[实用新型]一种用于加工新型复合材料的PCD铰刀

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种加工新型复合材料的机械加工刀具，特别涉及一种用于加工新型复合材料的PCD铰刀。 

背景技术

复合材料是由两种或者两种以上的具备不同特性的材料组合而成,因其具有轻质、高强度、高的抗疲劳强度和抗热强度以及几乎为零的热膨胀系数等优良特性，被广泛应用于航空航天，汽车，高端体育器材等领域。特别是复合材料在飞机制造领域占有越来越重要的地位，其可以明显减轻飞机的重量，提高飞机性能。目前，空中客机A380总量的15%是碳纤维复合材料，而复合材料在美国B787飞机上的用量甚至大于50%。 

由于复合材料的基体中含有硬质成分如纤维、晶须、微粒或者织物，所以在加工复合材料的时候刀具必须具有很高的抗磨损能力以及足够的强度。另外复合材料本身具有各向异性，这也导致切削过程中切屑并非通过剪切而是通过折断纤维而形成。总之，切削复合材料与金属切削不一样，其在过程中易产生基体开裂、脱胶、分层、纤维断裂等破坏形式。目前加工复合材料主要有传统加工方式和特种加工方式。传统加工方式主要是用高速钢、硬质合金刀具来对复合材料进行切削加工，其中硬质合金比较适用于加工复合材料，通过加工碳纤维复合材料的钻削加工发现，采用硬质合金钻头加工时候分层少，毛刺以及钻头的磨损相对较少。但是传统加工刀具加工复合材料的质量越来越难以满足要求，特别是尺寸精度的要求，而且由于刀具和工件之间有接触，加工后会产生残余应力。特种加工方式主要包括激光束加工、高压水切割和高压水磨砂切割、电火花加工、超声波加工。相对于传统加工，特种加工方法具有加工质量高，容易监控等优点，但是其加工成本高，且操作复杂程度高。 

最近德国实用新型了一种加工碳纤维复合材料的新方法，其主要是采用微波加工技术，这种方法可以最大限度的减少废料和污染的产生，但是在加工的过程中对零件的安放要求比较严格。 

因此，工程技术领域急需一种高效、高精度、高寿命，并且加工表面质量好、毛刺少、切削力低的一种用于加工新型复合材料的PCD铰刀。 

实用新型内容

为了克服现有技术铰刀的缺点，本实用新型提供了一种用于加工新型复合材料的PCD 铰刀，技术方案如下： 

一种用于加工新型复合材料的PCD铰刀，其特征在于，包括： 

刀体的端部固定设有支撑臂； 

支撑臂上方开有排屑槽和刀槽； 

刀片，是由聚晶金刚石制成的，并且被焊接在支撑臂的刀槽里面，与排屑槽相连接，还包括：前刀面、2个后刀面、2个切削刃、弧边；并且前刀面是切屑流出的面，后刀面正对已加工表面；前刀面与2个后刀面相交，2个切削刃分别位于前刀面和2个后刀面的交线上，弧边与切削刃和后刀面相连接。 

如上所述的一种用于加工新型复合材料的PCD铰刀，其中，刀片为4片，并且4片刀片之间的夹角分别为102°，78°，82°，98°。 

如上所述的一种用于加工新型复合材料的PCD铰刀，其中，弧边的宽度为0.2-0.5mm。 

如上所述的一种用于加工新型复合材料的PCD铰刀，其中，切削刃高度为1mm，且与刀片的端面成10-15°角度。 

如上所述的一种用于加工新型复合材料的PCD铰刀，其中，刀片厚度为1mm。 

如上所述的一种用于加工新型复合材料的PCD铰刀，其中，排屑槽为直槽，与中心线的夹角为0°。 

如上所述的一种用于加工新型复合材料的PCD铰刀，其中，排屑槽为斜槽，与中心线的夹角为10°-12°。 

如上所述的一种用于加工新型复合材料的PCD铰刀，其中，排屑槽的2个圆周角是90°-105°，另外2个圆周角是60°。 

如上所述的一种用于加工新型复合材料的PCD铰刀，其中，刀体内部具有内冷却孔，1个主冷却孔，4个为侧冷却孔，并且主冷却孔与排屑槽相连接，与侧冷却孔的夹角为20°。 

本实用新型的有益效果是： 

1.采用聚晶金刚石材质的刀片，提高了锋利度，能够切削难度系数高的加工件。 

2.采用聚晶金刚石材质的刀片，切削速度达到12000rpm以上，比硬质合金高2～3倍，从而提高了工作效率。 

3.通过具有弧边的刀片的作用，使加工件的表面粗糙度降到0.8以下，边缘毛刺长度减小到10um。 

4.在同样的切削参数下，聚晶金刚石刀具的切削寿命是硬质合金刀具寿命的4倍以上，降低了报废率和维修率，从而降低成本。