一种用于加工复合材料的pcd组合刀具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于加工复合材料的P⑶组合刀具，用于工业生产中。
【背景技术】
[0002]目前由于硅铝合金等复合材料具有比重小、耐磨、导热性好、耐腐蚀、撞冲时不产生火花、冲击吸收性能好、无磁性、基本无毒性，便于回收再利用等优点，其在发动机制造行业的应用更广泛一些。另外由于铝元素在地壳中的蕴藏量很丰富，因而铝合金的生产和应用定会得到很大的发展。随着铝合金的广泛应用，我国铝合金消费量也在逐年增加，相应的铝合金产量也在增加，铝合金能否大量生产和应用，在很大程度上受到他的切削加工性能的影响。而铝合金材料其机械、力学性能和化学组分不同于铸铁、钢材和硬质合金等工件，在切削设备、切削刀具和切削工艺诸方面都有着与铸铁不同的特殊要求。
[0003]目前加工复合材料主要有传统加工方式和特种加工方式。传统加工方式主要是用高速钢、硬质合金刀具来对复合材料进行切削加工，其中硬质合金比较适用于加工复合材料，通过加工碳纤维复合材料的钻削加工发现，采用硬质合金钻头加工时候分层少，毛刺以及钻头的磨损相对较少。但是传统加工刀具加工复合材料的质量越来越难以满足要求，特别是尺寸精度的要求，而且由于刀具和工件之间有接触，加工后会产生残余应力。特种加工方式主要包括激光束加工、高压水切割和高压水磨砂切割、电火花加工、超声波加工。相对于传统加工，特种加工方法具有加工质量高，容易监控等优点，但是其加工成本高，且操作复杂程度高。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于加工复合材料的P⑶组合刀具。
[0005]为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种用于加工复合材料的P⑶组合刀具，包括直柄刀体、排肩槽、后部刀片、中部刀片、前部刀片、顶尖孔、前部刀片槽、中部刀片槽、后部刀片槽、冷却孔、通油孔；分别通过五轴联动的铣床铣出排肩槽、前部刀片槽、中部刀片槽、后部刀片槽，通过深孔钻钻出通油孔，通过电火花线切割机打出冷却孔，所述冷却孔与排肩槽连接，所述后部刀片固定在后部刀片槽上，所述中部刀片固定在中部刀片槽上，所述前部刀片固定在前部刀片槽上。
[0007]所述后部刀片、中部刀片、前部刀片均为两片，且两片刀片之间的夹角均为90°。
[0008]所述排肩槽为直槽，与直柄刀体的中心线的夹角为0°。
[0009]所述通油孔与冷却孔之间的夹角为30°。
[0010]所述后部刀片、中部刀片、前部刀片包括前刀面，主后刀面和副后刀面，第一切削刃和第二切削刃以及第一倒角边；所述前刀面是切肩流出的面，主后刀面和副后刀面正对已加工表面；前刀面与两个后刀面相交，两个切削刃分别位于前刀面和两个后刀面的交线上，刀片的弧边与切削刃和后刀面相连接；刀片的前角为0°，前角是前刀面与竖直面的夹角；所述第一切削刃的后角为17°，第二切削刃的后角为8°，后角是切削刃与水平面的夹角；所述后部刀片上有断肩台通过电火花线切割机打出。
[0011]所述后部刀片、中部刀片、前部刀片的厚度为1.4mm。
[0012]所述第一倒角边的宽度为0.25mm，角度为45° ;后部刀片和中部刀片的第二倒角边的宽度为0.08mm，角度为75° ;第一切削刃和第二切削刃高度为0.3mm。
[0013]与现有技术相比，本实用新型具有如下的优点:
[0014]本实用新型是一种高效、高精度、高寿命，并且加工表面质量好、毛刺少、切削力低的一种用于加工新型复合材料的PCD组合刀具。其切削速度在1000rpm以上，进给速度可以达到3000mm/min，粗糙度为0.8以下，而且与硬质合金相比切削力更小，在切削速度为7000rpm，进给速度为1500毫米/分的情况下，本实用新型切削时的x方向的切削力最大为30N，远远低于其他形式组合刀具的力。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型一种用于加工复合材料的P⑶组合刀具主视图。
[0016]图2是本实用新型一种用于加工复合材料的P⑶组合刀具侧视图。
[0017]图3是本实用新型一种用于加工新型复合材料的P⑶组合刀具的刀片3的主视图；
[0018]图4是本实用新型一种用于加工新型复合材料的P⑶组合刀具的刀片3的侧视图。
[0019]图5是本实用新型一种用于加工新型复合材料的P⑶组合刀具的刀片4的主视图；
[0020]图6是本实用新型一种用于加工新型复合材料的P⑶组合刀具的刀片4的侧视图。
[0021]图7是本实用新型一种用于加工新型复合材料的P⑶组合刀具的刀片5的主视图；
[0022]图8是本实用新型一种用于加工新型复合材料的P⑶组合刀具的刀片5的侧视图。
[0023]图9是本实用新型一种用于加工复合材料的P⑶组合刀具冷却孔、通油孔结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]本实用新型的优选实施例结合【附图说明】如下:
[0025]如图1、图2和图9所示，一种用于加工复合材料的P⑶组合刀具，包括直柄刀体1、排肩槽2、后部刀片3、中部刀片4、前部刀片5、顶尖孔6、前部刀片槽7、中部刀片槽8、后部刀片槽9、冷却孔10、通油孔11 ;分别通过五轴联动的铣床铣出排肩槽2、前部刀片槽7、中部刀片槽8、后部刀片槽9，通过深孔钻钻出通油孔11，通过电火花线切割机打出冷却孔10，所述冷却孔10与排肩槽2连接，所述后部刀片3固定在后部刀片槽9上，所述中部刀片4固定在中部刀片槽8上，所述前部刀片5固定在前部刀片槽7上。
