本发明专利技术公开了一种基于齿背冷却方式的复合材料/钛合金螺旋铣专用刀具。现有刀具采用底部冷却的方式，刀具寿命较低。本发明专利技术包括刀杆、颈部和切削部分，切削部分通过颈部与刀杆连接，切削部分由四个刀齿组成，每一个刀齿齿背上都有一个冷却孔，四个斜向冷却孔由过刀杆轴线的中心孔引出，各斜向冷却孔的孔径小于中心孔，其轴线方向正对刀具端部切削刃前刀面，刀具的外围切削刃和每一个端部切削刃采用刃带的双重后刀面，四个刀齿的端部内侧切削刃过刀杆轴线且互相垂直，每一个刀齿的端部共有三段切削刃。本发明专利技术能有效避免冷却孔堵塞，减少刀具磨损，提高加工质量，延长刀具寿命，增大散热面积抑制切削过程中的振动，减小分层及毛刺现象。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于螺旋铣孔加工领域，具体涉及一种基于齿背冷却方式的复合材料/钛合金螺旋铣专用刀具。
技术介绍
螺旋铣孔技术是一种新型的孔加工技术，在加工过程中，刀具自转、轴向进给同时绕加工孔的中心公转，即刀具的运动轨迹是螺旋线，这种运动方式决定了螺旋铣孔具有以下优点。一、偏心加工能实现单一直径刀具加工一系列直径的孔，提高刀具利用率，降低成本；二、螺旋铣孔是不连续的切削过程，有利于散热；三、刀具直径比孔小，切屑方便排出， 提高了孔的表面光洁度；四、复合材料加工过程中会产生细微颗粒，对人体有害，通过螺旋铣实现自动化孔加工可以有效的降低对人体危害。随着航空航天业的迅猛发展，钛合金和复合材料这些新型的结构材料得到了广泛的应用。针对这些新型的材料，传统的钻孔技术已经不能满足产品的要求。对于钛合金而言，传统的钻孔技术很难解决出口毛刺、表面光洁度等技术难题；对于复合材料而言，传统的钻孔技术由于轴向力大，很难避免材料分层的现象，产品加工质量无法控制。目前，国外已经大力发展螺旋铣设备及螺旋铣专用刀具，并且也取得了很多的成果，在波音和空客都有成功的应用。但是国外对我国在螺旋铣方面进行了严格的技术封锁，无论是螺旋铣设备还是相关的刀具，从市场上都很难直接购买。在我国，天津大学、南京航空航天大学、浙江大学已经在螺旋铣装置方面取得了卓有成效的工作。但是，与之配套的刀具研究还相对较少。正是基于这种背景，我们在吸收国外先进经验的基础上，专利技术了适用于我们国内航空材料(钛合金、复合材料)的螺旋铣专用刀具。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种基于齿背冷却方式的复合材料/钛合金螺旋铣专用刀具。本专利技术一种基于齿背冷却方式的复合材料/钛合金螺旋铣专用刀具，包括刀杆、颈部和切削部分，切削部分通过颈部与刀杆连接，切削部分由四个刀齿组成，采用两种形式,且两两对称分布,不仅在刀具的外围切削刃上采用有刃带的双重后刀面形式,而且在刀具的每一个端部切削刃也采用有刃带的双重后刀面形式，每一个刀齿的端部共有三段切削刃，四个刀齿的端部内侧切削刃过刀杆轴线且互相垂直，刀具切削部分直径为D时，两对刀具端部切削刃第一刀尖和第二刀尖错位分布，分别分布在直径为D/2和4D/5的圆上；过刀杆轴线的中心孔引出四个斜向冷却孔，冷却孔开口位于刀齿的齿背上，每一个刀齿齿背上都有一个冷却孔，各斜向冷却孔的孔径小于中心孔，其轴线方向正对刀具端部切削刃前刀面。一种基于齿背冷却方式的复合材料/钛合金螺旋铣专用刀具通过在每一个刀齿的齿背上开孔，并且将冷却孔的方向正对螺旋铣孔过程中刀具最易发生磨损的端部切削刃前刀面，使切削过程中切屑与前刀面尽快分离并及时排出，减少切屑与前刀面之间的摩擦，有效地降低了刀具的磨损和摩擦热的产生；其中一对刀尖的位置靠近刀具外围，并与另一对刀尖合理错位，能减小刀具切削过程中的轴向力，减少分层及毛刺现象，更适宜于复合材料/钛合金尤其是其叠层材料的加工；在刀具的切削刃上磨出有刃带的双重后刀面，对易于磨损的刀尖及切削刃进行强化，扩大了散热面积，并且能有效抑制切削过程中的振动，一方面延长了刀具的寿命，提高了加工效率，另一方面也提高了孔的加工质量。本专利技术的有益效果I)将开孔位置由传统的刀具底部变为刀齿的齿背，能有效避免切屑导致的冷却孔堵塞现象；2)通过在每一个刀齿的齿背上开孔，并使孔的方向正对端部切削刃前刀面，可以对刀具刃部进行更有效的冷却，同时可使切屑与前刀面尽快分离，减少刀具的磨损，减小摩擦热对刀具的影响，提高加工质量的同时提高刀具的寿命；3)在刀具的切削刃上采用有刃带的双重后刀面形式能有效增加切削部分的强度，增大散热的面积，同时抑制切削过程中的振动；4)优化后的刀具刀尖位置及切削刃角度能有效的降低轴向切削力，减小复合材料/钛合金螺旋铣过程中的分层及毛刺现象。