一种用于复合材料铣削加工的PCD铣刀制造技术

本发明专利技术公开了一种用于复合材料铣削加工的PCD铣刀，属于机械加工领域，其包括铣刀基体、刀柄，设置在铣刀基体上的两组刀片、端铣刀刃；刀片共有两组，包括两个近柄刀片和两个远柄刀片；远柄刀片和近柄刀片倾斜方向相反、角度大小相等；每组刀片前刀面均设置有排屑槽，每组中的远柄刀片与近柄刀片间设置有一排屑槽且排屑槽沿轴向方向无重叠部分；端铣刀刃可实现小切深端铣，端铣刀刃材料为基体材料。本发明专利技术可实现小切深端铣及周铣，周铣时使轴向力减小，抑制复合材料分层、表面撕裂和毛刺等缺陷；设置的排屑槽能进行有效地排屑和散热，设置的倾向相反方向有倾角的刀片使PCD刀片冲击力减小，进一步延长了PCD铣刀的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种用于复合材料铣削加工的PCD铣刀
本专利技术涉及的是机械加工领域的，具体是针对复合材料铣削加工的一种用于复合材料铣削加工的PCD铣刀。
技术介绍
复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它具有重量轻、强度高、耐化学腐蚀和耐候性好等优点，广泛应用于汽车、航空航天、健身器材等领域。目前复合材料制件的成型主要采用近净成形技术，然而，制造出来的复合材料很难获得精确的尺寸精度。因此需要进行二次加工，复合材料硬度高、组织呈非均质、各向异性的特征，属于典型的难加工材料。若采用普通刀具铣削，则刀具磨损较快。整体硬质合金刀具刚性、硬度适中，刀具可刃磨成各种角度，有利于控制切削力分布，但耐磨性能对于切削复合材料仍存在不足。由于上述加工难度方面的问题，发展出了涂层刀，并在复合材料铣削加工中被广泛应用。但涂层刀也存在涂层脱落的问题，涂层一旦脱落，刀具将迅速磨损失效，而PCD（聚晶金刚石）刀具不存在这一问题，其寿命长，加工精度高，已成为复合材料高精加工的首选刀具。现有PCD刀具采用刀刃倾斜角度相同的方式进行制造，加工复合材料过程中仅能保证加工面的一个表面不出现分层等缺陷，而另一表面则容易出现分层、撕裂、毛刺等加工缺陷，影响加工质量。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的问题，公开了一种用于复合材料铣削加工的PCD铣刀，采用两组相反倾角设置的远柄刀片和近柄刀片，且设置有每组刀片间设置有排屑槽，使得PCD铣刀工作时轴向力较小，从而解决周铣加工复合材料过程中所产生的分层、撕裂和毛刺等现有技术中存在的缺陷。本专利技术是这样实现的：一种用于复合材料铣削加工的PCD铣刀，包括铣刀基体以及与铣刀基体连接的刀柄。铣刀基体远柄端设置有四个铣刀槽，且每个铣刀槽均设有相应的刀片；刀片分别为第一远柄刀片、第一近柄刀片以及第二远柄刀片、第二近柄刀片。两组刀片均倾斜设置，两组刀片与铣刀基体中心轴线之间均设有相同的角度，且同组的刀片倾斜方向相反；该设计减小了冲击力，增加了刀具的使用寿命，抑制了复合材料分层、表面剥离和毛刺的产生。第一远柄刀片、第一近柄刀片之间设置有第一排屑槽；第二远柄刀片、第二近柄刀片之间设置有第二排屑槽；且第一排屑槽与第二排屑槽长度相等；设置排屑槽，增大了排屑能力，减小了切屑给刀具以及已加工表面的影响，进一步延长了刀具使用寿命。第一排屑槽以及第二排屑槽沿铣刀基体轴向没有重叠部分；两组刀片的主切削刃前均设有第三排屑槽，且前刀面与排屑槽槽底面之间所成的角度为90°。进一步，第三排屑槽的槽底面与第一排屑槽、第二排屑槽的槽底面之间的角度为90°-135°。