[发明专利]碳纤维复合材料专用钻头

说明书

技术领域

本发明涉及钻削钻具技术领域，特别是一种碳纤维复合材料专用钻头。

背景技术

碳纤维复合材料是材料领域的一个重要的发展方向，它的加工方式多为钻削，但原理却与金属有着不同。加工碳纤维复合材料时是通过锋利的刀刃去强制折断纤维和切断环氧树脂层，而纤维又会反过来摩擦磨损刀具。加工复合材料时，不应使它造成脱层、纤维散开、生成燃烧附着物以及毛刺。但由于普通钻头在结构上存在一些问题，使其在钻削碳纤维复合材料时难以避免发生上述问题。

碳纤维复合材料钻孔时的主要问题是：钻各层时材料阻力有变化和钻透时力的突然消失，引起进给速度的变化，导致脱层毛刺、材料剥蚀。碳纤维复合材料不同层面直径不同，再加上碳纤维复合材料导热性极差，很容易造成烧伤。因此，必须对原有钻头结构进行改进，使其在钻削碳纤维复合材料时，可以避免或者减轻上述问题的发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料专用钻头，以解决碳纤维复合材料在钻削加工过程中易脱层、纤维散开、生成燃烧附着物及毛刺的问题，从而提高了碳纤维加工过程的效率和零件的工艺品质。

本发明从碳纤维这一特殊的复合材料出发研究出的专用钻头，同时可以适用于有着同样纤维结构的复合材料。

实现上述目的，本发明的技术方案是：

碳纤维复合材料专用钻头，包括钻头主体，所述的钻头主体的外圆周面上沿轴向加工有两条螺旋槽，所述的两条螺旋槽旋向一致，设置在钻头主体头部圆锥面上的后刀面被两个扁平槽一分为二，两个所述的扁平槽的轴向截面均为圆弧形状，两个扁平槽的相接处为凸起的横刃，所述的横刃设置在钻头主体头部中心处，两个扁平槽相对于横刃对称设置；设置在所述的钻头主体的螺旋槽处的前刀面与后刀面之间通过斜面相连，所述的斜面为第二切削刃。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

1．在钻头主体头部的圆锥面上加工了两个扁平槽，可以实现碳纤维复合材料和纤维板以及热塑性塑料和热固性塑料可靠的钻孔加工。

2．横刃采用加强的芯厚结构，能够防止钻头因为切削时的扭矩和弯矩产生变形，从而提高钻头的使用寿命。

3.两个扁平槽与凸起的横刃组合形成扁平钻尖，可以提供高效的断屑和排屑功能。而且在加工多层铝合金或钛合金的叠层复合材料时，当加工到金属层与复合材料之间进行过渡时，此设计可降低金属屑破坏钻孔的风险，可以保持复合材料表明粗糙度完好无损。

4.第二切削刃与两个扁平槽联合使用，可以有效避免碳纤维复合材料钻削过程中脱层、纤维散开、毛刺以及烧伤现象的发生，并能降低制孔缺陷，提高加工效率和加工质量，从而提高产品的合格率。

附图说明

图1是本发明的碳纤维复合材料专用钻头的主视图；

图2是图的俯视图；

图3是图1的左视图；

图4是本发明的碳纤维复合材料专用钻头的立体图。

图中：后刀面1、双螺旋状内冷孔2、主切削刃3、横刃4、螺旋槽5、第二切削刃6、副切削刃7、扁平槽8、前刀面9、钻头主体10。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1~图4所示，本实施方式披露了一种碳纤维复合材料专用钻头，包括钻头主体10，所述的钻头主体10的外圆周面上沿轴向加工有两条螺旋槽5，所述的两条螺旋槽5旋向一致，设置在钻头主体10头部圆锥面上的后刀面1被两个扁平槽8一分为二，两个所述的扁平槽8的轴向截面均为圆弧形状，两个扁平槽8的相接处为凸起的横刃4，所述的横刃4设置在钻头主体10头部中心处，两个扁平槽8相对于横刃4对称设置；设置在所述的钻头主体10的螺旋槽5处的前刀面9与后刀面1之间通过斜面相连（即通过斜面将前刀面9和后刀面1隔开），所述的斜面为第二切削刃6。

本实施方式中设置第二切削刃6，可以提高切削的效率和断屑能力，同时也能将主切削刃3与钻头主体10的外圆柱面隔开。

钻头主体10的外圆周面上沿轴向加工有两条螺旋槽5，为普通钻头结构构造，可以有效地在各种现有钻床设备上使用，结构上比较简单，不必为钻头设计专用的夹具或者机床。

横刃4的长度由两个扁平槽8的相交线来确定的，横刃4的长度较长。

本实施方式中的横刃4较长，并且采用加强的芯厚结构，能够防止钻头因为切削时的扭矩和弯矩产生变形，从而提高钻头的使用寿命。