CN111408777B - 碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀及磨制方法 - Google Patents
碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀及磨制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111408777B CN111408777B CN202010307814.5A CN202010307814A CN111408777B CN 111408777 B CN111408777 B CN 111408777B CN 202010307814 A CN202010307814 A CN 202010307814A CN 111408777 B CN111408777 B CN 111408777B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- broken line
- cutting
- point
- section
- cutting edge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003801 milling Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000227 grinding Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 38
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 title claims abstract description 32
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 181
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 50
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 32
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 210000002275 spiral lamina Anatomy 0.000 abstract 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 6
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 5
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C5/00—Milling-cutters
- B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B3/00—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools
- B24B3/02—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools of milling cutters
- B24B3/04—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools of milling cutters of plain milling cutters
- B24B3/045—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools of milling cutters of plain milling cutters of milling cutters with helical cutting edges
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2210/00—Details of milling cutters
- B23C2210/04—Angles
- B23C2210/0485—Helix angles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2210/00—Details of milling cutters
- B23C2210/24—Overall form of the milling cutter
- B23C2210/247—Stepped milling cutters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Milling Processes (AREA)
Abstract
碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀及磨制方法,涉及切削刀具技术领域,具体方案如下:一种碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀,包括刀头和柄体,所述刀头的顶端设置有两对各呈中心对称分布的二段折线式切削刃Ⅰ,所述刀头外圆周面沿轴向均布设置有四条旋向一致的螺旋槽,每相邻螺旋槽之间的螺旋板从上至下依次划分为正向切削区、过渡区和反向切削区,所述正向切削区设置有切削刃Ⅱ,所述过渡区呈向内凹的圆弧状,所述反向切削区呈向外凸的圆弧状并设置有切削刃Ⅲ,所述反向切削区与柄体连接。本发明改善了刀具排屑能力,增加刀具的使用寿命,提高了螺旋铣孔的制孔精度,改善了制孔质量,提升了制孔效率。
Description
技术领域
本发明涉及切削刀具技术领域,具体涉及一种碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀及磨制方法。
背景技术
碳纤维复合材料的大规模使用,需要对其进行大量装配连接孔的加工,碳纤维复合材料的制孔精度至关重要。碳纤维复合材料表现为较高的硬度、较差的导热性等特点,进而在切削加工中造成刀具使用寿命降低,并易产生出/入口毛刺、分层等问题。
传统的应用于碳纤维复合材料的制孔方式为钻削制孔或螺旋铣制孔,钻削时刀具所受轴向力大且孔内空间较小,导致钻削时产生的切削热不能很好的排出,刀具磨损加快,且钻削金属材料时切屑往往是连续的,会对刀具及已加工孔壁进行刮擦,使刀具磨损加剧,孔壁表面质量下降。
螺旋铣孔技术的出现实现了一把刀具可以加工多个尺寸的孔,并能够有效减小因切削产生的轴向力,从而有效避免碳纤维材料在制孔中出现的分层、撕裂等缺陷。然而在实际应用过程中,尤其在刀具磨损较大时,出口毛刺现象仍无法避免,且刀具使用寿命较低。而双向螺旋铣孔技术虽然通过反向加工过程提高了制孔精度,但由于在进行双向螺旋铣孔加工时,一般使用常规的平底铣刀,使得在实际的双向螺旋铣孔过程中刀具磨损问题仍较为突出,这导致加工质量和精度难以进一步提高,并制约着制孔效率的提升。
因此,在对碳纤维复合材料制孔要求高的应用领域,需要开发碳纤维复合材料螺旋铣孔专用的刀具,从而改善刀具排屑能力,提高刀具耐磨性,增加刀具使用寿命,并提高螺旋铣孔技术的制孔精度,改善制孔质量,提升制孔效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀及磨制方法,以解决目前在碳纤维复合材料的螺旋铣孔过程中刀具磨损问题突出,制孔质量和精度难以进一步提高的问题。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:
一种碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀,包括刀头和柄体,所述刀头的顶端设置有两对各呈中心对称分布的二段折线式切削刃Ⅰ,所述刀头外圆周面沿轴向均布设置有四条旋向一致的螺旋槽,每相邻两个螺旋槽之间的连接部分为螺旋板,四个所述螺旋板结构相同,每个螺旋板从刀头顶端至尾端依次划分为正向切削区、过渡区和反向切削区,所述正向切削区设置有切削刃Ⅱ,所述过渡区呈向内凹的圆弧状,所述反向切削区呈向外凸的圆弧状并设置有切削刃Ⅲ,所述反向切削区与柄体连接。
一种碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀的磨制方法,包括以下步骤:
步骤一:设刀头顶端的中心为A点,刀头顶端的边缘为B点,正向切削区的后端为C点,过渡区的后端为D点,反向切削区外凸圆弧的顶点为M点,反向切削区的后端为E点,反向切削区外凸圆弧形在M点处的切线上设置有N点与P点,N点位于D点和M点之间,P点位于M点和E点之间;
步骤二:在磨制过程中采用分段式对切削刃进行磨制,磨制第一段时,使砂轮依次对正向切削区的BC段、过渡区的CD段和反向切削区的DM段及MP进行磨制;
步骤三:磨制第二段时使砂轮运行至N点,然后对反向切削区NM及ME段进行磨制。
本发明的有益效果在于:本发明改善了刀具排屑能力,增加刀具的使用寿命,提高了螺旋铣孔的制孔精度,改善了制孔质量,提升了制孔效率。
附图说明
图1是本发明的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀的整体结构示意图;
图2是本发明的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀的刀头顶端结构示意图;
图3是本发明的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀的各区域段及磨制段立体视图;
图4是本发明的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀的各区域段及磨制段平面视图;
图5是本发明的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀的切削刃Ⅰ局部视图;
图6是本发明的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀的折线刃Ⅰ局部视图;