进一步，第一排屑槽以及第二排屑槽沿铣刀基体轴向的长度为0.5-1.5mm。进一步，第一远柄刀片、第二远柄刀片的倾角方向为右倾，倾角均为3°~12°，第一近柄刀片、第二近柄刀片的倾角方向为左倾，倾角均为-3°~-12°。进一步，第一远柄刀片与第二近柄刀片的长度相同；且长度为4~8mm。第一近柄刀片第二远柄刀片的长度相同；且长度与第一远柄刀片或第二近柄刀片相差一个排屑槽的长度。进一步，铣刀槽的远柄端头部设有端铣刀刃。端铣刀刃可实现小切深端铣。进一步，所述的端铣刀刃与铣刀基体为一体结构，即端铣刀刃材料与铣刀基体材料一致。本专利技术与现有技术相比的有益效果在于：1）本专利技术采用相反倾角设置的远柄刀片和近柄刀片，当铣削加工时刀片可以同时对复合材料上表面产生向下压和向上压的切削分力，当远柄与近柄刀片中间的排屑槽位于复合材料侧边中心位置时，向下压和向上压的切削分力相互抵消，周铣时使轴向力减小，每个刀片切削过程中力指向板材内部，从而抑制了复合材料分层、表面剥离和毛刺等缺陷的产生；2）、采用有倾角排布PCD铣刀片，且倾向相反方向有倾角的刀片使PCD刀片冲击力减小，进一步延长了PCD铣刀的使用寿命；该排布方式替代传统技术中直槽刀片排布方式，减小了冲击力，增加了刀具的使用寿命；3）、通过在远柄刀片和近柄刀片中间设置排屑槽，排屑槽能进行有效地排屑和散热，增大了排屑能力，减小了切屑给刀具以及已加工表面的影响，进一步延长了刀具使用寿命；4）在处于铣刀槽的远柄端设有用于端铣的刀刃，且刀刃与基体为一体，端铣刀刃可实现小切深端铣，实现快速的复合材料板材表面波纹度等处理，方便进一步的加工。附图说明图1本专利技术的一种用于复合材料铣削加工的PCD铣刀的主视图；图2本专利技术PCD铣刀的两组刀片的展开图；图3本专利技术PCD铣刀端铣刀刃图；其中，1-铣刀基体，11-刀柄，2-铣刀槽，3-刀片，31-远柄刀片，32-近柄刀片，31-1第一远柄刀片，31-2第二远柄刀片，32-1第一近柄刀片，32-2第二近柄刀片，4-1第一排屑槽，4-2第二排屑槽，5-第三排屑槽，6-端铣刀刃。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以下参照附图并举实例对本专利技术进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术用于复合材料铣削加工的PCD铣刀，由铣刀基体1、刀柄11和设置在铣刀基体1上的两组刀片3组成。所述的PCD铣刀设置有两组刀片3，每组刀片包括靠近刀柄11的两个近柄刀片32和两个远离刀柄11的远柄刀片32，具体是为第一远柄刀片31-1、第一近柄刀片32-1以及第二远柄刀片31-2、第二近柄刀片32-2；所述的两个远柄铣刀片，即第一远柄刀片31-1、第二远柄刀片31-2焊接在两个前端设置的铣刀槽2内。所述的两个近柄铣刀片，即第一近柄刀片32-1、第二近柄刀片32-2焊接在余下的两个铣刀槽2内。第一远柄刀片31-1、第一近柄刀片32-1之间设置有第一排屑槽4-1；第二远柄刀片31-2、第二近柄刀片32-2之间设置有第二排屑槽4-2；第一排屑槽4-1以及第二排屑槽4-2沿中心轴方向没有重叠部分。两组刀片3均倾斜设置，第一远柄刀片31-1、第二远柄刀片31-2的倾角方向为右倾，倾角均为6°，第一近柄刀片32-1、第二近柄刀片32-2的倾角方向为左倾，倾角均为-6°。采用有倾角排布PCD铣刀片，且倾向相反方向有倾角的刀片使PCD刀片冲击力减小，进一步延长了PCD铣刀的使用寿命。