附图说明图I是刀具整体结构示意 图2是刀具端面形式示意 图3为B-B截面示意 图4为A-A截面示意图； 图5为C-C截面示意图。具体实施例方式如图I所示，一种基于齿背冷却方式的复合材料/钛合金螺旋铣专用刀具包括刀杆3、颈部2和切削部分1，切削部分I通过颈部2与刀杆3连接,如图2所不,切削部分I由四个刀齿5组成,采用两种形式,且两两对称分布,如图5所示，不仅在刀具的外围切削刃上采用有刃带的双重后刀面形式，而且在刀具的每一个端部切削刃也采用有刃带的双重后刀面形式，每一个刀齿5的端部共有三段切削刃，四个刀齿5的端部内侧切削刃6过刀杆轴线且互相垂直，刀具切削部分直径为D时，如图3、图4所示，两对刀具端部切削刃第一刀尖7和第二刀尖9错位分布，分别分布在直径为4D/5和D/2的圆上；过刀杆轴线的中心孔4引出四个斜向冷却孔8，冷却孔8开口位于刀齿5的齿背上，每一个刀齿齿背上都有一个冷却孔8，各斜向冷却孔8的孔径小于中心孔4，其轴线方向正对刀具端部切削刃前刀面。权利要求1.基于齿背冷却方式的复合材料/钛合金螺旋铣专用刀具，其特征在于包括刀杆、颈部和切削部分，切削部分通过颈部与刀杆连接，切削部分由四个刀齿组成，采用两种形式,且两两对称分布,不仅在刀具的外围切削刃上采用有刃带的双重后刀面形式,而且在刀具的每一个端部切削刃也采用有刃带的双重后刀面形式，每一个刀齿的端部共有三段切削刃，四个刀齿的端部内侧切削刃过刀杆轴线且互相垂直，刀具切削部分直径为D时，两对刀具端部切削刃第一刀尖和第二刀尖错位分布，分别分布在直径为D/2和4D/5的圆上；过刀杆轴线的中心孔引出四个斜向冷却孔， 冷却孔开口位于刀齿的齿背上，每一个刀齿齿背上都有一个冷却孔，各斜向冷却孔的孔径小于中心孔，其轴线方向正对刀具端部切削刃前刀面。全文摘要本专利技术公开了一种基于齿背冷却方式的复合材料/钛合金螺旋铣专用刀具。现有刀具采用底部冷却的方式，刀具寿命较低。本专利技术包括刀杆、颈部和切削部分，切削部分通过颈部与刀杆连接，切削部分由四个刀齿组成，每一个刀齿齿背上都有一个冷却孔，四个斜向冷却孔由过刀杆轴线的中心孔引出，各斜向冷却孔的孔径小于中心孔，其轴线方向正对刀具端部切削刃前刀面，刀具的外围切削刃和每一个端部切削刃采用刃带的双重后刀面，四个刀齿的端部内侧切削刃过刀杆轴线且互相垂直，每一个刀齿的端部共有三段切削刃。本专利技术能有效避免冷却孔堵塞，减少刀具磨损，提高加工质量，延长刀具寿命，增大散热面积抑制切削过程中的振动，减小分层及毛刺现象。文档编号B23C5/10GK102728882SQ201210260968公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日专利技术者刘刚, 刘春 , 张恒, 柯映林, 柯臻铮, 毕华东, 王亚飞, 章明, 董辉跃 申请人:浙江大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于齿背冷却方式的复合材料/钛合金螺旋铣专用刀具，其特征在于：包括刀杆、颈部和切削部分，切削部分通过颈部与刀杆连接，切削部分由四个刀齿组成，采用两种形式，且两两对称分布，不仅在刀具的外围切削刃上采用有刃带的双重后刀面形式，而且在刀具的每一个端部切削刃也采用有刃带的双重后刀面形式，每一个刀齿的端部共有三段切削刃，四个刀齿的端部内侧切削刃过刀杆轴线且互相垂直，刀具切削部分直径为D时，两对刀具端部切削刃第一刀尖和第二刀尖错位分布，分别分布在直径为D/2和4D/5的圆上；过刀杆轴线的中心孔引出四个斜向冷却孔，冷却孔开口位于刀齿的齿背上，每一个刀齿齿背上都有一个冷却孔，各斜向冷却孔的孔径小于中心孔，其轴线方向正对刀具端部切削刃前刀面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，王亚飞，张恒，柯臻铮，柯映林，董辉跃，章明，刘春，毕华东，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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