图7是本发明的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀的折线刃Ⅱ局部视图;
图8是本发明的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀的排屑槽立体视图;
图9是本发明的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀的排屑槽平面视图;
图中:1、刀头,2、柄体,3、切削刃Ⅰ,4、螺旋槽,5、螺旋板,6、切削刃Ⅳ,31、折线刃Ⅰ,32、折线刃Ⅱ,33、容屑槽,51、正向切削区,52、过渡区,53、反向切削区,511、切削刃Ⅱ,531、切削刃Ⅲ,532、排屑槽。
具体实施方式
下面结合本发明附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为方便描述,本发明中刀头1的一端定义为前端,柄体2的一端定义为后端,本发明中的“前”“后”等表述方位的词并不能构成对本发明的限定。
具体实施方式一
一种碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀,包括刀头1和柄体2,所述刀头1的顶端设置有顶端切削区,所述顶端切削区设置有两对各呈中心对称分布的二段折线式切削刃Ⅰ3,所述刀头1外圆周面沿轴向均布设置有四条旋向一致的螺旋槽4,每相邻两个螺旋槽4之间的连接部分为螺旋板5,四个所述螺旋板5结构相同,每个螺旋板5从刀头1顶端至尾端依次划分为正向切削区51、过渡区52和反向切削区53,所述正向切削区51设置有切削刃Ⅱ511,所述过渡区52呈向内凹的圆弧状,所述反向切削区53呈向外凸的圆弧状并设置有切削刃Ⅲ531,所述反向切削区53与柄体2缩颈连接。通过对刀具进行区域划分,并对不同的区域进行合理设计,使刀具轴向向下进给时使用顶端切削区、正向切削区51进行加工,刀具回程进给时使用反向切削区53进行加工,从而提高刀具利用率,降低刀具磨损,延长刀具使用寿命。
进一步的,四个切削刃Ⅱ511一一对应设置在四个切削刃Ⅰ3的后方,每个所述切削刃Ⅱ511均与对应的切削刃Ⅰ3通过圆弧状的切削刃Ⅳ6相连。
进一步的,两对所述切削刃Ⅰ3包括一对折线刃Ⅰ31和一对折线刃Ⅱ32,每个所述折线刃Ⅰ31和折线刃Ⅱ32之间设置有容屑槽33,所述容屑槽33与螺旋槽4相连通,更好的提高在螺旋铣过程中顶部的切削刃Ⅰ3的排屑效果。
进一步的,所述折线刃Ⅰ31的折线段包括两段,分别是折线段一和折线段二,所述折线段一的长度为a1,所述折线段二的长度为a2,折线段一的长度a1和折线段二的长度a2均为柄体2横截面半径R的0.5-0.56倍,折线夹角γ1为120°;折线刃Ⅱ32的折线段包括两段,分别是折线段三和折线段四,所述折线段三的长度为a3,所述折线段四的长度为a4,折线段三的长度a3和折线段四的长度a4均为柄体2横截面半径R的0.6-0.64倍,折线夹角γ2为120°。折线的刃型可有效提高顶端切削区的有效切削刃长,同时两种长度不同的折线刃可以降低螺旋铣过程中的轴向力,提高加工质量。
进一步的,任意不相邻的两条切削刃Ⅲ531上贯穿切削刃Ⅲ531宽度的方向均设置有若干个排屑槽532,所述排屑槽532与螺旋槽4相连通。
优选的,所述排屑槽532呈‘八’字型,靠近切削刃Ⅲ531刃口处的相邻两个排屑槽532之间的距离a6为柄体2横截面半径R的0.01~0.02倍,靠近切削刃Ⅲ531刃口处的槽宽a5为柄体2横截面半径R的0.02~0.025倍、槽深h1为柄体2横截面半径R的0.01~0.02倍,远离切削刃Ⅲ531刃口处的槽宽a7为柄体2横截面半径R的0.03~0.04倍、槽深h2为柄体2横截面半径R的0.025~0.03倍,排屑槽532两侧壁的夹角λ为10°~15°。这种八字形的排屑槽532在宽度与深度上是变化的,即靠近刃口处槽口的宽度与深度不同于远离刃口处槽口的宽度与深度,并且通过靠近刃口处槽口与远离处槽口在宽度深度上的合理配合,可以在保证螺旋铣制孔精度的同时,有效改善排屑问题。
优选的,在刀头的任意纵剖面上,以刀头1的底部中心横向和纵向设置XOZ坐标系,其中由刀头1的底部中心到顶部切削区的方向为Z轴正方向,与Z轴正方向垂直向左的方向为X轴正方向,所述过渡区52向内凹的圆弧中心O1在XOZ坐标系中的(2R,6R)处,。R为柄体2横截面半径;向内凹的圆弧所在圆的半径R1为柄体2横截面半径R的1~1.2倍,向内凹的圆弧所在圆的圆心角α为35°到45°,纵向长度L1为刀头1纵向总长度L的0.3倍。过渡区在实际的使用中并不参与加工,但是内凹圆弧可以在更好的承接正向切削区51的切削刃Ⅱ511的同时,使反向切削区53的切削刃Ⅲ531的过渡更加平缓,从而充分发挥过渡作用。
优选的,以刀头1的底部中心横向和纵向设置XOZ坐标系,所述反向切削区53向外凸的圆弧中心O2位于XOZ坐标系中的(-4R,3R)处,R为柄体2横截面半径;向外凸的圆弧所在圆的半径R2为柄体2横截面半径R的5~6倍,向外凸的圆弧所在圆的圆心角β为110°到120°,纵向长度L2为刀头1纵向总长度L的0.6倍。反向切削区53的外凸圆弧使得反向切削区53的半径规律变化,进而使得反向切削区53的切削刃Ⅲ531可以适用于双向螺旋铣时的反向切削,有效提高了刀具利用率和刀具使用寿命。
