一种针对复合材料进行加工的钻头制造技术

本实用新型专利技术提供了一种针对复合材料进行加工的钻头，包括切削功能段、以及与所述切削功能段相连的连接段，在所述切削功能段上设置有钻尖、微齿槽、刃带、排屑槽，所述钻尖上设置有主切削刃，所述刃带为一个或多个，所述刃带延伸至所述连接段，所述排屑槽延伸至所述连接段，所述刃带上分布有所述微齿槽。本实用新型专利技术的有益效果是：本实用新型专利技术基于钻头结构的改进实现钻头的制造性能、加工质量、加工效率、使用寿命的有效提升。寿命的有效提升。寿命的有效提升。

【技术实现步骤摘要】
一种针对复合材料进行加工的钻头


[0001]本技术涉及钻削工具
，尤其涉及一种针对复合材料进行加工的钻头。

技术介绍

[0002]碳纤维增强复合材料(CFRP)为代表的先进复合材料，因具有优异的物理、机械性能，广泛被应用于航空航天、汽车、轨道交通、体育器材等领域。复合材料一般由两种或两种以上的材料组成，由于组分材料的物理、机械性能差异，表层纤维由于约束体条件较差，在钻入、钻出阶段易发生毛刺未有效剪短、层间材料发生撕裂与分层损伤的问题。因此在CFRP上加工连接孔、装配孔时，对孔的加工精度与加工质量均提出了更高的加工要求。
[0003]当前CFRP孔加工常见的加工方式为钻、扩、铰及锪等多刀工序。该工艺方案刀具规格与种类涉及较多，为刀具管理带来了困难，同时由于工序较多，导致加工效率较低。为此业界学者通过改进刀具结构，或将钻、铰等结构设计在一把刀具上，可有效地精简CFRP为代表的典型复合材料的加工工序，从而提升生产效率，解决了传统金属麻花钻难以高质量加工复合材料的难题。
[0004]湖南科技大学公开的《具有圆弧刃刀片的碳纤维增强复合材料专用钻头》(专利申请号，201711047792.8)、《具有直刃型刀片的碳纤维增强复合材料专用钻头》(专利申请号，201711042733.1)介绍了两种可用于抑制碳纤维加工损伤产生的刀具结构，钻尖部分整合了钻尖、扩孔及多刃结构。该方案依靠三尖钻型由孔边缘向孔中心的加工趋势，以减轻毛刺、分层撕裂损伤的产生，但由于结构的局限性，其终孔的扩孔段结构限制了其应用的参数范围偏低，在较高的进给量加工条件下，仍然会容易产生分层、撕裂等加工损伤，限制了生产效率的提升。
[0005]湖南科技大学公开的另一专利：《一种直线型三尖—细齿状钻铣复合刀具》(专利申请号，201920554790.6)，通过采用先钻后铣的方式，将制孔时产生的缺陷铣削去除。该方案通过增加铣削结构的方式有效地消除了制孔产生的损伤，但在刀具结构上，提升了结构的复杂度，使该结构刀具的制造难度增大，且在加工中小径的孔时，需要制作长径比较大的刀具，刀具的刚性下降易发生断刀，为CFRP小孔的高质量加工带来了难度。在加工工艺上，虽然进一步地提高了加工质量，但使单刀制孔工艺变成了先钻后铣工艺，降低了生产效率。
[0006]株式会社宫城田野井公开的《钻头及穿孔的形成方法》(专利申请号， 201380003276.9)中采用了一种多沟槽切削刃结构，通过多级不断递增的沟槽切削刃，分散了CFRP材料加工过程的轴向力，降低了CFRP层间的撕裂、分层损伤，逐级增大的扩径螺旋切削刃有效地精铰了孔加工毛刺与孔壁。但明显的不足是，该结构需要有足够的下刀避空，在部分箱体等限制了下刀深度的结构加工时，为该结构刀具的应用带来了困难。同时由于刀具结构较为复杂，也提升了刀具的生产、制造难度。
[0007]大连理工大学公开的《一种碳纤维增强复合材料制孔的多阶梯多微刃钻头》(专利申请号，201610412512.8)采用了一种双阶梯、双微齿结构麻花钻结构，一方面通过阶梯微
齿结构实现了加工损伤的分级铰除，另一方面减少了层间切削轴向力，抑制了材料的层间损伤产生，实现了CFRP的高质量制孔加工。但同样地，其多阶梯、多微齿的结构使其具有较为复杂的钻尖结构，增加了刀具的制造成本，同时延长了下刀深度、降低了加工效率。
[0008]因此现有的CFRP制孔加工刀具结构仍存在结构复杂、钻头制造难度大、切削作用段过长、加工效率低等问题，因此需要开发一种钻尖结构简单、更便于生产制造与应用的通用CFRP制孔钻头。

