[发明专利]切削工具

说明书

本发明涉及切削工具。一种带槽钻按照轴向顺序包括主体部分和切削部分。所述切削部分包括两个或更多个切削边缘，其中，每个切削边缘从所述切削部分的远端沿所述切削部分朝向所述主体部分延伸到所述主体部分。每个切削边缘具有处于所述切削部分的远端处的第一前角，所述第一前角逐渐增加至处于所述切削部分的近端处的第三前角。每个切削边缘具有处于所述切削部分的远端处的第一未切切屑厚度，所述第一未切切屑厚度逐渐减小至处于所述切削部分的近端处的第三未切切屑厚度。

技术领域

本公开涉及一种切削工具，并且具体但非排他地，涉及一种用于与陶瓷基体复合材料（ceramic matrix composite materials）一起使用的切削工具。

背景技术

陶瓷基体复合（CMC）材料是如下的一类复合材料，即：其中，陶瓷基体材料用定向陶瓷纤维来增强。CMC材料具有优异的高温性能，并且经常被认为是高温应用中的例如镍基超合金之类的金属合金的替代品。

CMC材料通常需要加工过程，例如钻孔或铣削，以便实现工件的最终形状。由于CMC材料的非均质和各向异性的性质以及它们的高硬度，当用常规工具执行时，这样的加工操作是耗时的并且导致高的工具磨损率，这能够对加工的部件的质量产生不利影响。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种带槽钻，其按照轴向顺序包括主体部分和切削部分，所述切削部分包括两个或更多个切削边缘，每个切削边缘从所述切削部分的远端并且沿所述切削部分朝向所述主体部分延伸，

其中，每个切削边缘具有处于所述切削部分的所述远端处的第一前角，所述第一前角逐渐增加至处于所述切削部分的近端处的第三前角，并且每个切削边缘具有处于所述切削部分的所述远端处的第一未切切屑厚度，所述第一未切切屑厚度逐渐减小至处于所述切削部分的所述近端处的第三未切切屑厚度。

对于常规的钻，前角或者沿切削边缘不受控制，或者沿切削边缘具有恒定的值。当切削异质和各向异性的材料（其属于通俗称为“难以切削”的材料的群组）时，沿切削边缘增加的前角可增加工具寿命，并可改善加工表面的表面质量。

CMC材料的性质对切削过程提出了不同的需求。在切削复合纤维的过程期间，需要正的前角（即，尖锐边缘），以便实现高的表面质量。此外，CMC材料的陶瓷基体的高硬度需要负的前角，来实现更长的工具寿命。

因此，在切削边缘的径向内部中具有负值并且在径向内部处增加到正值的切削边缘的前角的受控的渐进变化将满足两个需求。

常规的钻没有公开未切切屑厚度在前角的变化期间的渐进变化。术语“未切切屑厚度”有时俗称为“切削深度”。

切削CMC材料的特定需求还需要未切切屑厚度的受控的渐进变化。这是因为CMC材料经历脆性到韧性（brittle-to-ductile）的转变，这取决于所使用的未切切屑厚度。

为了实现高的表面质量，切削过程结束时的未切切屑厚度应尽可能小，以便切削韧性域（ductile domain）中的材料（以改善表面完整性并降低表面粗糙度）。

为了提高切削过程的效率，利用负前角的切削将使得能够使用更高的未切切屑厚度。然而，当使用正的前角时，将需要较小的未切切屑厚度，以实现更“韧性”的行为并提供更长的工具寿命。较小的未切切屑厚度意味着切削工具将具有比现有技术的切削工具要长的工具寿命。

这些需求可以通过沿切削边缘的长度逐渐增加的未切切屑厚度的受控的渐进变化来满足。

所述槽提供了空间路径，用于去除在切削过程期间通过钻从母材去除的CMC切屑。

可选地，所述切削部分包括两个切削边缘。

使用两个切削边缘简化了工具的几何构型，同时仍满足如上所述的切削CMC材料的需求。

可选地，每个槽都是直槽。