[发明专利]钻铣复合刀具以及纤维复合材料的钻铣方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻铣工具领域，具体地，涉及一种钻铣复合刀具及应用该钻铣复合刀具的纤维复合材料的钻铣方法，更具体地，涉及一种应用该钻铣复合刀具对芳纶纤维复合材料的钻铣领域。

背景技术

纤维复合材料应用广泛，例如芳纶纤维增强复合材料压缩强度低、韧性高、抗冲击性好，其中的芳纶纤维是一种高科技合成纤维，其具有高强度、中模量、重量轻、耐高温、绝缘、抗老化和生命周期长等特点。然后在现有技术中的纤维复合材料中，纤维与树脂基体的结合力较差，因此在使用立铣刀等传统机械加工的过程中极易分层。另外，如果钻铣的过程中产生的热量过高，则纤维复合材料中的树脂就会熔化，而粘在切削面和刀具上，这时，纤维复合材料的切削面处就出现了烧焦的现象。在纤维复合材料加工领域，尤其是芳纶纤维复合材料板材的钻铣复合加工一直困扰着工程技术人员。这是因为芳纶纤维柔韧性好，其复合材料在钻铣时纤维不易被切断，传统直接对待加工面进行的钻削的方法会导致未切断的纤维和树脂堆积在断口处，造成加工面粗糙、起毛，甚至分层、烧焦。因此提供一种能够解决上述技术问题的钻铣工具具有积极意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种钻铣复合刀具，该钻铣复合刀具能够实现对待加工材料的钻铣复合加工，并有效地解决在钻孔加工时待加工材料的分层、翻边和起毛等问题，尤其适用于对纤维复合材料的加工。

本发明的另一目的是提供一种纤维复合材料的钻铣方法，该钻铣方法使用本发明提供的钻铣复合刀具。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种钻铣复合刀具，包括具有刀头端面的刀具本体，该刀具本体上形成有沿轴向延伸并连通到所述刀头端面的多条排屑槽和由该排屑槽分隔而成的切削部，所述切削部包括沿所述轴向延伸的第一切削刃和形成在所述刀头端面上的第二切削刃，其中所述刀头端面形成为向内凹入的内凹结构，并且所述内凹结构的回转中心设置有沿轴向向外凸出的钻尖，所述第二切削刃从该钻尖沿径向向外凸出，并且所述钻尖与所述第二切削刃的外缘刀尖相互平齐或凸出于该第二切削刃的外缘刀尖。

优选地，所述内凹结构为弧形凹槽结构。

优选地，从所述钻尖的顶部到所述第二切削刃的外缘刀尖为圆弧过渡。

优选地，所述排屑槽为沿所述轴向方向延伸在所述刀具本体上的螺旋槽，对应地由所述排屑槽分隔的所述切削部螺旋延伸。

优选地，所述排屑槽为4～8条，对应地所述切削部为4～8个，优选地，所述排屑槽为6条，所述切削部为6个。

优选地，所述刀具本体由硬质合金制成，并且在至少在所述第一切削刃和所述第二切削刃上涂覆超细晶金刚石涂层，并且优选地，所述第一切削刃和所述第二切削刃的粗糙度Ra≤0.32μm。

根据本发明的另一方面，提供一种纤维复合材料的钻铣方法，该钻铣方法包括使用本发明提供的钻铣复合刀具对所述纤维复合材料进行钻铣加工。

优选地，所述钻铣方法为钻铣复合加工方法，其中包括控制所述钻铣复合刀具的所述刀具本体回转，并且首先控制所述刀具本体在所述纤维复合材料中沿所述轴向方向行进，然后控制所述刀具本体沿垂直于该轴向方向的径向方向移动。

优选地，控制所述刀具本体的所述第二切削刃的所述边缘刀尖的回转线速度为50-100m/min，优选地，控制该回转线速度为75.4m/min。

优选地，所述纤维复合材料为芳纶纤维复合材料板。

通过上述技术方案，在进行钻孔作业时，即刀具本体沿轴向行进时，由于本发明提供的钻铣复合刀具的刀头端面具有位于中心的钻尖和位于其周围的第二切削刃，因此位于中心位置的钻尖能够起到定位作用以将钻铣复合刀具精准地定位在待加工件的表面上而不会晃动，并且由于刀头端面形成为内凹结构，固第二切削刃只有其外缘刀尖与待加工表面接触，因此能够通过该锋利的外缘刀尖快速割断例如纤维等待加工材料。继而随着刀具本体的回转，通过铲型的第二切削刃完成对待加工平面的钻铣作业。即，本发明提供的钻铣复合刀具在进行钻削作业时，能够首先将加工面的纤维等材料与其他非加工面的材料快速分离，然后再将这部分材料进行钻削去除，从而不会造成加工面的粗糙、分层、翻边和起毛等问题。