CN217046520U - 一种用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀 - Google Patents

Abstract

一种用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀，包括刃部，所述刃部包括开设于刀体端部的端刃和容屑槽以及开设于刀体周侧的排屑槽和周刃，所述端刃为钻尖切削刃，所述排屑槽包括左螺旋排屑槽和右螺旋排屑槽，所述周刃包括基于排屑槽形成的左螺旋切削刃与右螺旋切削刃。该钻铣刀可一次性实现碳纤维复合板材插铣和侧铣的加工动作，菠萝纹形设置的周刃可及时切断呈网状分布的双向碳纤维组织，避免碳纤维材料产生撕裂、毛边、分层等缺陷的同时也提高了碳纤维复合板材的加工效率。

Description

一种用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀

技术领域

本实用新型属于切削刀具技术领域，具体涉及一种用于加工碳纤维复合板的菠萝钻铣刀。

背景技术

碳纤维材料主要由碳元素组成，具备耐高温、耐摩擦、耐腐蚀、导电、导热等特点，人们常用它与树脂等基体结合制成功能性碳纤维复合材料，目前已被广泛应用在航空航天、汽车制造、海洋船舶、体育用品等领域。但由于强度、硬度较高，碳纤维复合材料在加工过程中也存在诸多问题。

一般来说，传统结构的硬质合金铣刀在加工碳纤维复合板材时不适合先端刃插铣出起始加工孔，再周刃侧铣出工件轮廓的加工方式。这使得在加工类似圆环状工件时需要频繁进行换刀动作，工序多且工件生产效率低。周刃线性单一的刃口形式也不利于刀具切断材料内部的纤维组织，易使材料产生撕裂、毛边、分层等缺陷。

因此，针对以上缺陷，需要对现有的铣刀进行改进，以适于对碳纤维复合板进行钻铣。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀，该钻铣刀可一次性实现碳纤维复合板材插铣和侧铣的加工动作，菠萝纹形设置的周刃可及时切断呈网状分布的双向碳纤维组织，避免碳纤维材料产生撕裂、毛边、分层等缺陷的同时也提高了碳纤维复合板材的加工效率。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀，包括刃部，所述刃部包括开设于刀体端部的端刃和容屑槽以及开设于刀体周侧的排屑槽和周刃，所述端刃为钻尖切削刃，刀具可直接通过此钻尖将碳纤维复合板加工出通孔形式的起始加工位，随后使用周刃加工出工件内轮廓，一次进行钻铣工序，提高加工的灵活性和效率，所述排屑槽包括左螺旋排屑槽和右螺旋排屑槽，所述周刃包括基于排屑槽形成的左螺旋切削刃与右螺旋切削刃；

相应的，所述端刃包括两个切削刃和两个所述切削刃连接所形成的横刃；以此形成钻尖切削刃，以钻尖切削刃代替平底切削刃，无需更换刀具即可实现插铣和侧铣；

相应的，所述端刃的第一后角为6°～13°，第二后角为18°～26°，出刀角为90°～115°；以保证钻尖对碳纤维复合材料的钻削的锋利程度；

相应的，分别在所述切削刃的前刀面处设置对应的所述容屑槽；容屑槽为插铣时碳纤维粉末排出的第一通道，采用一刃一槽的设置方式，可及时排出端刃切除的碳纤维粉末；

相应的，所述容屑槽前角角度为5°；可提升钻铣刀钻尖对碳纤维复合板材的钻削能力，第一时间排出由端刃切除的碳纤维粉末；

相应的，所述端刃的切削刃数量设置为两个，两个切削刃的连接处为横刃；以此形成钻尖切削刃，通过钻尖切削刃将碳纤维复合板加工出通孔形式的起始加工位；

相应的，所述右旋排屑槽数量较之所述左旋排屑槽数量多2-3个；

相应的，所述排屑槽的螺旋角度为25°～35°；在刀具对碳纤维复合材料进行加工时为碳纤维粉末提供更多的排屑通道，增大刀具切削刃与空气的接触面积，提高散热效率；

相应的，所述周刃的后角角度为9°～20°；当铣刀周刃对碳纤维复合板材进行侧铣加工时，隔断式双螺旋右旋切削刃口对碳纤维材料施加拉应力，左旋切削刃口对碳纤维材料施加压应力，两种方向的刃口对工件进行破坏式切削的同时拉、压应力相互抑制，相互抵消，既提高了加工效率，也降低了碳纤维复合板材分层缺陷产生的可能性。

相应的，于所述刃部表面设置金刚石涂层；使刀具刃部的尺寸稳定性及耐磨性能大大提升，并利用涂层的热屏障作用，使得刀具刃口区域的切削温度有所降低，降低工件已加工表面的粗糙度，达到提升刀具使用寿命的效果。

本实用新型的有益效果为：

1)端刃设置为钻尖切削刃，刀具可直接通过此钻尖将碳纤维复合板加工出通孔形式的起始加工位，随后使用周刃加工出工件内轮廓，一次进行钻铣工序，提高加工的灵活性和效率；

2)周刃采用隔断式双螺旋切削刃口，提高切削力，且当钻铣刀周刃对碳纤维复合板材进行侧铣加工时，隔断式非线性双螺旋右旋切削刃口对碳纤维材料施加拉应力，左旋切削刃口对碳纤维材料施加压应力，两种方向的刃口对工件进行破坏式切削的同时拉、压应力相互抑制，相互抵消，既提高了加工效率，也降低了碳纤维复合板材分层缺陷产生的可能性；