两组刀片的主切削刃前均设有第三排屑槽5。如图2所示，第一远柄刀片31-1与第二近柄刀片32-2的长度相同，为3mm，第一近柄刀片32-1第二远柄刀片31-2的长度相同，为4mm；第一排屑槽4-1与第二排屑槽4-2沿铣刀基体1轴向的长度为1mm，且第一排屑槽4-1与第二排屑槽4-2沿轴向方向无重叠部分。排屑槽能进行有效地排屑和散热，增大了排屑能力，减小了切屑给刀具以及已加工表面的影响，进一步延长了刀具使用寿命如图3所示，在处于铣刀槽2的远柄端头部设有端铣刀刃6，端铣刀刃6与铣刀基体1为一体，端铣刀刃材料与铣刀基体1材料一致，端铣刀刃可实现小切深端铣，端铣刀刃可进行小切深端铣，实现快速的复合材料板材表面波纹度等处理，方便进一步的加工。本专利技术设计的复合材料铣削加工的PCD铣刀的结构可使周铣加工时的冲击力与轴向力减小，抑制复合材料分层等缺陷的产生，排屑能力强，刀具使用寿命长；同时，可进行小切深的端铣任务。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于复合材料铣削加工的PCD铣刀，包括铣刀基体（1）以及与铣刀基体（1）连接的刀柄（11），其特征在于，所述的铣刀基体（1）远柄端设置有四个铣刀槽（2），铣刀槽（2）内部设置有两组刀片（3）；所述的两组刀片（3）分别为第一远柄刀片（31‑1）、第一近柄刀片（32‑1）以及第二远柄刀片（31‑2）、第二近柄刀片（32‑2）；两组刀片（3）均倾斜设置，两组刀片（3）与铣刀基体（1）中心轴线之间均设有相同的角度，且同组的刀片倾斜方向相反；第一远柄刀片（31‑1）、第一近柄刀片（32‑1）之间设置有第一排屑槽（4‑1）；第二远柄刀片（31‑2）、第二近柄刀片（32‑2）之间设置有第二排屑槽（4‑2）；且第一排屑槽（4‑1）与第二排屑槽（4‑2）长度相等；第一排屑槽（4‑1）以及第二排屑槽（4‑2）沿铣刀基体（1）轴向没有重叠部分；两组刀片（3）的主切削刃前均设有第三排屑槽（5）。

【技术特征摘要】
1.一种用于复合材料铣削加工的PCD铣刀，包括铣刀基体（1）以及与铣刀基体（1）连接的刀柄（11），其特征在于，所述的铣刀基体（1）远柄端设置有四个铣刀槽（2），铣刀槽（2）内部设置有两组刀片（3）；所述的两组刀片（3）分别为第一远柄刀片（31-1）、第一近柄刀片（32-1）以及第二远柄刀片（31-2）、第二近柄刀片（32-2）；两组刀片（3）均倾斜设置，两组刀片（3）与铣刀基体（1）中心轴线之间均设有相同的角度，且同组的刀片倾斜方向相反；第一远柄刀片（31-1）、第一近柄刀片（32-1）之间设置有第一排屑槽（4-1）；第二远柄刀片（31-2）、第二近柄刀片（32-2）之间设置有第二排屑槽（4-2）；且第一排屑槽（4-1）与第二排屑槽（4-2）长度相等；第一排屑槽（4-1）以及第二排屑槽（4-2）沿铣刀基体（1）轴向没有重叠部分；两组刀片（3）的主切削刃前均设有第三排屑槽（5）。2.根据权利要求1所述的一种用于复合材料铣削加工的PCD铣刀，其特征在于，第三排屑槽（5）的槽底面与第一排屑槽（4-1）、第二排屑槽（4-2）的槽底面之间的角度为90°-135°。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓红，王伟，范宝朋，陈燕，晏超仁，
申请(专利权)人：南京晨光集团有限责任公司，南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32