一种切削刀具制造技术

本发明专利技术公开一种切削刀具，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。

A cutting tool

【技术实现步骤摘要】
一种切削刀具
本专利技术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。
技术介绍
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：一种是刀具与超声波工具头一体成型的超声波切割刀具，其通过超声波发生器、换能器、变幅杆(可配可不配)、工具头最终实现超声波的振动输出，此时的切割刀具与超声波工具头是一体加工成型的，即超声波工具头的切削端面加工成所需的刀片形状。该种超声波切割刀具可参中国技术专利CN203863039U。此种一体式超声波切割刀具的机械振动的传递效率几乎没有损耗，在工作时，不会因为振动传递损耗而导致刀头发热。但是，为保证超声振动的效果，一体式超声波切割刀具通常采用钛合金材料，钛合金的耐磨性能相比白钢等材料的切削刀具差，而且一体加工的超声波工具头在损耗后需要整体更换，大大增加了使用成本。另一种是超声波工具头与切割刀片呈分体设置的超声波切削刀具，其通过超声波发生器、换能器、变幅杆(可配可不配)、工具头、切割刀片、夹具等实现超声波振动输出，此时的切割刀片既可以通过特定的装夹结构与超声波工具头连接，也可以通过焊接工艺与超声波工具头连接。该种超声波切削刀具可参中国技术专利CN203510255U，其装夹结构包括工具头、固定夹块、刀片和螺钉，固定夹块与工具头套装且间隙配合，刀片与固定夹块间隙配合。此种超声波切削刀具的切削刀片可以更换，大大降低了使用成本。但是装夹结构包括多个部件，超声振动是一种高频机械振动，部件数量越多，装夹结构越复杂，各部件间存在较大间隙出现接触不良的可能性越高，连接处就越容易发热，能量传递效率就越低。超声波工具头、夹具、切削刀片一般均采用金属材料制作，金属材料在发热后，极易导致机械强度、耐磨性等各方面性能下降，限制输出功率，能量利用率低，并影响使用寿命。此外，采用焊接工艺将切削刀片与超声波工具头连接的超声波切削刀具，其在超声振动的过程中，容易出现因切削刀片与工具头的焊接强度与焊接精度的不足而导致此种超声波切削刀具在使用工程中产生断裂、脱焊、刀片出现裂纹及刀片断裂的问题，从而影响超声波切削刀具的加工效率和使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种用于加工蜂窝芯材料的切削刀具，其在超声波振动作用下对蜂窝材料进行插切，在有效减少刀具与蜂窝芯材料的切削力的同时，减小了刀具与蜂窝壁之间的摩擦力，降低蜂窝材料的加工缺陷，防止刀具在加工过程中出现裂纹及脱焊，进而延长刀具使用寿命，提高加工精度及加工效率。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种切削刀具，包括刀片及与所述刀片同轴连接的刀柄，其特征在于，所述切削刀具还包括将所述刀片以真空焊接方式固定在所述刀柄上的银钎焊料，所述刀片包括切削部及与所述切削部同轴连接的第一固定部，所述刀柄包括与所述第一固定部通过真空焊接方式固定的第二固定部；所述第一固定部包括平行于所述切削刀具的中心线且相对设置的两个第一焊接面及连接所述两个第一焊接面的第二焊接面，所述第二固定部包括垂直于所述切削刀具的中心线且相对设置的第一端及第二端，及沿所述切削刀具的中心线方向从所述第一端向所述第二端延伸的凹部，所述凹部包括相对设置且分别与所述两个第一焊接面对应的第一面及第二面，以及连接在所述第一面与所述第二面之间并与所述第二焊接面对应的第三面，所述第一焊接面与所述第一面之间，及所述第二焊接面与所述第三面之间分别填充有所述银钎焊料；所述切削部的刃口楔角γ的角度范围为28°～31°；所述两个第一焊接面之间的平行度公差小于或等于0.02mm，所述第一面与所述第二面之间的平行度公差小于或等于0.02mm；所述两个第一焊接面沿垂直于所述切削刀具的中心线方向的宽度D1与所述第一面与所述第二面之间的距离D2满足下述条件：0≤D1-D2≤0.04mm。优选地，所述刀片为硬质合金材质，所述刀柄为白钢材质，所述刀柄与所述刀片的同轴度公差小于或等于0.01mm，所述第一焊接面与所述第二焊接面之间的垂直度公差小于或等于0.03mm；所述第二焊接面与所述第三面之间的平行度公差小于或等于0.02mm，所述述第一面及所述第二面分别与所述第三面之间的垂直度公差小于或等于0.03mm，所述切削部的刃口楔角γ等于30°。优选地，所述切削部沿所述中心线方向的长度为56cm且包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种切削刀具，包括刀片及与所述刀片同轴连接的刀柄，其特征在于，所述切削刀具还包括将所述刀片以真空焊接方式固定在所述刀柄上的银钎焊料，所述刀片包括切削部及与所述切削部同轴连接的第一固定部，所述刀柄包括与所述第一固定部通过真空焊接方式固定的第二固定部；所述第一固定部包括平行于所述切削刀具的中心线且相对设置的两个第一焊接面及连接所述两个第一焊接面的第二焊接面，所述第二固定部包括垂直于所述切削刀具的中心线且相对设置的第一端及第二端，及沿所述切削刀具的中心线方向从所述第一端向所述第二端延伸的凹部，所述凹部包括相对设置且分别与所述两个第一焊接面对应的第一面及第二面，以及连接在所述第一面与所述第二面之间并与所述第二焊接面对应的第三面，所述第一焊接面与所述第一面之间，及所述第二焊接面与所述第三面之间分别填充有所述银钎焊料；所述切削部的刃口楔角γ的角度范围为28°～31°；所述两个第一焊接面之间的平行度公差小于或等于0.02mm，所述第一面与所述第二面之间的平行度公差小于或等于0.02mm；所述两个第一焊接面沿垂直于所述切削刀具的中心线方向的宽度D

