻头均包括切削刃、钻尖、过渡切削刃，所述铣刀部分由左螺旋刃和右螺旋刃交错形成鱼鳞状细齿。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述钻尖在轴向的偏距a为1～1.5mm，切削刃的刃宽t为0.1～0.2mm，钻尖高h为5mm，切削刃的倾角β为10°，过渡切削刃的倾角α为30°，排屑槽5的最大圆弧R为刀具半径的1/2，且最大偏距b为0.5mm，确保孔中心材料能被顺利切除和排屑顺畅。

在本实用新型的一个优选实施例中，左螺旋刃的螺旋角θ₁和右螺旋刃的螺旋角θ₂分别为50°～65°和5°～10°，左螺旋刃间距L1从钻头部分的1mm向刀柄部分逐渐增大到1.5mm，右螺旋刃间距L2从钻头部分的1mm向刀柄部分逐渐增大到1.2mm，左、右螺旋刃的法线前角均为5°～15°，法线后角均为10°～15°。

在本实用新型的一个优选实施例中，左、右螺旋刃交错部位的齿高e为0.5～1mm，确保有足够的容屑空间，改善排屑条件和散热条件。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述钻头部分与铣刀部分为一整体结构，采用硬质合金制成。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述钻头部分与铣刀部分的外表面镀一层耐磨材料。

由于采用了如上的技术方案，本实用新型的有益效果在于：