3)在刀体刃部沉积超高硬度和弹性模量的金刚石涂层，使刀具刃部的尺寸稳定性及耐磨性能大大提升，且切削温度对比无涂层刀具刃口加工切削温度有所降低，工件加工表面粗糙度减小，刀具使用寿命获得提升；

4)容屑槽采用一刃一槽原则，且容屑槽末端与排屑槽进行衔接，可及时排出端刃切除的碳纤维粉末；

5)采用左右双螺旋排屑槽，可在刀具对碳纤维复合材料进行加工时为碳纤维粉末提供更多的排屑通道，并增大了刀具刃口与空气的接触面积，提高散热效率。

附图说明

图1是本实用新型一实施例所述用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀的立体结构示意图；

图2是本实用新型一实施例所述用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀的侧面结构示意图；

图3是本实用新型一实施例所述用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀的端面结构示意图；

图中：

100、刃部；

101、切削刃；102、横刃；103、端刃的第一后角；104、端刃的第二后角；105、容屑槽；

106、左螺旋排屑槽；107、右螺旋排屑槽；108、左螺旋切削刃；109、右螺旋切削刃；110、周刃的后角；

200、柄部。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位的术语或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

如图1-3所示，在本实用新型的一个实施例中，用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀包括由硬质合金磨削而成的柄部200和刃部100，刃部100包括开设于刀体端部的端刃和容屑槽105以及开设于刀体周侧的周刃和排屑槽，端刃为钻尖切削刃101。本实施例中，端刃的切削刃101有两个，两个切削刃101的连接处为横刃102，端刃的第一后角103角度为10°，端刃的第二后角104角度为25°，出刀角110°，保证钻尖对碳纤维复合材料的钻削的锋利程度。分别在两个切削刃101的前刀面处开设容屑槽105，实现一刃一槽，容屑槽105前角角度为5°，且容屑槽105末端与左螺旋排屑槽106、右螺旋排屑槽107衔接，以提升钻铣刀钻尖对碳纤维复合板材的钻削能力，第一时间排出由端刃切除的碳纤维粉末。

排屑槽包括左螺旋排屑槽106和右螺旋排屑槽107，本实施例中，左螺旋排屑槽106和右螺旋排屑槽107的螺旋角为30°，且右旋排屑槽数量较之左旋排屑槽数量多2-3个，本实施例中右旋排屑槽数量较之左旋排屑槽数量多3个，芯厚直径为8.6mm。在刀具对碳纤维复合材料进行加工时为碳纤维粉末提供更多的排屑通道，增大刀具刃口与空气的接触面积，提高散热效率的同时保证钻铣刀侧铣加工碳纤维材料时刀体的刚性。

周刃包括基于排屑槽形成的左螺旋切削刃108与右螺旋切削刃109，周刃的后角110角度为18°。当铣刀周刃对碳纤维复合板材进行侧铣加工时，右螺旋切削刃109对碳纤维材料施加拉应力，左螺旋切削刃108口对碳纤维材料施加压应力，两种方向的刃口对工件进行破坏式切削的同时拉、压应力相互抑制，相互抵消，既提高了加工效率，也降低了碳纤维复合板材分层缺陷产生的可能性。

于端刃和周刃的切削刃表面通过化学气相沉积金刚石涂层。使刀具刃部100的尺寸稳定性及耐磨性能大大提升，并利用涂层的热屏障作用，使得刀具刃口区域的切削温度有所降低，降低工件已加工表面的粗糙度，达到提升刀具使用寿命的效果。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀，包括刃部，其特征在于，所述刃部包括开设于刀体端部的端刃和容屑槽以及开设于刀体周侧的排屑槽和周刃，所述端刃为钻尖切削刃，所述排屑槽包括左螺旋排屑槽和右螺旋排屑槽，所述周刃包括基于排屑槽形成的左螺旋切削刃与右螺旋切削刃。

2.根据权利要求1所述的一种用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀，其特征在于，所述端刃包括两个切削刃和两个所述切削刃连接所形成的横刃；以此形成钻尖切削刃。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀，其特征在于，所述端刃的第一后角为6°～13°，第二后角为18°～26°，出刀角为90°～115°。

4.根据权利要求2所述的一种用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀，其特征在于，分别在所述切削刃的前刀面处设置对应的所述容屑槽。

5.根据权利要求1或4所述的一种用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀，其特征在于，所述容屑槽前角角度为5°。

6.根据权利要求1所述的一种用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀，其特征在于，所述端刃的切削刃设置有两个。

7.根据权利要求1所述的一种用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀，其特征在于，所述右螺旋排屑槽的数量较之所述左螺旋排屑槽的数量多2-3个。

8.根据权利要求1所述的一种用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀，其特征在于，所述排屑槽的螺旋角度为25°～35°。

9.根据权利要求1所述的一种用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀，其特征在于，所述周刃的后角角度为9°～20°。

10.根据权利要求1所述的一种用于加工碳纤维复合板的菠萝纹钻铣刀，其特征在于，于所述刃部表面设置金刚石涂层。

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