技术实现思路

[0009]本技术提供了一种针对复合材料进行加工的钻头，包括切削功能段、以及与所述切削功能段相连的连接段，在所述切削功能段上设置有钻尖、微齿槽、刃带、排屑槽，所述钻尖上设置有主切削刃，所述刃带延伸至所述连接段，所述排屑槽延伸至所述连接段，所述刃带上分布有所述微齿槽。
[0010]作为本技术的进一步改进，所述切削功能段具有阶梯结构，所述刃带上分布有所述微齿槽。
[0011]作为本技术的进一步改进，所述阶梯结构包括多个阶梯，每个阶梯设有一个微齿槽。
[0012]作为本技术的进一步改进，所述刃带数量为多个。
[0013]作为本技术的进一步改进，所述切削功能段的单面设置有双刃带，所述双刃带包括第一刃带、第二刃带，由于切削功能段的单面设置有双刃带，所以切削功能段的双面设置有四刃带。
[0014]作为本技术的进一步改进，所述排屑槽包括主排屑槽、副排屑槽。
[0015]作为本技术的进一步改进，所述阶梯结构包括第一阶梯、第二阶梯。
[0016]作为本技术的进一步改进，所述钻尖为双顶角结构，分别为第一顶角、第二顶角，顶角度大小范围为80～120
°
；主切削刃的后角为10～30
°
。
[0017]作为本技术的进一步改进，所述微齿槽的槽宽尺寸为0.1～2.0mm，所述微齿槽的槽深尺寸为槽宽+(0.1～1.0)mm，微齿槽与钻头轴线夹角设置为60～110
°
。
[0018]作为本技术的进一步改进，所述主排屑槽宽为(0.5～0.8)mm*D，所述副排屑槽宽取(0.2～0.4)*D mm，D为钻头刃径尺寸。
[0019]作为本技术的进一步改进，所述连接段设置为倒锥形式。
[0020]作为本技术的进一步改进，该钻头还包括夹持段，所述夹持段与所述连接段相连。
[0021]作为本技术的进一步改进，所述刃带采用凸刃结构。
[0022]作为本技术的进一步改进，所述刃带宽为0.3～0.5mm，刃带与外圆铲背高度差为0.1～0.3mm。
[0023]作为本技术的进一步改进，刃带上副切削刃前角设置为10～30
°
，刃带上副切削刃后角设置为10～30
°
。
[0024]本技术还提供了一种针对复合材料进行加工的钻头，包括切削功能段、以及与所述切削功能段相连的连接段，在所述切削功能段上设置有钻尖、微齿槽、刃带、排屑槽，所述钻尖上设置有主切削刃，所述刃带延伸至所述连接段，所述排屑槽延伸至所述连接段，
所述刃带上分布有所述微齿槽；所述切削功能段具有阶梯结构，阶梯数量为2～3个；所述刃带数量为2～8个；所述钻尖具有双顶角结构，其顶角范围为80～120
°
；主切削刃后角为10～30
°
；所述微齿槽槽宽尺寸为0.1～2.0mm，槽深尺寸为槽宽尺寸+(0.1～1.0)mm，微齿槽与钻头轴线夹角可设置为60～110
°
；所述排屑槽包括主排屑槽、副排屑槽，所述主排屑槽宽为(0.5～0.8)*D mm，所述副排屑槽宽取(0.2～0.4)*D mm，D为钻头刃径尺寸；所述刃带采用凸刃结构，所述刃带的宽为0.3～0.5mm，刃带与外圆铲背高度差为0.1～0.3mm；刃带本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
mm，所述副排屑槽(16)宽取(0.2～0.4)*D mm，D为钻头刃径尺寸；所述刃带采用凸刃结构，所述刃带的宽为0.3～0.5mm，刃带与外圆铲背高度差为0.1～0.3mm；刃带上副切削刃前角设置为10～30
°
，刃带上副切削刃后角设置为10～30
°
。17.一种针对复合材料进行加工的钻头，其特征在于：包括切削功能段(10)、以及与所述切削功能段(10)相连的连接段(20)，在所述切削功能段(10)上设置有钻尖(11)、微齿槽(12)、刃带、排屑槽，所述钻尖(11)上设置有主切削刃，所述刃带延伸至所述连接段(20)，所述排屑槽延伸至所述连接段(20)，所述刃带上分布有所述微齿槽(12)；所述切削功能段(10) 具有阶梯结构，阶梯数量为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙重旺，王振国，吕涛，程谟力，黄文亮，李泽江，
申请(专利权)人：蓝鲸科技深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：