[发明专利]用于复合材料加工的压迫式铣磨刀具

说明书

技术领域

本发明涉及一种压迫式铣磨刀具，具体涉及到用于复合材料加工的压迫式铣磨刀具，属于刀具设计与应用技术领域。

背景技术

复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它具有重量轻、强度高、加工成型方便、耐化学腐蚀和耐候性好等优点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域。随着复合材料的迅速发展和日益广泛的应用，复合材料制件的成型与加工也变得越来越重要。目前复合材料制件的成型主要采用近净成形技术，但为了保证形状尺寸精度和装配公差，材料成型后仍需进行二次机械加工，如铣边、钻孔等。与此同时，复合材料二次机械加工的问题也随之出现。

由于复合材料具有硬度高、强度大、导热性差、各向异性、层间强度低等特点，在铣边加工中，分层、表面剥离、毛刺、纤维拔出、基体融化和崩缺等问题始终困扰着制造现场，很难加工出高质量的复合材料构件。并且复合材料中增强相的高硬度使得刀具磨损快、刀具寿命短。如普通硬质合金铣刀铣边加工碳纤维增强树脂基复合材料达到3m的铣削长度时，后刀面磨损量已超过0.2mm。

经过国内外专家学者进行了大量的理论与实验研究，目前普遍认为采用双螺旋式或多齿式金刚石涂层硬质合金铣刀以及镶嵌PCD刀片铣刀可以获得优良的加工质量和较长的工具寿命。但在实际加工中发现，金刚石涂层在复合材料增强相强烈的磨损作用下会穿透甚至脱落，从而暴露出刀具基体，加剧刀具磨损，降低刀具寿命。PCD刀具虽然耐磨性最好，能够长时间保持刀刃的锋利，但价格较高，且刀具结构多为简单的直刃形式，不利于毛刺、分层等缺陷的抑制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在复合材料上加工的压迫式铣磨刀具，以克服现有技术加工过程中复合材料容易出现分层、表面剥离和毛刺等现象的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于复合材料加工的压迫式铣磨刀具，包括刀柄、刀具基体和设置在所述刀具基体上的刀齿，其特征在于：所述刀齿由靠近刀齿下端的左/右旋的前螺旋切削刃和靠近刀柄端的右/左旋的后螺旋切削刃呈压迫式结构相互接合而成，所述前螺旋切削刃和后螺旋切削刃呈相反旋向设置。

所述前螺旋切削刃和后螺旋切削刃由人造金刚石超硬磨料刃形排布并钎焊在刀齿上形成。

所述前螺旋切削刃和后螺旋切削刃上开有均布的与各自旋向相反的排屑槽, 所述排屑槽将前螺旋切削刃和后螺旋切削刃分割为断续状。

所述排屑槽的数量与前螺旋切削刃和后螺旋切削刃的刃数相等。

所述前螺旋切削刃和后螺旋切削刃的刃数相等。

所述前螺旋切削刃和后螺旋切削刃呈啮合状相接，周向错开距离为齿距的一半。

所述前螺旋切削刃和后螺旋切削刃之间的接合处部分重叠，重叠部分的宽度为0.8-1.8mm。

本发明的有益效果在于：(1)、采用相反旋向设置的前螺旋切削刃和后螺旋切削刃可以同时对复合材料上表面产生向下压和向上压的切削分力，当前、后螺旋切削刃的接合部分位于复合材料侧边中心位置时，向下压和向上压的切削分力抵消，轴向力近乎为零，从而抑制了复合材料分层、表面剥离和毛刺等缺陷的产生；(2)、采用刃形排布并钎焊于刀具基体上的金刚石磨料序列替代传统螺旋切削刃，提高了刀具的耐磨性和刀具刃形结构的可设计性；(3)、通过在前、后螺旋切削刃上设置旋向相反的排屑槽减小了切削力，增强了排屑和散热能力，进一步延长了刀具使用寿命；(4)、采用人造金刚石超硬磨料的负前角对复合材料增强相的切削作用由“掀抬”向“推压”转变，减小对复合材料表面破环，提高了加工表面质量。

附图说明

图1 本发明用于复合材料加工的压迫式铣磨刀具的主视图；

图2 本发明刀具部分的刀齿结构展开图；

图中：1-刀柄，2-刀具基体，3-刀齿，4-前螺旋切削刃，5-后螺旋切削刃，6-人造金刚石超硬磨料，7-排屑槽，β-前、后螺旋切削刃螺旋角，ω-排屑槽螺旋角，p-前/后螺旋切削刃齿距，s-前、后螺旋切削刃周向错开距离，b-前、后螺旋切削刃重叠宽度，c-排屑槽宽度，l_1-前螺旋切削刃长，l₂-后螺旋切削刃长。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明。