进一步的,所述反向切削区53向外凸的圆弧所对圆的半径从前至后先增大后减小,变化的范围为柄体2横截面半径R的0.8~1.2倍。这样的设计可以使切削刃Ⅲ531在实现反向加工的同时,提高有效切削刃长度,并通过反向加工去除切削余量的方式有效的避免碳纤维复合材料螺旋铣制孔时出入口毛刺问题,有效提高制孔质量。
具体实施方式二
一种碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀的磨制方法,包括以下步骤:
步骤一:设刀头1顶端的中心为A点,刀头1顶端的边缘为B点,正向切削区51的后端为C点,过渡区52的后端为D点,反向切削区53外凸圆弧的顶点为M点,反向切削区53的后端为E点,反向切削区外凸圆弧形在M点处的切线上设置有N点与P点,N点位于D点和M点之间,P点位于M点和E点之间;
步骤二:在磨制过程中采用分段式对切削刃磨制,磨制第一段时,使砂轮依次对正向切削区51的BC段、过渡区52的CD段和反向切削区53的DM段及MP进行磨制;
步骤三:磨制第二段时使砂轮运行至N点,然后对反向切削区53NM及ME段进行磨制。当完成前刀面的磨制后再对后刀面进行磨制,此处为先磨制前刀面再磨制后刀面,前刀面和后刀面的磨制都是分段式磨制,后刀面的磨制顺序仍是此磨制顺序,利用分段式的磨制对正向切削区51与反向切削区53分开磨制,可以在有效利用过渡区52的同时,使磨制后的各切削区的切削刃符合设计要求,且磨制精度更高,从而更好的发挥铣刀性能。
进一步的,NM段与MP段两线段的长度均为切体1外凸圆弧纵向总长度L2的0.15~0.18倍。
实施例1
如图1~4所示,一种碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀,包括刀头1和柄体2,所述刀头1的顶端设置有顶端切削区,所述顶端切削区设置有两对各呈中心对称分布的二段折线式切削刃Ⅰ3,所述刀头1外圆周面沿轴向均布设置有四条旋向一致的螺旋槽4,每相邻两个螺旋槽4之间的连接部分为螺旋板5,四个所述螺旋板5结构相同,每个螺旋板5从刀头1顶端至尾端依次划分为正向切削区51、过渡区52和反向切削区53,所述正向切削区51设置有切削刃Ⅱ511,所述过渡区52呈向内凹的圆弧状,所述反向切削区53呈向外凸的圆弧状并设置有切削刃Ⅲ531,所述反向切削区53与柄体2缩颈连接。所述柄体2的横截面直径为5mm,纵向长度50mm;刀头1各区域的直径不尽相同,其中顶端切削区位于刀体1顶部端面,直径6mm;正向切削区51位于顶端切削区后方,直径为6mm,纵向长度为10mm;过渡区52位于正向切削区51后方,前接正向切削区51后连反向切削区53,为向内凹的圆弧形,过渡区52的直径从前至后由6mm随内凹的圆弧变化至5mm,纵向长度L1为30mm;反向切削区53位于过渡区52后方,前与过渡区52连接后与柄体2缩颈相连,为向外凸的圆弧形,反向切削区53的直径随外凸的圆弧从前至后从5mm增至6mm在缩至5mm并与柄体2连接;且在反向切削区53的两条不相邻的切削刃Ⅲ531上设有多段八字形排屑槽532,单个八字形排屑槽532靠近切削刃Ⅲ531刃口处的槽口宽度为0.05mm,深度为0.025mm,远离切削刃Ⅲ531刃口处的槽口宽度为0.075mm,深度为0.065mm,靠近切削刃Ⅲ531刃口处的相邻两个八字形排屑槽532距离为0.05mm。
碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀在磨制过程中采用分段式磨制,即第一段时使砂轮依次对正向切削区51的BC段、过渡区52的CD段和反向切削区53的DM段及MP进行磨制,第二段时使砂轮运行至N点,然后对反向切削区53NM及ME段进行磨制,其中分段磨制时的NM段与MP段为反向切削区53外凸圆弧形半径最大处的切线的线段,两线段的长度同为8mm。
实施例2
如图1、图2、图5、图6和图7所示,顶端切削区的两对二段折线式切削刃Ⅰ3包括一对折线刃Ⅰ31和一对折线刃二Ⅱ32,一对折线刃Ⅰ31与一对折线刃Ⅱ32分别对称分布于刀头1顶端,且折线刃Ⅰ31与折线刃Ⅱ32之间设有容屑槽33,从而更好的提高在螺旋铣过程中顶部切削刃Ⅰ3的排屑效果;
折线刃Ⅰ31的每段折线段长度为1.25~1.4mm,折线夹角为120°,折线刃Ⅱ32的每段折线段长度1.5~1.6mm,折线夹角为120°,此折线的刃型可有效提高顶部切削区的有效切削刃长,同时两种长度不同的折线刃可以降低螺旋铣过程中的轴向力,提高加工质量。
实施例3
如图1、图2、图3所示,过渡区52的向内凹的圆弧中心在图3的XOZ坐标系中的(5,15)处,向内凹的圆弧所对圆的半径范围为2.5~3mm,向内凹的圆弧所对圆的圆心角范围为35°到45°,纵向长度为30mm;反向切削区53向外凸的圆弧中心位于图3的XOZ坐标系中的(-10,7.5)处,向外凸的圆弧所对圆的半径范围为12.5~15mm,外凸的圆弧所对圆的圆心角范围为110°到120°,纵向长度为60mm,过渡区52的内凹圆弧与反向切削区的外凸圆弧合理配合使得反向切削区的切削刃可以适用于双向螺旋铣时的反向切削,有效提高了刀具利用率和刀具使用寿命。
