[发明专利]一种用于飞机薄蒙皮加工的扩孔刀

说明书

本申请公开了一种用于飞机薄蒙皮加工的扩孔刀，扩孔刀切削部分采用多台阶设计，每个台阶均有设于径向的切削刃和设于轴向的周刃，通过将大切削余量分配至每个台阶，实现传统多步扩孔的工艺合并，提高了加工效率。配合三齿直线型的刀具槽、多台阶等结构设计，一方面减少了扩孔时薄蒙皮振动带来的质量缺陷，另一方面保证了该刀具在加工复合材料、铝合金、钛合金及其异型叠层时优异的切削性能，增加了刀具通用性。

技术领域

本申请涉及数控刀具设计制造技术领域，特别涉及一种用于飞机薄蒙皮加工的多台阶扩孔刀。

背景技术

飞机装配制孔需求中，薄壁零件占比较大，其中厚度为0.8-5mm的蒙皮壁板最为典型。因此，薄壁零件的加工效率将极大地影响飞机装配进度。

传统手工钻、扩、铰因多步制孔的策略，刀具规格较多，虽然增大扩孔余量可以减少分刀数量，但过大的扩孔余量会产生较大的切削力，造成蒙皮变形、孔径粗糙、振刀卡刀等问题，甚至带来复材分层、烧伤及金属烧蚀等质量隐患。为避免上述问题，操作者只能延用传统的多刀制孔方案以减小扩孔余量，极大影响了加工效率。

因此，迫切需要研制一种高效率、高质量稳定性的专用于飞机薄蒙皮的特殊刀具。

发明内容

本申请的目的在于解决传统结构形式的刀具不能满足飞机薄壁零件的高效率、高质量制孔要求的问题，提供了一种用于飞机薄蒙皮加工的扩孔刀。该扩孔刀切削部分采用多台阶设计，将大余量切削分配至每个台阶，实现传统多步扩孔的工艺合并，且配合三齿直线型的刀具槽设计，一方面减少了扩孔时薄蒙皮振动带来的质量缺陷，另一方面保证了该刀具在加工复合材料、铝合金、钛合金及其异型叠层时优异的切削性能，从而能够高效、大去除量的扩孔加工飞机薄壁零件，加工效率和加工质量得到大幅提升。

为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：

一种用于飞机薄蒙皮加工的扩孔刀，其结构包括刀柄和刀柄前部的切削部分，切削部分包括钻尖、切削刃、与切削刃连接的周刃以及三齿直线型的刀具槽，切削部分为多台阶设计，每个台阶均有设于径向上的切削刃和设于轴向上的周刃。

切削部分最后一个台阶的切削余量设置为0.3～0.7mm，其余台阶的切削余量设置为0.8～1.2mm，最后一个台阶的直径公差为-0.007mm。

钻尖尖角角度γ＝85°，后角采用铲齿形式，后角α＝13～15°。

切削刃切削角δ＝30°，刃带宽度f＝0.25～0.4mm，后角采用双后角结构，其中第一后角α1＝12°，第二后角α2＝25°。

周刃前角δ1＝3～5°，刃带宽度f1＝0.3～0.5mm，后角采用双后角结构，其中第一后角α3＝15°，第二后角α4＝30°。

刀具槽的螺旋角β＝0°。

切削部分的刀芯厚度为0.35d，d为第一台阶直径，刀芯倒锥为(0.8～1.0)/100mm。

本申请的优点在于其切削部分的多台阶设计，将大余量切削分配至每个台阶，能够有效降低切削力，减少切削热，解决大余量制孔所带来的振刀、卡刀、孔径粗糙度低等缺陷，降低叠层烧伤、复材分层的风险，并且刀具通用性强、切削轻快、工艺简单。因此易于推广，具有较大的实用价值。

以下结合实例附图对该申请作进一步详细描述。

附图说明

图1是一种用于飞机薄蒙皮加工的扩孔刀的结构示意图

图2是一种用于飞机薄蒙皮加工的扩孔刀的A-A剖面结构示意图

图3是一种用于飞机薄蒙皮加工的扩孔刀的B-B剖面结构示意图

图4是一种用于飞机薄蒙皮加工的扩孔刀的C-C剖面结构示意图