CN102941373B - 一种复合材料螺旋铣锪窝专用刀具 - Google Patents
一种复合材料螺旋铣锪窝专用刀具 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种复合材料螺旋铣锪窝专用刀具,刀具由一体成型的刀杆及切削部分组成,切削部分的最大外径与刀杆的直径相同,其中切削部分包括三个结构相同的刀齿,刀齿之间开有螺旋槽,并等间距分布;刀具前端切削刃形成刀具顶角为Φ=100~120°,切削刃都采用有刃带的双重后刀面形式,并在切削刃双重后刀面的刃带上具有一组锯齿状的切削齿;本发明可以有效延长刀具的使用寿命,增加切削部分的强度,增大散热面积,提高埋头窝的表面光洁度。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料螺旋铣锪窝专用刀具,属于飞机数字化装配精加工技术领域。
背景技术
飞机装配中广泛采用铆接连接,其中铆接工艺过程一般包括制孔和锪窝。目前在国内飞机装配过程中,铆钉孔和埋头窝的加工仍采用传统的钻削加工方法,然而随着复合材料等新型结构材料在航空装配领域的广泛应用,传统的钻削方法由于难以解决复合材料切削加工时的分层问题,已无法满足飞机产品对加工质量的要求。
与传统的钻削加工相比,螺旋铣加工是一个不连续的切削过程,加工过程中刀具自转并沿轴向进给,同时绕埋头窝的中心轴心公转,即刀具的运动轨迹是螺旋线。利用螺旋铣工艺可以实现斜面、型槽和孔的加工。
欧美发达国家对螺旋铣工艺的研究起步较早,已将其作为一项新的孔加工解决方案,并已成功应用于波音和空客的生产车间。目前国内针对螺旋铣的研究相对较少,同时由于国外的技术封锁,螺旋铣这一工艺在国内航空制造行业的应用仍属空白。浙江大学打破国外对我国在螺旋铣装备及刀具上的技术封锁,成功研制出了适用于我国航空复合材料的螺旋铣孔装置及刀具。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提出了一种复合材料螺旋铣锪窝专用刀具。
一种复合材料螺旋铣锪窝专用刀具,由一体成型的刀杆及切削部分组成,其中切削部分包括三个结构相同的刀齿,刀齿之间开有螺旋槽,并呈等间距分布;刀具前端切削刃形成刀具顶角Φ,刀齿上的切削刃都采用有刃带的双重后刀面形式,并在切削刃双重后刀面的刃带上磨出一组锯齿状的切削齿。
刀具端部直径为刀杆直径的一半, 前端切削刃形成的刀具顶角为100~120°;刀具切削刃双重后刀面上的两个后角、 满足,取10°~15°,取20°~30°;刀具刃带的宽度为0.8mm~1.0mm,刃带上锯齿状切削齿的齿间距为0.4mm~0.6mm,齿宽为刃带宽度的一半,齿槽深度在0.1mm~0.2mm之间。
本发明的有益效果:1)改进的三切削刃结构能够有效减小刀具的切削负荷,有利于延长刀具的使用寿命;2)刀具切削刃上采用有刃带的双重后刀面形式,能有效增加切削部分的强度,增大散热面积,同时抑制切削过程中的振动,3)通过在刀具切削刃上磨出锋利的“锯齿状”切削齿,能显著提高埋头窝的表面光洁度,4)螺旋运动方式有利于改善刀具的散热条件,减少刀具磨损,同时能降低刀具的轴向切削力,有效抑制复合材料加工过程中的分层现象;5)偏心加工方式能实现单一尺寸刀具加工一系列尺寸的埋头窝,大大减少存刀数量和换刀频率,提高了加工效率,降低了生产成本。
附图说明
图1是刀具整体结构示意图;
图2是刀具端面形式示意图;
图3为A-A截面示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示,一种复合材料螺旋铣锪窝专用刀具,由一体成型的刀杆及切削部分组成,其中切削部分包括三个结构相同的刀齿,刀齿之间开有螺旋槽,并呈等间距分布;刀具前端切削刃形成刀具顶角Φ,刀齿上的切削刃都采用有刃带的双重后刀面形式,并在切削刃双重后刀面的刃带上磨出一组锯齿状的切削齿。刀具端部直径为刀杆直径的一半, 前端切削刃形成的刀具顶角为100°;如图3所示,刀具切削刃双重后刀面上的两个后角、满足,取12°,取24°;刀具刃带的宽度为0.8mm,刃带上锯齿状切削齿的齿间距为0.4mm,齿宽为0.4mm,齿槽深度为0.1mm。
加工埋头窝时,刀具沿主轴自转同时沿着轴向进给,并绕着埋头窝的中心轴线公转,即刀具的运动轨迹不再是一条直线,而是螺旋线。加工前将刀具固持在螺旋铣终端执行器上,编写运动控制程序使刀具沿主轴自转并沿轴向进给,同时沿埋头窝的中心轴线公转,实现刀具的螺旋铣削运动。
Claims (5)
1.一种复合材料螺旋铣锪窝专用刀具,其特征在于:由一体成型的刀杆及切削部分组成,其中切削部分包括三个结构相同的刀齿,刀齿之间开有螺旋槽,并呈等间距分布;刀具前端切削刃形成刀具顶角Φ,刀齿上的切削刃都采用有刃带的双重后刀面形式,并在切削刃双重后刀面的刃带上磨出一组锯齿状的切削齿。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料螺旋铣锪窝专用刀具,其特征在于:刀具端部直径为刀杆直径的一半。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料螺旋铣锪窝专用刀具,其特征在于:前端切削刃形成的刀具顶角为100°~120°。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料螺旋铣锪窝专用刀具,其特征在于:刀具切削刃双重后刀面上的两个后角 、满足,取10°~15°,取20°~30°。
5.根据权利要求1所述的一种复合材料螺旋铣锪窝专用刀具,其特征在于:刀具刃带的宽度为0.8mm~1.0mm,刃带上锯齿状切削齿的齿间距为0.4mm~0.6mm,齿宽为刃带宽度的一半,齿槽深度在0.1mm~0.2mm之间。
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