一种用于加工碳纤维复合材料的PCD刀具制造技术

本发明专利技术公开了一种用于加工碳纤维复合材料的PCD刀具，包括刀体和焊接片；刀体为圆棒形，分为切削部和柄部两段；切削部中，由切削部的底端向柄部方向直线延伸设有两个以上排屑槽，每个排屑槽中固定一个焊接片；焊接片设有切削前刀面、切削后刀面；焊接片的切削后刀面分为切削第一后刀面和切削第二后刀面，切削第一后刀面在垂直于圆棒形的轴线的第一参考平面上的投影轮廓为圆弧形，切削第二后刀面在垂直于圆棒形的轴线的第一参考平面上的投影轮廓为直线形。本发明专利技术既能够降低刀具切削力，延长刀具寿命；又能够降低刀具加工复合材料时易出现切削毛刺的现象发生。出现切削毛刺的现象发生。出现切削毛刺的现象发生。

【技术实现步骤摘要】
一种用于加工碳纤维复合材料的PCD刀具


[0001]本专利技术涉及刀具
，特别是涉及一种用于加工碳纤维复合材料的PCD刀具。

技术介绍

[0002]刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。PCD刀具通常是指采用人造金 刚石制成的刀具，即采用聚晶金刚石制成的刀具，而聚晶金刚石(PCD)则是人们利用高压 合成技术合成的。金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性，可在高 速切削中获得很高的加工精度和加工效率，因此，金刚石刀具被广泛应用于到航空、航天、 汽车、电子、石材等多个领域中。现有技术的一种PCD刀具被用来加工碳纤维复合材料，碳 纤维复合材料是一种具有优异力学性能的特种纤维复合材料，其比重不到钢的1/4，抗拉强 度是钢的7～9倍，耐高温，且化学性质稳定，由于碳纤维材料具有较高的韧性，难以切断， 所以极易在工件表面上产生大量毛刺，因此，现有技术的这种PCD刀具在用来加工碳纤维复合 材料时，切削力大，极易使复合材料切削位置产生毛刺，同时切削力大，也使得刀具切削刃 极易磨损，降低刀具切削寿命。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种用于加工碳纤维复合材料的PCD刀具， 通过结构改进，一方面能够降低刀具切削力，延长刀具寿命；另一方面能够降低刀具加工复 合材料时易出现切削毛刺的现象发生。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于加工碳纤维复合材料的PCD刀具， 包括刀体和焊接片；所述刀体为圆棒形，刀体沿长度方向分为切削部和柄部两段，且切削部 的自由端设为刀具底端；所述切削部中，由切削部的底端向柄部方向直线延伸设有两个以上 排屑槽，每个排屑槽中固定一个焊接片；所述焊接片中，朝向切削旋转方向的面设为切削前 刀面，所述焊接片的对应于切削外周位置的面设为切削后刀面，所述切削前刀面与所述切削 后刀面相交形成周切削刃，所述切削部的外圆周直径设为D；所述焊接片的切削后刀面分为 切削第一后刀面和切削第二后刀面，所述切削第一后刀面在垂直于圆棒形的轴线的第一参考 平面上的投影轮廓为圆弧形，所述切削第二后刀面在垂直于圆棒形的轴线的第一参考平面上 的投影轮廓为直线形；所述切削第一后刀面的圆弧形的圆弧半径为0.4～0.6D，所述第二后 刀面的直线形与所述切削部的切向方向间的夹角为ω，10
°
≤ω≤45
°
。