[0026]所述后部刀片3、中部刀片4、前部刀片5均为两片，且两片刀片之间的夹角均为 90。。
[0027]所述排肩槽2为直槽，与直柄刀体I的中心线的夹角为0°。
[0028]所述通油孔11与冷却孔10之间的夹角为30°。
[0029]如图3至图8所不，所述后部刀片3、中部刀片4、肖U部刀片5包括肖U刀面17，主后刀面20和副后刀面19，第一切削刃16和第二切削刃15以及第一倒角边12 ;所述前刀面17是切肩流出的面，主后刀面20和副后刀面19正对已加工表面；前刀面17与两个后刀面相交，两个切削刃分别位于前刀面17和两个后刀面的交线上，刀片的弧边与切削刃和后刀面相连接；刀片的前角为0°，前角是前刀面17与竖直面的夹角；所述第一切削刃16的后角为17°，第二切削刃15的后角为8°，后角是切削刃与水平面的夹角；所述后部刀片3上有断肩台14通过电火花线切割机打出。所述后部刀片3、中部刀片4、前部刀片5的厚度为1.4mm。所述第一倒角边12的宽度为0.25mm，角度为45° ;后部刀片3和中部刀片4的第二倒角边13的宽度为0.08mm，角度为75° ;第一切削刃16和第二切削刃15高度为0.3mm。
[0030]其中刀片并不是全部由P⑶组成，由P⑶和硬质合金组成，统称为P⑶刀片。P⑶刀片采用高频焊机焊接在刀槽中，使用红外测温设备构成的闭环温度控制系统来控制温度范围为600-700°C，焊接完毕保温20分钟，保温时间如果太短，低于10分钟，会出现P⑶刀片的断裂，保温时间过长直接影响加工生产效率。最后通过慢走丝切割机对PCD刀片线切割以达到要求。
【主权项】
1.一种用于加工复合材料的P⑶组合刀具，包括直柄刀体(I)、排肩槽(2)、后部刀片(3)、中部刀片(4)、前部刀片(5)、顶尖孔(6)、前部刀片槽(7)、中部刀片槽(8)、后部刀片槽(9)、冷却孔(10)、通油孔(11);其特征在于:分别通过五轴联动的铣床铣出排肩槽(2)、前部刀片槽(7)、中部刀片槽(8)、后部刀片槽(9)，通过深孔钻钻出通油孔(11)，通过电火花线切割机打出冷却孔(10)，所述冷却孔(10)与排肩槽(2)连接，所述后部刀片(3)固定在后部刀片槽(9)上，所述中部刀片(4)固定在中部刀片槽(8)上，所述前部刀片(5)固定在前部刀片槽(7)上。2.根据权利要求1所述的用于加工复合材料的PCD组合刀具，其特征在于，所述后部刀片(3)、中部刀片(4)、前部刀片(5)均为两片，且两片刀片之间的夹角均为90°。3.根据权利要求1所述的用于加工复合材料的PCD组合刀具，其特征在于，所述排肩槽(2)为直槽，与直柄刀体(I)的中心线的夹角为0°。4.根据权利要求1所述的用于加工复合材料的PCD组合刀具，其特征在于，所述通油孔(11)与冷却孔(10)之间的夹角为30° ο5.根据权利要求1所述的用于加工复合材料的PCD组合刀具，其特征在于，所述后部刀片(3)、中部刀片(4)、前部刀片(5)包括前刀面(17)，主后刀面(20)和副后刀面(19)，第一切削刃(16)和第二切削刃(15)以及第一倒角边(12);所述前刀面(17)是切肩流出的面，主后刀面(20)和副后刀面(19)正对已加工表面；前刀面(17)与两个后刀面相交，两个切削刃分别位于前刀面(17)和两个后刀面的交线上，刀片的弧边与切削刃和后刀面相连接；刀片的前角为0°，前角是前刀面(17)与竖直面的夹角；所述第一切削刃(16)的后角为17°，第二切削刃(15)的后角为8°，后角是切削刃与水平面的夹角；所述后部刀片(3)上有断肩台(14)通过电火花线切割机打出。6.根据权利要求1所述的用于加工复合材料的PCD组合刀具，其特征在于，所述后部刀片(3)、中部刀片(4)、前部刀片(5)的厚度为1.4mm。7.根据权利要求5所述的用于加工复合材料的PCD组合刀具，其特征在于，所述第一倒角边(12)的宽度为0.25mm，角度为45° ;后部刀片(3)和中部刀片(4)的第二倒角边(13)的宽度为0.08mm，角度为75° ;第一切削刃(16)和第二切削刃(15)高度为0.3mm。
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于加工复合材料的PCD组合刀具，包括直柄刀体、排屑槽、后部刀片、中部刀片、前部刀片、顶尖孔、前部刀片槽、中部刀片槽、后部刀片槽、冷却孔、通油孔；分别通过五轴联动的铣床铣出排屑槽、前部刀片槽、中部刀片槽、后部刀片槽，通过深孔钻钻出通油孔，通过电火花线切割机打出冷却孔，所述冷却孔与排屑槽连接，所述后部刀片固定在后部刀片槽上，所述中部刀片固定在中部刀片槽上，所述前部刀片固定在前部刀片槽上。本实用新型是一种高效、高精度、高寿命，并且加工表面质量好、毛刺少、切削力低的一种用于加工新型复合材料的PCD组合刀具。
【IPC分类】B23B27/10, B23B27/00
【公开号】CN204686045
【申请号】CN201520203264
【发明人】陈思雯, 万荣知, 王永国, 徐秋敏, 赵凯
【申请人】上海大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年4月7日