[发明专利]用于纤维增强塑料材料的轨道式钻孔的端铣刀

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种切削工具，尤其涉及一种用于纤维增强塑 料材料的轨道式钻孔的端铣刀。

背景技术

纤维增强塑料(FRP)材料由于它们的高比强度以及高 比刚度而被广泛地用在航空工业中。FRP材料是由软树脂基体和高强 度纤维增强物所组成的复合材料。典型的纤维增强物包括碳纤维 (CFRP)、玻璃纤维(GFRP)、克拉纤维、以及类似物。FRP材料通 常被加工成叠层结构。FRP材料具有优异的平面内强度，但是低的层 间强度。在机加工过程中纤维倾向于发生层离。图10示出了在使用常 规端铣刀机加工的孔的周围的纤维层离。

减少纤维层离的一种方法是使用轨道式钻孔加工。轨道 式钻孔是通过铣削进行的制孔操作，其中一个端铣刀的中心沿围绕想 要形成的孔的中心举行轨道运行，同时在其自身的轴线上旋转并且在 轴向方向上移动。轨道式钻孔还被称作圆铣或螺旋内插法。

因此，存在一种需要来提供切削刀具，该刀具在对纤维 增强塑料材料进行机加工时使纤维层离最小化。

发明内容

简言之，根据本发明，在此提供了用于纤维增强塑料的 轨道式钻孔的一种端铣刀，该端铣刀包括具有一个杆直径的一个杆， 具有一个颈部直径的一个颈部，以及具有一个切削直径、一个圆角半 径、一个凹角和一个背部半径的一个切削头部，其中该颈部直径是该 切削直径的大约百分之65至大约百分之90，该凹角是在大约2度至 大约6度之间，并且该圆角半径是在该切削直径的大约百分之3至大 约百分之8之间。

在另一个实施方案中，用于纤维增强塑料的轨道式钻孔 的一种端铣刀具有在大约2度与大约6度之间的一个凹角、在大约5 度与大约18度之间的一个螺旋角、在大约5度与大约15度之间的一 个径向前角、在大约3度与大约10度之间的一个齿缝轴向前角以及在 大约10度与大约18度之间的一个主后角。

附图说明

从以下参见附图做出的详细说明中本发明的其他特征连 同从中衍生的优点将变得清楚，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施方案的用于对纤维增强塑 料进行机加工的一种端铣刀的几何形状的侧视图；

图2是图1的端铣刀的切削头部的放大的侧视图；

图3是根据本发明的一个实施方案的用于对纤维增强塑 料进行机加工的一种4槽式、非中心切削端铣刀的端视图；

图4是图3的4槽式、非中心切削端铣刀的局部侧视图；

图5是由图3的4槽式、非中心切削端铣刀产生的钻孔 质量的照片；

图6是根据本发明的一个实施方案的用于对纤维增强塑 料进行机加工的一种2槽式、中心切削端铣刀的端视图；

图7A是图6的2槽式、中心切削端铣刀的局部侧视图；

图7B是沿图7A的线7B-7B截取的2槽式、中心切削端 铣刀的局部截面端视图；

图8是由图6的2槽式、中心切削端铣刀产生的钻孔质 量的照片；

图9是根据本发明的一个实施方案的用于对纤维增强塑 料进行机加工的一种4槽式、中心端铣刀的端视图；并且

图10示出了在使用一个常规端铣刀机加工的孔周围的纤 维层离。

具体实施方式

刀具的几何形状

参见图1和图2，其中同样的参考符号代表同样的元件， 用于纤维增强塑料的轨道式钻孔的一个端铣刀总体上用10表示。总的 来说，端铣刀10包括一个杆12、一个颈部14、一个切削头部16、以 及一个纵向轴线18。在一个实施方案中，杆12具有大致0.40英寸 (10.16mm)的杆直径20，颈部14具有大致0.22英寸(5.59mm)的 颈部直径22，并且切削头部16具有大致0.28英寸(7.11mm)的切 削直径24。总的来说，颈部直径22小于切削直径24，例如，颈部直 径22可以是切削直径24的大致百分之65至90。