在进行碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀的磨制时,先对切削刃进行磨制,第一段先使砂轮依次对正向切削区51的BC段、过渡区52的CD段和反向切削区53的DM段及MP进行磨制,然后第二段使砂轮运行至N点,然后对反向切削区53NM及ME段进行磨制,然后分别完成前后两个刀面的磨制,磨制顺序仍是此磨制顺序,利用分段式的磨制对正向切削区51与反向切削区52分开磨制,可以在有效利用过渡区的同时,可以在有效利用过渡区的同时,使磨制后的各切削区的切削刃符合设计要求,且磨制精度更高,从而更好的发挥铣刀性能。
实施例4
如图1、图8和图9所示,八字形排屑槽532可根据不同要求在磨制时选择不同的槽宽,当选用刀头顶端直径为6mm的刀具(柄体的直径是5mm)时,八字形排屑槽532的合理尺寸约束为:靠近刃口处的槽口宽度a5为0.05~0.0625mm,深度h1为0.025~0.05mm,远离刃口处的槽口宽度a7为0.075~0.1mm,深度h2为0.065~0.075mm,靠近刃口处的相邻两个八字形排屑槽532的距离a6为0.025~0.05mm,槽两边的夹角为10°~15°,因为这种八字形的排屑槽532在宽度与深度上是变化的,即靠近刃口处槽口的宽度与深度不同于远离刃口处槽口的宽度与深度,因此通过靠近刃口处槽口与远离刃口处槽口在宽度深度上的合理配合,可以在保证螺旋铣制孔精度的同时,有效改善排屑问题。
本发明适用于碳纤维复合材料制孔,同时也适用于玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料与金属叠层的制孔,通过设置反向切削区53及特有的八字形排屑槽532,避免在复合材料螺旋铣孔过程中的分层、进出口毛刺缺陷,提高孔的精度及生产效率,延长刀具的使用寿命。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀,包括刀头(1)和柄体(2),其特征在于:所述刀头(1)的顶端设置有两对各呈中心对称分布的二段折线式切削刃I(3),所述刀头(1)外圆周面沿周向均布设置有四条旋向一致的螺旋槽(4),每相邻两个螺旋槽(4)之间的连接部分为螺旋板(5),四个所述螺旋板(5)结构相同,每个螺旋板(5)从刀头(1)顶端至尾端依次划分为正向切削区(51)、过渡区(52)和反向切削区(53),所述正向切削区(51)设置有切削刃Ⅱ(511),所述过渡区(52)呈向内凹的圆弧状,所述反向切削区(53)呈向外凸的圆弧状并设置有切削刃Ⅲ(531),所述反向切削区(53)与柄体(2)连接。
2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀,其特征在于:四个切削刃Ⅱ(511)一一对应设置在四个所述切削刃Ⅰ(3)的后方,每个所述切削刃Ⅱ(511)均与对应的切削刃Ⅰ(3)通过圆弧状的切削刃Ⅳ(6)相连。
3.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀,其特征在于:两对所述切削刃Ⅰ(3)包括一对折线刃Ⅰ(31)和一对折线刃Ⅱ(32),每个所述折线刃Ⅰ(31)和折线刃Ⅱ(32)之间设置有容屑槽(33),所述容屑槽(33)与螺旋槽(4)相连通。
4.根据权利要求3所述的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀,其特征在于:所述折线刃Ⅰ(31)的折线段包括两段,分别是折线段一和折线段二,所述折线段一的长度为a1,所述折线段二的长度为a2,折线段一的长度a1和折线段二的长度a2均为柄体(2)横截面半径R的0.5-0.56倍,折线夹角γ1为120°;折线刃Ⅱ(32)的折线段包括两段,分别是折线段三和折线段四,所述折线段三的长度为a3,所述折线段四的长度为a4,折线段三的长度a3和折线段四的长度a4均为柄体(2)横截面半径R的0.6-0.64倍,折线夹角γ2为120°。
5.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀,其特征在于:两对切削刃Ⅲ(531)中的任意一对不相邻的两条切削刃Ⅲ(531)上设置有若干个排屑槽(532),所述排屑槽(532)与螺旋槽(4)相连通。
6.根据权利要求5所述的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀,其特征在于:所述排屑槽(532)呈‘八’字型,靠近切削刃Ⅲ(531)刃口处的相邻两个排屑槽(532)之间的距离a6为柄体(2)横截面半径R的0.01~0.02倍,靠近切削刃Ⅲ(531)刃口处的槽宽a5为柄体(2)横截面半径R的0.02~0.025倍、槽深h1为柄体(2)横截面半径R的0.01~0.02倍,远离切削刃Ⅲ(531)刃口处的槽宽a7为柄体(2)横截面半径R的0.03~0.04倍、槽深h2为柄体(2)横截面半径R的0.025~0.03倍,排屑槽(532)两侧壁的夹角λ为10°~15°。
