低横刃钻头制造技术

本发明专利技术涉及低横刃钻头，包括柄部和头部，柄部为一圆柱体，头部为一与柄部同轴线的同轴圆柱体，头部上开有两个排屑槽，形成排屑槽的实体部分为刀背，两个排屑槽与刀背在轴线方向上的交线分别形成两个主切削刃，排屑槽与刀背在径向方向上的交线形成棱边，棱边与主切削刃相交形成刀尖；两个主切削刃之间设置中凸140°的横刃，在轴线方向横刃尖点低于刀尖0.5~1mm。中凸140°的横刃既兼顾刀具强度，又保证了较为突出的定心能力；较强的定心能力可抑制跳动，从而保证较长的刀具寿命；适用于航空用碳纤维复合材料的钻孔加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高效高速精密刀具，尤其涉及一种用于航空碳纤维复合材料加工的低横刃钻头，属于光机电一体化加工

技术介绍
航空碳纤维复合材料加工仍是航空制造领域中的加工难点，尤其在孔加工中极易出现拱边、材料分层、出口毛刺等制造缺陷，严重时会导致零件报废。目前，由于硬质合金有着均衡的物理性能、较高的韧性和耐磨性，仍是航空碳纤维复合材料加工中的主要刀具材料。但如何通过改进刀具的几何角度，提高钻孔工艺刚性并减少切削阻力，继而避免类似的制造缺陷，是当前急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种低横刃钻头，旨在解决航空碳纤维复合材料孔加工出现的拱边、材料分层、出口毛刺等制造问题。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现: 低横刃钻头，包括柄部和头部，柄部为一圆柱体，头部为一与柄部同轴线的同轴圆柱体，头部上开有两个排屑槽，形成排屑槽的实体部分为刀背，两个排屑槽与刀背在轴线方向上的交线分别形成两个主切削刃，排屑槽与刀背在径向方向上的交线形成棱边，棱边与主切削刃相交形成刀尖；特点是:两个主切削刃之间设置中凸140°的横刃，在轴线方向横刃尖点低于刀尖0.5 1mm。进一步地，上述的低横刃钻头，其中，主切削刃形成的夹角为120°内凹角。 更进一步地，上述的低横刃钻头，其中，刀尖形成的夹角为60°。更进一步地，上述的低横刃钻头，其中，所述排屑槽中设置有保护刀槽。再进一步地，上述的低横刃钻头，其中，保护刀槽为负5 10°前角的保护刀槽；保护刀槽的宽度为0.8^1.0mm。本专利技术技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在: (1)中凸140°的横刃既兼顾刀具强度，又保证了较为突出的定心能力，适合采用风动工具的加工现场；较强的定心能力可抑制跳动，从而保证较长的刀具寿命； (2)钻头主切削刃采用120°内凹角设计，使得轴向力朝轴线，避免了朝向孔壁的轴向力，继而避免工件拱边现象； (3)钻头的刀尖设计为60°极为锋利，从而可轻快地切削工件，继而减少材料分层与出口毛刺； (4)140°的横刃，在轴线方向低于刀尖0.5 1mm，一方面在切削工程中稳定地定心，另一方面由于增大了实际刃长，提高了钻头的散热能力，延长刀具的整体寿命； (5)在排屑槽中设置有负前角的保护刀槽，使其不参与切削，提高其导向能力；避免在钻削过程中受跳动过大等工艺因素的影响而导致的“扎刀”现象。附图说明下面结合附图对本专利技术技术方案作进一步说明: 图1:本专利技术低横刃钻头的结构示意图； 图2:主切削刃夹角的示意图； 图3:刀尖夹角的示意图； 图4:横刃的结构示意图； 图5:保护刀槽的示意图； 图6:图5的B-B剖视示意图。具体实施方式本专利技术低横刃钻头的设计思路是提高钻头的锋利度，改变传统钻头横刃先接触工件的加工方式，由传统设计的凸顶角改为120°内凹角，避免入钻时的径向力。在钻头后端采用负前角的保护刀槽，以提高导向的稳定性，减少钻头棱边对工件的二次切削，从而抑制工件产生拱边与毛刺的倾向。