[发明专利]碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀及磨制方法

说明书

碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀及磨制方法，涉及切削刀具技术领域，具体方案如下：一种碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀，包括刀头和柄体，所述刀头的顶端设置有两对各呈中心对称分布的二段折线式切削刃Ⅰ，所述刀头外圆周面沿轴向均布设置有四条旋向一致的螺旋槽，每相邻螺旋槽之间的螺旋板从上至下依次划分为正向切削区、过渡区和反向切削区，所述正向切削区设置有切削刃Ⅱ，所述过渡区呈向内凹的圆弧状，所述反向切削区呈向外凸的圆弧状并设置有切削刃Ⅲ，所述反向切削区与柄体连接。本发明改善了刀具排屑能力，增加刀具的使用寿命，提高了螺旋铣孔的制孔精度，改善了制孔质量，提升了制孔效率。

技术领域

本发明涉及切削刀具技术领域，具体涉及一种碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀及磨制方法。

背景技术

碳纤维复合材料的大规模使用，需要对其进行大量装配连接孔的加工，碳纤维复合材料的制孔精度至关重要。碳纤维复合材料表现为较高的硬度、较差的导热性等特点，进而在切削加工中造成刀具使用寿命降低，并易产生出/入口毛刺、分层等问题。

传统的应用于碳纤维复合材料的制孔方式为钻削制孔或螺旋铣制孔，钻削时刀具所受轴向力大且孔内空间较小，导致钻削时产生的切削热不能很好的排出，刀具磨损加快，且钻削金属材料时切屑往往是连续的，会对刀具及已加工孔壁进行刮擦，使刀具磨损加剧，孔壁表面质量下降。

螺旋铣孔技术的出现实现了一把刀具可以加工多个尺寸的孔，并能够有效减小因切削产生的轴向力，从而有效避免碳纤维材料在制孔中出现的分层、撕裂等缺陷。然而在实际应用过程中，尤其在刀具磨损较大时，出口毛刺现象仍无法避免，且刀具使用寿命较低。而双向螺旋铣孔技术虽然通过反向加工过程提高了制孔精度，但由于在进行双向螺旋铣孔加工时，一般使用常规的平底铣刀，使得在实际的双向螺旋铣孔过程中刀具磨损问题仍较为突出，这导致加工质量和精度难以进一步提高，并制约着制孔效率的提升。

因此，在对碳纤维复合材料制孔要求高的应用领域，需要开发碳纤维复合材料螺旋铣孔专用的刀具，从而改善刀具排屑能力，提高刀具耐磨性，增加刀具使用寿命，并提高螺旋铣孔技术的制孔精度，改善制孔质量，提升制孔效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀及磨制方法，以解决目前在碳纤维复合材料的螺旋铣孔过程中刀具磨损问题突出，制孔质量和精度难以进一步提高的问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀，包括刀头和柄体，所述刀头的顶端设置有两对各呈中心对称分布的二段折线式切削刃Ⅰ，所述刀头外圆周面沿轴向均布设置有四条旋向一致的螺旋槽，每相邻两个螺旋槽之间的连接部分为螺旋板，四个所述螺旋板结构相同，每个螺旋板从刀头顶端至尾端依次划分为正向切削区、过渡区和反向切削区，所述正向切削区设置有切削刃Ⅱ，所述过渡区呈向内凹的圆弧状，所述反向切削区呈向外凸的圆弧状并设置有切削刃Ⅲ，所述反向切削区与柄体连接。

一种碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀的磨制方法，包括以下步骤：

步骤一：设刀头顶端的中心为A点，刀头顶端的边缘为B点，正向切削区的后端为C点，过渡区的后端为D点，反向切削区外凸圆弧的顶点为M点，反向切削区的后端为E点，反向切削区外凸圆弧形在M点处的切线上设置有N点与P点，N点位于D点和M点之间，P点位于M点和E点之间；

步骤二：在磨制过程中采用分段式对切削刃进行磨制，磨制第一段时，使砂轮依次对正向切削区的BC段、过渡区的CD段和反向切削区的DM段及MP进行磨制；

步骤三：磨制第二段时使砂轮运行至N点，然后对反向切削区NM及ME段进行磨制。

本发明的有益效果在于：本发明改善了刀具排屑能力，增加刀具的使用寿命，提高了螺旋铣孔的制孔精度，改善了制孔质量，提升了制孔效率。

附图说明