[发明专利]面铣复合材料的切削刀具、面铣方法、刀片和刀具主体

说明书

技术领域

本发明涉及一种切削刀具，和一种面铣工件、特别是复合材料工件的方法。本发明也涉及一种相应的适合的切削刀片和一种相应的适合的刀具主体。

背景技术

已知复合材料为非均质材料。实际上，复合材料最通常由两种不同的相组成。第一相由增强纤维，特别是碳纤维或玻璃纤维组成。这些纤维相对坚硬和易碎。此外，这些纤维由不同层的组合产生，每一层都关于其中的纤维具有其自身的单向性取向。图1示出组成已知复合材料20的层22、24、26和28的示意性分解图。如果采用层28的纤维取向作为基准取向(层28内的纤维取向等于0°)，则层22、24、26的纤维分别以45°、90°和135°的角度取向。

复合材料的第二相由聚合物树脂基体组成，该聚合物树脂基体粘合每一层中的纤维，并且将来自一层的纤维粘合至另一层。这种基体柔软并且易延展。重新参考图1，将粘合各层之后的复合材料20称为多轴向叠层，这是因为增强纤维能够根据需要来进行取向。

具体地，通过注塑工艺、铣削或钻削工艺制造复合材料部件。复合材料的多相性，这里指的是各向异性产生了关于加工的一些严峻挑战。加工这些复合材料期间可能发生的通常缺陷是脱层、树脂过热、未切纤维和纤维被拉出。

本领域技术人员常常经历下列两个主要问题之间的折衷：一方面，保持复合材料部件的完整性和质量；另一方面，降低切削刀具的磨损。

然而，特别是在航空技术领域中，加工所需的质量水平要求更高质量地切削所加工的部件。关于制备将用于夹紧金属部件的复合材料的表面，或者在复合材料之间进行粘合的工艺之前，尤其是这种情况。

因此，本发明的目标在于提供一种用于面铣的方法和切削刀具，当在复合材料叠层上使用时，其允许更高质量的面铣。

发明内容

通过一种切削刀具实现这一目标，该切削刀具用于与切削刀具的轴线垂直地面铣工件，该切削刀具包括：

-刀具主体，其包括第一和第二刀片槽，其每个都用于固定一个切削刀片；

-第一和第二切削刀片，其能够被分别固定在第一和第二刀片槽中，这样设计第一和第二切削刀片和刀片槽，即当第一和第二切削刀片被固定在相应的刀片槽中时，每个切削刀片均存在：

-主切削刃，其用于径向加工工件，

-辅助切削刃，其关联主切削刃，且辅助切削刃是用于轴向加工工件的擦拭刃，

第二切削刀片的主切削刃和辅助切削刃之间的交点相对于第一切削刀片的主切削刃和辅助切削刃之间的交点轴向向内且径向向外地偏离；和

每个切削刃的被限定在主和辅助切削刃之间的导程角，其小于30°。

本发明还提出：

-刀具主体，其包括：

-多个刀片槽，包括第一和第二刀片槽；

-多个切削刀片，包括第一和第二切削刀片，所述多个切削刀片中的每个切削刀片都能够被固定在所述多个刀片槽中的一个相应的刀片槽中，这样设计该多个切削刀片和多个刀片槽，即当将每个切削刀片固定在相应的刀片槽中时，每个切削刀片都存在：

-主切削刃，其用于径向加工工件，

-辅助切削刃，其关联主切削刃，且辅助切削刃是用于轴向加工工件的擦拭刃；

其中，通过沿绕切削刀具的轴线的锥形螺旋线布置，所述多个刀片槽的主切削刃和辅助切削刃之间的交点彼此偏离；

每个切削刃的在主和辅助切削刃之间的导程角，其都相同；

-所有的切削刀片尺寸和形状都相同，且刀片槽彼此轴向地且径向地偏离；

-在刀具主体上布置至少两个径向和轴向偏离的刀片槽，使得当被固定在这些刀片槽中时，切削刀片的主切削刃存在共同的轴向交迭；

-第一刀片槽是刀具主体的轴向最向外的刀片槽；第二刀片槽是在从第一刀片槽轴向偏离的刀具主体的刀片槽中的从第一刀片槽轴向偏离较小的刀片槽；第一和第二刀片槽之间的轴向偏离大于约0.06mm；

-这样设计切削刀具的切削刀片和刀片槽，即当被固定在它们相应的刀片槽中时，切削刀片被以相同的轴向偏离布置在同一锥形螺旋线上，该轴向偏离大于或等于0.1mm，优选为约0.2mm，并且小于或等于0.5mm，最优选地，该同一轴向偏离约为0.26mm；

-切削刀片具有中心孔，用以通过基本轴向的螺钉而固定在刀具主体的相应的刀片槽中；

-导程角在3°至12°的范围内，优选为约5°；