[0005]所述焊接片由切削层和基体层两部分组成，所述切削层和所述基体层层叠并固定在一 起，所述基体层的背对所述切削层的一面设为焊接面，所述焊接片通过所述焊接面固定在对 应的排屑槽所设有的焊接面中，排屑槽的焊接面为排屑槽中朝向切削旋转方向的面；所述切 削第一后刀面设置在所述切削层处，所述第二后刀面设置在所述基体层处。
[0006]所述焊接片设有由切削前刀面贯通至所述焊接片的焊接面的断屑槽，且所述断屑槽相 对于所述焊接片的焊接面为斜向设置，以刀具底端为左端，当断屑槽是从切削前刀面
向焊接 片的焊接面方向延伸为从左向右延伸时，该断屑槽定义为右旋断屑槽，对应的焊接片为右旋 焊接片，当断屑槽是从切削前刀面向焊接片的焊接面方向延伸为从右向左延伸时，该断屑槽 定义为左旋断屑槽，对应的焊接片为左旋焊接片；所述切削部的两个以上排屑槽中，在沿着 旋转方向的两个相邻的排屑槽中，分别固定右旋焊接片和左旋焊接片。
[0007]所述右旋焊接片中，右旋断屑槽的左侧的对应于所述切削层的位置设有右旋切削刃， 所述左旋焊接片中，左旋断屑槽的右侧的对应于所述切削层的位置设有左旋切削刃，所述右 旋切削刃和所述左旋切削刃在所述焊接片的焊接面上的投影长度相同，且投影长度为L0， 相邻的右旋焊接片和左旋焊接片在旋转时，相邻的右旋切削刃和左旋切削刃具有旋转重叠部 分w，且w≥0.1L0。
[0008]所述右旋断屑槽与所述设有右旋断屑槽的焊接片的焊接面的垂直面的夹角为α，且所 述设有右旋断屑槽的焊接片的焊接面的垂直面也垂直于所述圆棒形的轴线，0
°
≤α
[0009]≤70
°
；所述左旋断屑槽与所述设有左旋断屑槽的焊接片的焊接面的垂直面的夹角为β，且 所述设有左旋断屑槽的焊接片的焊接面的垂直面也垂直于所述圆棒形的轴线，0
°
≤β
[0010]≤70
°
。
[0011]所述右旋断屑槽在所述设有右旋断屑槽的焊接片的焊接面的垂直面上的投影由m段曲 线和n段直线组成，其中，m≥0，n≥0，且m、n不同时为0；所述右旋断屑槽与所述右旋 切削刃具有接触曲面，该接触曲面为右旋前刀面，所述右旋前刀面起点切线与垂直于所述周 切削刃的直线之间的夹角为γ1，0
°
≤γ1≤20
°
；所述左旋断屑槽在所述设有左旋断屑槽 的焊接片的焊接面的垂直面上的投影由x段曲线和y段直线组成，其中x≥0，y≥0，且x、 y不同时为0；所述左旋断屑槽与所述左旋切削刃具有接触曲面，该接触曲面为左旋前刀面， 所述左旋前刀面起点切线与垂直于所述周切削刃的直线之间的夹角为γ2， 0
°
≤γ2≤20
°
。
[0012]所述右旋切削刃与右旋断屑槽之间连接面为右旋后刀面，所述右旋后刀面与右旋切削 刃交点的切线与所述圆棒形的轴线的平行线之间的夹角为γ3，0
°
≤γ3≤20
°
；所述左旋 切削刃与左旋断屑槽之间连接面为左旋后刀面，所述左旋后刀面与左旋切削刃交点的切线与 所述圆棒形的轴线的平行线之间的夹角为γ4，0
°
≤γ4≤20
°
。
[0013]所述右旋切削刃和左旋切削刃上的每一点至所述圆棒形的轴线的距离相等，均为0.5D。
[0014]所述焊接片在对应于所述刀具底端位置设置有底端切削刃和底端后刀面，底端后刀面 与焊接片的焊接面的垂直面的夹角为θ，且0
°
≤θ≤30
°
。
[0015]所述切削层所采用的材料的硬度高于所述基体层所采用的材料的硬度，所述切削层由 PCD或CBN或硬质合金的材料制作而成，所述基体层由硬质合金或高速钢的材料制作而成， 所述切削层的厚度为H，所述基体层的厚度为h，且满足关系式：0.01D<H≤0.2D，0≤h≤0.1D； 所述刀体由硬质合金或高速钢的材料制作而成。
[0016]与现有技术相比较，本专利技术的有益效果是：
