[发明专利]适用于加工碳纤维复合材料的PCD钻锪一体复合刀具

说明书

本发明提供了一种适用于加工碳纤维复合材料的PCD钻锪一体复合刀具，包括钻尖、排屑槽、刀体、锪窝刃、冷却孔。本发明能实现钻锪一次成型，提高孔和窝的同轴度，实现短流程、高质量、高效率制孔；其中刀具的钻尖和锪窝刃均采用PCD材料，硬度高、抗压强度高、导热性、耐磨性好，与有色金属和非金属亲和力小，提高刀具的耐磨性，大大延长刀具寿命；PCD热膨胀系数小，不易产生热变形，孔的加工精度高；刀具采用螺旋结构设计，排屑性能好；内冷结构，进行低温微量润滑，对刀具切削刃和工件进行时时冷却，能有效的减小切削热对刀具和工件的影响，提高刀具寿命；本发明刀具适用于航空航天碳纤维复合材料单层/叠层自动化制孔锪窝装配。

技术领域

本发明涉及航空航天自动化装配加工技术领域，具体地，涉及一种适用于加工碳纤维复合材料的PCD钻锪一体复合刀具。

背景技术

随着科学技术的发展，新材料在航空领域被广泛应用，尤其是碳纤维复合材料，碳纤维复合材料的硬度高，强度大，导热性差，层间强度低等特性，碳纤维复合材料加工质量难以保证，使用普通的高速钢钻头或硬质合金钻头难以保证加工质量，且刀具使用寿命较低，因此对碳纤维复合材料加工刀具提出更高的要求。

现有的碳纤维复合材料加工刀具，其散热性差，有与切削是粉末状碎屑，摩擦产生的高温容易使复材基体熔融变形，极易出现材料烧伤，产生缩孔，分层，劈裂的现象，影响制孔质量，钻削时不易排屑，碎屑加剧对切削刃的磨损，导致刀具使用寿命低，成本增加。

申请号为201820371991.8的该实用新型专利涉及一种锪窝钻，包括导柱、刀体和连接柄，所述导柱及连接柄位于所述刀体的相对两端，所述锪窝钻包括本体及3 个刀片，所述本体为高速钢材质，所述刀片为硬质合金材质，所述刀片焊接至所述本体上与所述本体共同形成所述刀体，所述刀体上相应形成具有3个刀刃的切削部分，相邻刀刃之间形成倾斜设置的刀槽，所述刀槽的倾斜角度为5°～10°。该实用新型锪窝钻的加工工艺与高速钢材质类似，比较简单，刀片为硬质合金，切削性能又与硬质合金的一样，本实用新型锪窝钻结合了两种材质刀具的优点，成本低且使用寿命长。但是上述专利结构上没有采用内冷结构，使用寿命相对短。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于加工碳纤维复合材料的PCD钻锪一体复合刀具。

根据本发明提供的一种适用于加工碳纤维复合材料的PCD钻锪一体复合刀具，包括钻尖1、锪窝刃2、冷却孔3、刀体4以及排屑槽5；其中：钻尖1、排屑槽5、锪窝刃2 以及刀体4依次连接设置；所述冷却孔3连通排屑槽5、锪窝刃2以及刀体4内部并连接钻尖1。

优选地，钻尖1用于对产品制孔，锪窝刃2对制孔的产品进行锪窝加工。

优选地，所述钻尖1的切削部分材料采用整体PCD材料或者插片式PCD材料。

优选地，所述整体PCD材料的直径小于4.5mm，所述插片式PCD材料的直径大于4.5mm。

优选地，所述排屑槽5呈变螺旋角度设置，排屑槽5的槽内精抛光。

优选地，所述变螺旋的螺旋角为15°-30°。

优选地，所述冷却孔2为双螺旋内冷孔。

优选地，所述刀体4的材料为硬质合金。

优选地，所述锪窝刃2的材料为PCD片。

优选地，所述锪窝刃2的螺旋角为15°-20°，前角为10°-15°。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供一种适用于加工碳纤维复合材料的PCD钻锪一体复合刀具，能够一次完成钻孔、锪窝，提高孔精度、孔壁粗糙度，提高刀具寿命及加工效率，满足航空航天高效、高质量、长寿命的装配要求；