7.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀,其特征在于:在刀头的任意纵剖面上,以刀头(1)的底部中心横向和纵向设置XOZ坐标系,所述过渡区(52)向内凹的圆弧中心O1在XOZ坐标系中的(2R,6R)处,R为柄体(2)横截面半径;所述向内凹的圆弧所在的圆的半径R1为R的1~1.2倍,向内凹的圆弧所在的圆的圆心角α为35°到45°,纵向长度L1为刀头(1)纵向总长度L的0.3倍;所述反向切削区(53)向外凸的圆弧中心O2位于XOZ坐标系中的(-4R,3R)处,R为柄体(2)横截面半径;所述向外凸的圆弧所在圆的半径R2为R的5~6倍,向外凸的圆弧所在的圆的圆心角β为110°到120°,纵向长度L2为刀头(1)纵向总长度L的0.6倍。
8.根据权利要求1或7所述的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀,其特征在于:所述反向切削区(53)向外凸的圆弧所对圆的半径从前至后先增大后减小,变化的范围为柄体(2)横截面半径R的0.8~1.2倍。
9.一种权利要求1-8任一权利要求所述的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀的磨制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:设刀头(1)顶端的中心为A点,刀头(1)顶端的边缘为B点,正向切削区(51)的后端为C点,过渡区(52)的后端为D点,反向切削区(53)外凸圆弧的顶点为M点,反向切削区(53)的后端为E点,反向切削区(53)外凸圆弧形在M点处的切线上设置有N点与P点,N点位于D点和M点之间,P点位于M点和E点之间;
步骤二:在磨制过程中采用分段式对切削刃进行磨制,磨制第一段时,使砂轮依次对正向切削区(51)的BC段、过渡区(52)的CD段和反向切削区(53)的DM段及MP进行磨制;
步骤三:磨制第二段时使砂轮运行至N点,然后对反向切削区(53)NM及ME段进行磨制。
10.根据权利要求9所述的碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀的磨制方法,其特征在于:NM段与MP段两线段的长度均为刀头(1)外凸圆弧纵向总长度L2的0.15~0.18倍。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010307814.5A CN111408777B (zh) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | 碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀及磨制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010307814.5A CN111408777B (zh) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | 碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀及磨制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111408777A CN111408777A (zh) | 2020-07-14 |
| CN111408777B true CN111408777B (zh) | 2022-09-23 |
Family
ID=71488504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010307814.5A Active CN111408777B (zh) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | 碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀及磨制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111408777B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113649632B (zh) * | 2021-08-23 | 2023-10-13 | 哈尔滨理工大学 | 一种碳纤维复合材料超声双向螺旋铣刀及其磨制方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003165015A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-10 | Hitachi Tool Engineering Ltd | コーナーラジラスエンドミル |