[0017]1、本专利技术由于采用了将焊接片的切削后刀面分为切削第一后刀面和切削第二后刀面， 且所述切削第一后刀面在垂直于圆棒形的轴线的第一参考平面上的投影轮廓为圆弧形，所述 切削第二后刀面在垂直于圆棒形的轴线的第一参考平面上的投影轮廓为直线
形；所述切削第 一后刀面的圆弧形的圆弧半径为0.4～0.6D，所述第二后刀面的直线形与所述切削部的切向 方向间的夹角为ω，10
°
≤ω≤45
°
。本专利技术的这种结构，能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于加工碳纤维复合材料的PCD刀具，包括刀体和焊接片；所述刀体为圆棒形，刀体沿长度方向分为切削部和柄部两段，且切削部的自由端设为刀具底端；所述切削部中，由切削部的底端向柄部方向直线延伸设有两个以上排屑槽，每个排屑槽中固定一个焊接片；所述焊接片中，朝向切削旋转方向的面设为切削前刀面，所述焊接片的对应于切削外周位置的面设为切削后刀面，所述切削前刀面与所述切削后刀面相交形成周切削刃，所述切削部的外圆周直径设为D；其特征在于：所述焊接片的切削后刀面分为切削第一后刀面和切削第二后刀面，所述切削第一后刀面在垂直于圆棒形的轴线的第一参考平面上的投影轮廓为圆弧形，所述切削第二后刀面在垂直于圆棒形的轴线的第一参考平面上的投影轮廓为直线形；所述切削第一后刀面的圆弧形的圆弧半径为0.4～0.6D，所述第二后刀面的直线形与所述切削部的切向方向间的夹角为ω，10
°
≤ω≤45
°
。2.根据权利要求1所述的用于加工碳纤维复合材料的PCD刀具，其特征在于：所述焊接片由切削层和基体层两部分组成，所述切削层和所述基体层层叠并固定在一起，所述基体层的背对所述切削层的一面设为焊接面，所述焊接片通过所述焊接面固定在对应的排屑槽所设有的焊接面中，排屑槽的焊接面为排屑槽中朝向切削旋转方向的面；所述切削第一后刀面设置在所述切削层处，所述第二后刀面设置在所述基体层处。3.根据权利要求2所述的用于加工碳纤维复合材料的PCD刀具，其特征在于：所述焊接片设有由切削前刀面贯通至所述焊接片的焊接面的断屑槽，且所述断屑槽相对于所述焊接片的焊接面为斜向设置，以刀具底端为左端，当断屑槽是从切削前刀面向焊接片的焊接面方向延伸为从左向右延伸时，该断屑槽定义为右旋断屑槽，对应的焊接片为右旋焊接片，当断屑槽是从切削前刀面向焊接片的焊接面方向延伸为从右向左延伸时，该断屑槽定义为左旋断屑槽，对应的焊接片为左旋焊接片；所述切削部的两个以上排屑槽中，在沿着旋转方向的两个相邻的排屑槽中，分别固定右旋焊接片和左旋焊接片。4.根据权利要求3所述的用于加工碳纤维复合材料的PCD刀具，其特征在于：所述右旋焊接片中，右旋断屑槽的左侧的对应于所述切削层的位置设有右旋切削刃，所述左旋焊接片中，左旋断屑槽的右侧的对应于所述切削层的位置设有左旋切削刃，所述右旋切削刃和所述左旋切削刃在所述焊接片的焊接面上的投影长度相同，且投影长度为L0，相邻的右旋焊接片和左旋焊接片在旋转时，相邻的右旋切削刃和左旋切削刃具有旋转重叠部分w，且w≥0.1L0。5.根据权利要求3所述的用于加工碳纤维复合材料的PCD刀具，其特征在于：所述右旋断屑槽与所述设有右旋断屑槽的焊接片的焊接面的垂直面的夹角为α，且所述设有右旋断屑槽的焊接片的焊接面的垂直面也垂直于所述圆棒形的轴线，0<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王珏，林海勇，林亮亮，余丽，洪培强，王杰伟，
申请(专利权)人：厦门金鹭特种合金有限公司，
类型：发明
国别省市：