【技术特征摘要】
1.一种切削刀具，包括刀片及与所述刀片同轴连接的刀柄，其特征在于，所述切削刀具还包括将所述刀片以真空焊接方式固定在所述刀柄上的银钎焊料，所述刀片包括切削部及与所述切削部同轴连接的第一固定部，所述刀柄包括与所述第一固定部通过真空焊接方式固定的第二固定部；所述第一固定部包括平行于所述切削刀具的中心线且相对设置的两个第一焊接面及连接所述两个第一焊接面的第二焊接面，所述第二固定部包括垂直于所述切削刀具的中心线且相对设置的第一端及第二端，及沿所述切削刀具的中心线方向从所述第一端向所述第二端延伸的凹部，所述凹部包括相对设置且分别与所述两个第一焊接面对应的第一面及第二面，以及连接在所述第一面与所述第二面之间并与所述第二焊接面对应的第三面，所述第一焊接面与所述第一面之间，及所述第二焊接面与所述第三面之间分别填充有所述银钎焊料；所述切削部的刃口楔角γ的角度范围为28°～31°；所述两个第一焊接面之间的平行度公差小于或等于0.02mm，所述第一面与所述第二面之间的平行度公差小于或等于0.02mm；所述两个第一焊接面沿垂直于所述切削刀具的中心线方向的宽度D1与所述第一面与所述第二面之间的距离D2满足下述条件：0≤D1-D2≤0.04mm。


2.根据权利要求1所述的切削刀具，其特征在于，所述刀片为硬质合金材质，所述刀柄为白钢材质，所述刀柄与所述刀片的同轴度公差小于或等于0.01mm，所述第一焊接面与所述第二焊接面之间的垂直度公差小于或等于0.03mm；所述第二焊接面与所述第三面之间的平行度公差小于或等于0.02mm，所述述第一面及所述第二面分别与所述第三面之间的垂直度公差小于或等于0.03mm，所述切削部的刃口楔角γ等于30°。


3.根据权利要求2所述的切削刀具，其特征在于，所述切削部沿所述中心线方向的长度为56cm且包括一端与所述第一固定部连接的第一切削部、与所述第一切削部的另一相对端连接的第二切削部及与所述第二切削部连接的顶部，所述顶部与所述切削部及所述第一固定部同轴设置，所述顶部与所述第二切削部之间形成过渡夹角，所述过渡夹角的角度范围为19°～21°。


4.根据权利要求3所述的切削刀具，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋益民，徐龙，安彦杰，高水清，邢星，李军旗，
申请(专利权)人：深圳精匠云创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44