| WO2004058438A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-15 | Mitsubishi Materials Kobe Tools Corporation | ラジアスエンドミル |
| JP2006263870A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Osg Corp | ラジアスエンドミル、及び、ラジアスエンドミルの製造方法 |
| CN203184733U (zh) * | 2013-04-17 | 2013-09-11 | 上海冠钻精密工具有限公司 | 多级台阶圆弧成型立铣刀 |
| CN104999118B (zh) * | 2015-07-13 | 2017-05-03 | 大连理工大学 | 一种用于碳纤维复合材料制孔的高效专用钻头 |
| CN206373414U (zh) * | 2016-10-28 | 2017-08-04 | 广州汇专工具有限公司 | 铣刀 |
| EP3348340B1 (en) * | 2017-01-16 | 2020-01-01 | Seco Tools Ab | Rotary cutting tool |
| CN206981843U (zh) * | 2017-06-28 | 2018-02-09 | 富耐克超硬材料股份有限公司 | 一种圆弧铣刀 |
| CN207824048U (zh) * | 2017-11-29 | 2018-09-07 | 富耐克超硬材料股份有限公司 | 刀具 |
| CN108637337A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-10-12 | 大连理工大学 | 一种正向-反向螺旋铣孔刀具 |
| CN108637330B (zh) * | 2018-05-04 | 2019-10-29 | 大连理工大学 | 一种复合材料的正向-反向进给螺旋铣孔方法 |
| CN208408664U (zh) * | 2018-05-10 | 2019-01-22 | 常州腾兴汽车配件有限公司 | 一种双圆弧复合铣刀装置 |
-
2020
- 2020-04-17 CN CN202010307814.5A patent/CN111408777B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111408777A (zh) | 2020-07-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201147858Y (zh) | 一种高性能强力麻花钻 | |
| CN209614378U (zh) | 一种高效粗精一体铣刀 | |
| CN111002003B (zh) | 一种高效、高寿命的液压阀主孔加工方法 | |
| KR102740115B1 (ko) | 절삭 공구, 절삭 공구를 제조하기 위한 방법 및 가공물의 기계가공을 위한 방법 | |
| CN111408777B (zh) | 碳纤维复合材料螺旋铣削用阶梯型双向立铣刀及磨制方法 | |
| CN212384687U (zh) | 一种球头铣刀、球头双刃铣刀 | |
| CN113695653A (zh) | 一种球头铣刀 | |
| CN219703618U (zh) | 一种螺纹铣刀 | |
| CN203459722U (zh) | 螺旋尖钻头 | |
| CN217290598U (zh) | 一种焊片式金刚石立铣刀 | |
| CN100467176C (zh) | 非共槽错齿加强型铣刀 | |
| CN211101786U (zh) | 一种加工特种钢齿轮轴外形的t型铣刀 | |
| CN111299674B (zh) | 一种球头铣刀、球头双刃铣刀及加工方法 | |
| CN211028257U (zh) | 分层面铣刀 | |
| CN208162785U (zh) | 一种可更换刀体的合金齿轮滚刀 | |
| CN220970857U (zh) | 可换刀片式铣棱倒角立铣刀 | |
| CN216729904U (zh) | 一种加工针齿壳内齿的拉刀 | |
| CN221603332U (zh) | 一种高效切削加工的铣刀 | |
| CN110919058A (zh) | 一种可断续加工的高效三刃扩孔刀 | |
| CN213135195U (zh) | 强力高效耐温合金圆鼻铣刀 | |
| CN218503492U (zh) | 一种周向不等分齿铰刀 | |
| CN219292845U (zh) | 一种铝钢叠板加工的硬质合金立铣刀 | |
| CN223820679U (zh) | 一种pcd复合钻头 | |
| CN219211748U (zh) | 一种高效四螺旋槽硬质合金麻花钻 | |
| CN104416196A (zh) | 螺旋尖钻头 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |