一种碳纤维钻削刀具及其进给速度

技术领域：

本发明属于碳纤维钻削刀具技术领域，特别涉及一种碳纤维钻削刀具及其进给速度。

背景技术：

材料轻量化是实现节能减排的重要措施之一，对国家工业的可持续发展具有重要意义。而碳纤维以其比重轻、比强度高、抗疲劳性能好等诸多优势，广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车、医疗等领域。碳纤维在轻量化汽车领域的应用已经取得了显著的进展。碳纤维材料具有高强度、高刚度和低密度的特点，因此适用于各种领域中，可以减轻重量，作为产品零件，需要开设安装孔，使用普通钻头来钻削碳纤维这样的复合材料时，常常会出现分层和分裂的情况。首先，碳纤维具有分层结构，即纤维束沿纤维轴方向排列，并通过树脂粘合在一起。当钻头接触纤维表面并施加切削力时，如果钻头没有正确选择合理适合的钻削刀具、钻削参数以及刀具磨损严重，就容易导致纤维束之间的分解和分离，从而引起分层现象。其次，碳纤维是一种脆性材料，容易发生分裂。在钻削过程中，碳纤维表面会产生高温，这可能导致纤维的热损伤和热分解。同时，钻削过程中的切削力也会对纤维施加应力，容易引发裂纹的扩展，最终导致分裂现象的发生。基于上述特点，本申请提供一种碳纤维专用钻削刀具，可以避免碳纤维的分层和分裂。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种碳纤维钻削刀具及其进给速度，从而克服上述现有技术中的缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供了一种碳纤维钻削刀具，包括柄部和刀具本体，所述刀具本体设有刀具端部，所述刀具端部设有第一刀刃、第二刀刃和容屑槽，所述第一刀刃的端部形成第一刀尖，第二刀刃的端部形成第二刀尖，第一刀尖和第二刀尖之间设有第三刀尖。

进一步的，作为优选，所述第三刀尖的顶角记为α

进一步的，作为优选，所述第一刀尖、第二刀尖的顶角记为α

进一步的，作为优选，所述第一刀尖和第三刀尖的夹角以及第二刀尖和第三刀尖的夹角记为α

进一步的，作为优选，所述第一刀尖或第二刀尖与第三刀尖中心线的夹角记为α

进一步的，作为优选，所述容屑槽的螺旋角记为α

进一步的，作为优选，所述容屑槽延伸到刀具本体。

进一步的，作为优选，所述第一刀尖、第二刀尖和第三刀尖的高度一致。

本发明还提供一种碳纤维钻削刀具的进给速度，所述进给速度按照以下公式进行：

S＝1000Vc/π×D

F＝S×n×Z

式中Vc指切削速度，单位m/min，π＝3.14，D指刀具直径，F指进给速度，S指主轴转速，n指刀具刃数，Z＝0.01-0.3；

所述刀具的进给速度为90％F-95％F。

进一步的，作为优选，所述进给在喷雾环境下进行。

与现有技术相比，本发明的一个方面具有如下有益效果：

(1)本发明的刀具采用三尖设计，在对碳纤维材料进行钻孔加工时，可以从三个点位处受理，避免单点受力过于集中而造成材料分层和分裂；

(2)本发明的刀具的三个刀尖均采用合适角度的设计，避免刀尖过于尖锐而一方面易造成材料分层和分裂，另一方面影响刀具自身使用寿命；

(3)本发明在钻削碳纤维材料时在进给速度F的基础上降低5-10％，可以进一步降低钻削时材料分层和分裂。

附图说明：

图1为本发明的一种碳纤维钻削刀具的结构示意图；

图2为本发明的一种碳纤维钻削刀具的主视图；

图3为本发明的一种碳纤维钻削刀具的部分结构放大示意图；

图4为本发明的一种碳纤维钻削刀具的俯视图；

附图标记：1-柄部、2-刀具本体、21-刀具端部、211-第一刀刃、212-第二刀刃、213-容屑槽、214-第一刀尖、215-第二刀尖、216-第三刀尖、217-副后刀面、218-副切削刃、219-主后刀面，2110-主切削刃，2111-前刀面。

具体实施方式：

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

实施例1：

如图1-4所示，一种碳纤维钻削刀具，包括柄部1和刀具本体2，所述刀具本体2设有刀具端部21，所述刀具端部21设有第一刀刃211、第二刀刃212和容屑槽213，所述第一刀刃211的端部形成第一刀尖214，第二刀刃212的端部形成第二刀尖215，第一刀尖214和第二刀尖215之间设有第三刀尖216。

在本实施例中第一刀尖214、第二刀尖215也称为副顶角，第三刀尖216也称为顶角，副顶角到顶角之间的弧面称为副后刀面217，弧线称为副切削刃218；第三刀尖216到副顶角之间的面称为主后刀面219，边缘称为主切削刃2110，主切削刃2110到刀具本体2的面称为前刀面2111。

本实施例中采用三个刀尖设计，在对碳纤维钻孔加工时，从三个点位施力，可以避免单点受力过于集中而造成材料分层和分裂。

在本实施例中，所述第三刀尖216的顶角记为α

在本实施例中，所述第一刀尖214、第二刀尖215的顶角记为α

在本实施例中，所述第一刀尖214和第三刀尖216的夹角以及第二刀尖215和第三刀尖216的夹角记为α

在本实施例中，所述第一刀尖214或第二刀尖215与第三刀尖216中心线的夹角记为α

在本实施例中，所述容屑槽213的螺旋角记为α

在本实施例中，所述容屑槽213延伸到刀具本体2。延伸到刀具本体2处更便于物料碎屑排出。

在本实施例中，所述第一刀尖214、第二刀尖215和第三刀尖216的高度一致，在钻孔加工时从三个点位处同时施力，时圆心和圆周均匀受力，可以降低材料分层和分裂的风险，进一步减少毛刺的产生。

实施例2：

本发明还提供一种碳纤维钻削刀具的进给速度，所述进给速度按照以下公式进行：

S＝1000Vc/π×D

F＝S×n×Z

式中Vc指切削速度，单位m/min，π＝3.14，D指刀具直径，F指进给速度，S指主轴转速，n指刀具刃数，Z是经验值，在0.01-0.3；

所述刀具的进给速度为90％F-95％F。加工碳纤维材料时可以根据材料的厚度在范围内调整。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。