[发明专利]用于碳纤维复合材料的随动可调正反刃铰孔刀具

说明书

本发明涉及一种用于碳纤维复合材料的随动可调正反刃铰孔刀具，包括刀柄(1)，正刃铰刀片(2)，刀颈(3)，随动可调刀刃(4)，垫片(5)，防松螺母(6)，安装槽(7)，空腔(8)，防松螺纹柱(9)，通气孔(10)，在接近刀柄(1)下端设置刀颈(3)，刀颈(3)上布置铰刀片(2)，且铰刀片(2)的切削刃设计成正刃的形式；刀颈(3)在尾端部分开有若干安装槽(7)，用以安装随动可调刀刃(4)，随动可调刀刃(4)能够以滑动副的形式在安装槽(7)中进行上下的伸缩运动；本发明还涉及用于碳纤维复合材料的加工方法，本发明可有效抑制碳纤维复合材料在铰孔过程中孔出口处的纤维层撕裂、分层等损伤缺陷。

技术领域

本发明属于机械加工类技术，尤其涉及一种用于碳纤维复合材料的随动可调正反刃铰孔刀具及加工方法。

背景技术

碳纤维复合材料因其具有比强度高、抗疲劳性好、耐磨性好等优良的热物性能，已在航空、航天、汽车等领域得到广泛应用。截至目前，碳纤维复合材料构件之间连接方式仍以铆钉和螺栓连接为主，且机械连接所需的装配孔加工数量众多。如我国国产大飞机C919机型碳纤维复合材料用量占比约为13％，整机制孔数量多达数万个。

目前，碳纤维复合材料机械钻削制孔工艺通过更换不同直径钻头扩孔后，需要更换1-2把铰刀精加工获得目标孔。在精加工铰孔阶段，由于现有铰孔刀具的铰刀刃一般采用单一的正刃(顺时针旋转切削材料)设计，铰刀容易将孔出口处纤维顶出，产生纤维层撕裂、分层等损伤。特别是铰孔余量过大时，铰孔损伤特别明显。在孔出口处采用反刃(逆时针旋转切削材料)逆向进给的形式则可以很好的抑制在孔出口处的铰孔损伤。然而，在同一把铰刀上同时安装正反刃铰刀片实现正向和逆向进给，要求在铰孔过程中能够随动的控制铰刀刃的直径。目前市场上现有铰孔刀具到不具备在加工过程中随动可调功能。因此，市场上急需一种用于碳纤维复合材料的随动可调正刀刃的新型铰孔刀具，实现高质、低成本铰孔加工。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于碳纤维复合材料的随动可调正反刃铰孔刀具及加工方法。

本发明的技术方案是提供一种用于碳纤维复合材料的随动可调正反刃铰孔刀具，包括刀柄，正刃铰刀片，刀颈，随动可调刀刃，垫片，防松螺母，安装槽，空腔，防松螺纹柱，通气孔，其特征在于：

在接近刀柄下端设置刀颈，刀颈上布置铰刀片，且铰刀片的切削刃设计成正刃的形式；

铰刀片共有若干个且和刀颈是一体化的制造；

刀颈在尾端部分开有若干安装槽，用以安装随动可调刀刃；

所述随动可调刀刃是独立的可拆卸的铰刀片，其切削刃为反刃结构；

随动可调刀刃底部和安装槽通过滑动副连接；随动可调刀刃能够以滑动副的形式在安装槽中进行上下的伸缩运动；

从刀柄中间开有细长的通气孔，在安装槽底部相应的位置开有空腔；

空腔和通气孔连通，实现随动控制随动可调刀刃在安装槽内的回缩与膨胀；通气孔和外接气泵相连，通过气泵往通气孔中抽气或通气控制随动可调刀刃回缩与膨胀。

进一步地，当通过气泵往通气孔通气时，气体通过通气孔进入空腔从而将随动可调刀刃顶起，而当通过气泵抽气时，使随动可调刀刃回缩，实现随动可调刀刃的随动控制。

进一步地，在刀颈的尾端处设置螺纹柱，螺纹柱上安装垫片和防松螺母，将随动可调刀刃限位在安装槽内。

进一步地，铰刀片设置为六个。

进一步地，安装槽设置为六个。

本发明还提供了一种利用随动可调正反刃铰孔刀具加工碳纤维复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：