[发明专利]一种切削刀具

说明书

本发明公开一种切削刀具，其包括刀片、刀柄及将刀片固定在刀柄上的焊料，该刀片包括切削部及与切削部同轴连接的第一固定部，该刀柄包括与第一固定部通过真空焊接方式固定的第二固定部。该第一固定部包括平行于该切削刀具中心线且相对设置的两第一焊接面及连接第一焊接面的第二焊接面，该第二固定部包括沿着该切削刀具中心线从一端向另一相对端延伸的凹部，该凹部包括相对设置且分别与第一焊接面对应的第一、第二面，以及连接在第一、第二面之间并对应第二焊接面的第三面，该第一焊接面与第一面之间，及第二焊接面与第三面之间分别填充有焊料，该两个第一焊接面沿垂直于该切削刀具中心线的宽度D与第一面与第二面之间的距离d满足下述条件：0≤D‑d≤0.04mm。

技术领域

本发明涉及机械精加工领域，尤其涉及一种用于切削航空领域的蜂窝材料的切削刀具。

背景技术

随着航空装备技术的发展，对航空装备的性能提出了更高的要求，因此，引入了大量的新型高性能材料，复合材料凭借其得天独厚的优势在新一代航空装备中得到广泛应用，尤其是蜂窝芯复合材料，因其具有密度小、质量轻、高的比强度与比刚度、很强的抗冲击能力等特点而在改善飞机的性能方面起到重要作用。因此，优化蜂窝芯材料零件的加工技术是新型高性能飞机研制的重要环节。

蜂窝芯材料零件的加工与一般金属材料零件的加工存在本质的区别，其切削刃产生切屑并非像大多数金属那样通过剪切而生成，而是通过折断来去除多余的复合材料。一般情况下，蜂窝芯材料是一种由蜂窝芯纸粘接拉伸形成的弱刚度多孔材料，在切削成型过程中，因其受力与变形情况复杂，在加工过程中容易产生过切、压塌、撕裂、变形和毛边多等质量问题，导致零件的加工效率及良品率较低。

因此，为了减少上述问题的出现，用于切割蜂窝材料的刀具材料、结构和性能等就显得尤为重要。在蜂窝芯材料的加工中，研究发现刀具的选用占据非常重要的作用，传统的刀具很难满足蜂窝芯材料零件的高效高精度加工，因此，蜂窝芯材料的加工对新型加工刀具提出迫切的需求。

现有刀具加工蜂窝芯的轮廓，常采用高速铣削和传统插切两种方法。高速铣削加工蜂窝芯轮廓时，加工刀具采用专用的带有切削刃和粉碎刃的蜂窝芯高速铣刀，刀具在机床主轴的带动下高速旋转切削，刀具转速一般在10000r/min到20000r/min；高速铣削过程中，高速铣刀在垂直于蜂窝芯孔格轴线的平面上，按照所需的蜂窝芯轮廓进给切削，刀具在加工过程中对蜂窝芯材料施加侧向力，而蜂窝芯材料的侧向刚度较弱，同时由于材料的各向异性，加工过程中受力情况复杂，在刀具的粉碎和切削作用下经常出现蜂窝芯变形压溃等现象，很难保证蜂窝芯材料的轮廓加工质量。

采用传统插切方式加工蜂窝芯轮廓时，一般采用专用的蜂窝芯插切刀具，该类刀具为带有整个圆弧切削刃的圆筒形刀具。刀具在机床主轴的带动下做旋转运动，转速在1000r/min左右，并沿蜂窝芯孔格的轴线方向进给插切，其主要切削作用依靠刀刃的旋转切削实现。这种加工方法沿蜂窝芯孔格轴向即材料刚度最大的方向加工，虽然可以有效避免蜂窝芯垂直于孔格轴线方向的变形，但是由于转速的存在，回转的刀具与蜂窝芯相互接触摩擦，使蜂窝芯产生倒伏、压塌与撕裂现象，严重影响了蜂窝芯轮廓的加工质量。

除了传统的切削加工方式外，还有一种切削蜂窝芯材料的新技术---超声波切割，超声波切割方法通过超声振动而实现蜂窝芯材料的高质量切割。此种技术的基本原理是给蜂窝芯材料沿一定方向施加振动频率为20KHZ～30KHZ的超声频振动，从而使施加在切割刀具上的振动可以轻易打开蜂窝芯材料的内部分子结构，从而将材料分割开。目前，常用的超声波切割刀具按照刀具与超声波发生器驱动的工具头(即刀柄)是否一体分成两种：