如图1所示，低横刃钻头，包括柄部I和头部2，柄部I为一圆柱体，头部2为一与柄部同轴线的同轴圆柱体，头部上开有两个排屑槽3，形成排屑槽的实体部分为刀背4，两个排屑槽3与刀背4在轴线方向上的交线形成有两个主切削刃5，排屑槽3与刀背4在径向方向上的交线形成棱边6，棱边6与主切削刃5相交形成刀尖7 ;两个主切削刃之间设置中凸140°的横刃8,如图4,在 轴线方向横刃尖点低于刀尖0.—方面可以在切削工程中稳定地定心，另一方面由于增大了实际刃长，提高了钻头的散热能力，继而显著提高刀具的整体寿命。主切削刃承担主要的钻孔任务，内切削刃相交形成中凸140°的横刃8起到定心作用，减少加工中的径向跳动，棱边6用于导向，同时棱边形成的外圆直径就是钻孔直径。在钻削工程中，刀尖7首先接触工件，并且是工作时间最长、线速度最大的工作位置。如图2所示，主切削刃形成的夹角为120°内凹角，使得轴向力朝轴线，避免了朝向孔壁的轴向力，继而可以减少工件拱边现象。如图3所示，刀尖形成的夹角为60°，刀尖极为锋利，从而可轻快地切削工件继而减少材料分层与出口毛刺。如图5所示，排屑槽中设置有保护刀槽9，如图6所示，保护刀槽为负10°前角的保护刀槽；保护刀槽的宽度为0.8^1.0mm。避免钻削过程中受跳动过大等工艺因素的影响而导致的“扎刀”现象，通过在排屑槽中设置负前角的保护刀槽，使其不参与切削，提高其导向能力。低横刃钻头采用整体硬质合金材料，由于其具有较高的硬度和耐磨性，适合航空碳纤维复合材料的加工特点。通常选择ISO Κ05 (10牌号，当孔较深或者加工系统刚性较差时可选用ISO Κ3(ΓΚ40等韧性好的牌号。由于低横刃钻头属于高效高精密金属切削刀具，刀尖及切削刃极为锋利，在普通设备上容易产生微观崩口而影响刀具寿命，必须在五轴CNC工具磨床等高刚性设备上制造，并在200倍放大镜下观察刃口状态。关键控制尺寸通过公差来保证制造精度:主切削刃内凹120° ±1.5° ;刀尖夹角60±1.5° ;横刃中凸140° 137° ;横刃低于刀尖0.5 I臟。综上所述，本专利技术低横刃钻头适用于航空用碳纤维复合材料的钻孔加工，通过几何结构的优化，可以避免拱边、材料分层、出口毛刺等制造缺陷，并且可以通过PVD涂层等多种辅助工艺手段达到较高的刀具耐用度，应用前景看好。需要理解到的是:以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，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，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
低横刃钻头，包括柄部和头部，柄部为一圆柱体，头部为一与柄部同轴线的同轴圆柱体，头部上开有两个排屑槽，形成排屑槽的实体部分为刀背，两个排屑槽与刀背在轴线方向上的交线分别形成两个主切削刃，排屑槽与刀背在径向方向上的交线形成棱边，棱边与主切削刃相交形成刀尖；其特征在于：两个主切削刃之间设置中凸140°的横刃，在轴线方向横刃尖点低于刀尖0.5~1mm。

【技术特征摘要】
1.低横刃钻头，包括柄部和头部，柄部为一圆柱体，头部为一与柄部同轴线的同轴圆柱体，头部上开有两个排屑槽，形成排屑槽的实体部分为刀背，两个排屑槽与刀背在轴线方向上的交线分别形成两个主切削刃，排屑槽与刀背在径向方向上的交线形成棱边，棱边与主切削刃相交形成刀尖；其特征在于:两个主切削刃之间设置中凸140°的横刃，在轴线方向横刃尖点低于刀尖0.5 lmm。2.根据权利要求1所述的低横刃...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，王弢，蒋长青，
申请(专利权)人：苏州阿诺精密切削技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：