[发明专利]一种用于蜂窝及复合材料加工的内吸式铣削刀具

说明书

本发明公开了一种用于蜂窝及复合材料加工的内吸式铣削刀具，包括：刀齿本体，用于切除工件材料，在所述的刀齿本体的外圈设有刀齿，所述刀齿的前刀面为镂空式结构，使碎屑及切削形成的固体颗粒吸附进入刀体内部，且刀齿本体底部修磨有对称分布的底刃；连接螺杆，将刀齿本体与中心刀柄固定连接；中心刀柄，其用于安装于机床主轴上；内吸衬套，内吸衬套中部的通孔与中心刀柄通过轴承进行配合密封并实现相对转动，内吸衬套与刀齿本体的端面为间隙配合，碎屑经由衬套中空部位被吸附排出；内吸导管，将内吸衬套与外部吸气装置连接，是碎屑排出的通道；密封端盖，与内吸衬套分别布置于刀齿本体两端使刀齿本体形成一相对密闭空间。

技术领域

本发明涉及切削加工和刀具技术领域，特别是涉及一种用于蜂窝及复合材料加工的内吸式铣削刀具。

背景技术

蜂窝夹层结构复合材料是航空、航天领域重要的减重材料，蜂窝材料具有轻质、高强、耐高温、低介电等优良性能，已成为航空复合材料结构件的首选芯材。蜂窝材料加工时易形成碎断切屑及大量固体颗粒，碎断切屑难以回收处理，而固体颗粒容易造成粉尘污染，危害操作人员健康。此外，碎屑与固体颗粒极易附着于刀具表面或进入刀具与工件的接触区域，造成刀具急剧磨损，并容易划伤已加工表面，且固体颗粒进入机床内部会影响机床工作精度和使用寿命。

类似地，由基材和增强体构成的复合材料，如芳纶纤维和碳纤维增强复合材料等，在切削时也容易形成碎断切屑或固体颗粒，造成与蜂窝材料切削时的相似问题。

现有的蜂窝材料加工，一般采用锯齿状刀齿的螺旋铣刀、碟形刀片或碟形刀片与碎屑刀齿集成的组合刀具等。发明人发现随着刀具技术的进步，虽然蜂窝材料的切除效率逐步得到提升，但碎屑与固体颗粒形成所带来的危害尚未得到有效解决，长期以来蜂窝材料结构件的成品率较低，加工质量难以达到装配和连接要求，蜂窝复合结构材料的高效率和高质量加工为制造领域提出了严峻挑战。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明公开了一种用于蜂窝及复合材料加工的内吸式铣削刀具，它解决了现有技术中蜂窝及复合材料切削时碎屑回收困难、粉尘污染以及碎屑进入刀工接触区划伤破坏加工表面质量的难题，实现了蜂窝及复合材料高质高效加工及碎屑实时回收的有益效果。所发明刀具的整体结构简单，制作成本低廉，易于推广。

本发明为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种用于蜂窝及复合材料加工的内吸式铣削刀具，包括：

刀齿本体，用于切除工件材料，刀齿前刀面为镂空式结构，将碎屑吸附进入刀体内部，且刀齿本体底部修磨有对称分布的底刃；

连接螺杆，将刀齿本体与中心刀柄固定连接；

中心刀柄，安装于机床主轴上；

内吸衬套，衬套中部通孔与中心刀柄通过轴承进行配合密封并实现相对转动，衬套下缘与刀齿本体为间隙配合，碎屑经由衬套中空部位被吸附排出；

内吸导管，将内吸衬套与外部吸气装置连接，是碎屑排出的通道；

密封端盖，与内吸衬套分别布置于刀齿本体两端使刀齿本体形成一相对密闭空间，密闭的刀体结构可以使外部吸气装置工作时形成负压状态，进而可以有效地将切屑吸附进入刀体内部；若为进一步提高刀齿本体内的负压程度，可在刀齿本体与内吸衬套下缘之间选择性设置一密封圈装置。

本发明的有益效果如下：

为降低切削时单个切削刃承受的载荷，采取超密齿结构设计。刀齿本体共有八列刀齿且均匀排布于刀体外围，相邻两列刀齿在纵向交错排列，同时刀齿本体底部修磨有对称分布的底刃，保证工件材料沿刀体纵向以及底部的全区域切除。该结构设计可以有效减小单个刀齿的切削用量，保证加工效率的同时提高加工质量。类似地，刀体外围的密布刀齿也可以沿着刀体外表面呈螺旋状排布。