[发明专利]一种纤维增强复合材料高效制孔的专用刀具

摘要

本发明一种纤维增强复合材料高效制孔的专用刀具属于机械加工中钻削工具技术领域，涉及一种纤维复合材料高效制孔的专用刀具。专用刀具具有交叉旋向的微齿结构和抑振结构的多刃双顶角，此刀具划分为由第一主切削刃包络线形成的第一主切削区、第二主切削刃包络线形成的第二主切削区、包络线为终孔尺寸的左旋螺角的副切削区、变径区、夹持区和微齿切削区六个区域。本发明采用多刃双顶角结构，实现钻、扩、铰一体化加工，降低钻削轴向力，减少分层缺陷。通过相邻切削刃上交叉旋向的微齿结构，可有效去除出、入口毛刺，降低了形成终孔时的撕裂损伤，提高了入口孔壁的质量，最终实现纤维增强复合材料的一次性低损伤制孔。

主权项

一种纤维增强复合材料高效制孔的专用刀具，其特征是，专用刀具具有交叉旋向的微齿结构和抑振结构的多刃双顶角；此刀具划分为由第一主切削刃(1)包络线形成的第一主切削区(A)、第二主切削刃(2)包络线形成的第二主切削区(B)、包络线为终孔尺寸的左旋螺角的副切削区(C)、变径区(D)、夹持区(E)和微齿切削区(G)六个区域；其中，第一主切削区(A)有2条第一主切削刃(1)，其形成的顶角(α)为钝角；第二主切削区(B)有4条第二主切削刃(2)，其形成的顶角(β)为锐角，第一、第二主切削刃构成多刃双顶角结构；副切削区(C)的副切削刃(3)采用较小的左旋螺旋角；在第二主切削区(B)后部分的过渡区(F)中的第二主切削刃(2)后段采用圆弧曲线与副切削刃(3)连接；变径区(D)在副切削区(C)的尾端设计为变径结构，变径区(D)的轴向长度为副切削区(C)轴向长度的1/2，变径区(D)的直径为(D₂)；副切削刃(3)的直径为(D₁)，其末端(4)不超过变径区(D)；第二主切削区(B)的4条第二主切削刃(2)上分布有微齿切削区(G)，微齿切削区(G)由若干个微齿(5)组成；微齿(5)在同一条第二主切削刃(2)上轮廓结构相同；微齿(5)沿每条第二主切削刃(2)上分布有3‑5个，在每条第二主切削刃(2)上分布数量相同，且轴向位置相同；在相邻的第二主切削刃(2)上的微齿(5)的微齿轴向线(7)与刀具轴向线(6)所呈的旋向角不同，在相对的两条第二主切削刃(2)的微齿(5)的旋向角相同；其中，一对第二主切削刃(2)上的微齿(5)的旋向角为右旋向角(γ_R)是钝角，另一对第二主切削刃(2)上的微齿(5)的旋向角为左旋向角(γ_L)是锐角；共同构成相邻切削刃上交叉旋向的微齿结构；微齿(5)的投影轮廓为椭圆形或圆形；微齿右旋向角(γ_R)的上齿边与第二主切削刃(2)的右上倾角(δ_R)和下齿边与第二主切削刃(2)的右下倾角(ε_R)为钝角；微齿左旋向角γ_L为锐角的上齿边与第二主切削刃(2)的左上倾角(δ_L)和下齿边与第二主切削刃(2)的左下倾角(ε_L)为锐角；微齿(5)中距离钻尖最远处的微齿位于第二主切削区(B)中过渡区(F)以下，同一条第二主切削刃(2)上分布的微齿(5)中各微齿之间的距离不小于1.5mm，齿宽是齿间距的0.8‑1.5倍。