一種針對纖維增強樹脂基復合材料的加工鉆頭的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于材料加工刀具領域，具體講是涉及一種針對纖維增強樹脂基復合材料的加工鉆頭。
【背景技術】
[0002]纖維增強樹脂基復合材料在工業領域的應用越來越廣泛，常見的纖維增強樹脂基復合材料包括玻璃纖維增強樹脂基復合材料、碳纖維增強樹脂基復合材料等。目前，常用的纖維材料包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、硼纖維等。
[0003]碳纖維復合材料等纖維增強樹脂基復合材料在制備完成后，為滿足零部件的形狀及幾何尺寸要求，通常需要一系列的機械加工。然而，碳纖維復合材料、芳綸復合材料等加工過程中，由于纖維通常具有較高的強度、硬度等性能，采用現有傳統刀具加工過程中極易出現由于纖維無法完全切斷而導致的毛刺現象。毛刺現象的產生主要是由于在制孔出口、切割邊緣等處，纖維具有較大的變形自由度，在刀具的作用下，纖維產生較嚴重的彎曲變形而未被有效切斷，在加工完成后即出現大量的毛刺現象。例如在碳纖維復合材料等的制孔、銑削等加工過程中，制孔出口處或邊緣處容易產生大量的毛刺即未切斷的纖維，使得加工質量難以保證。
【發明內容】
[0004]為了解決上述問題，本發明提供了一種針對纖維增強樹脂基復合材料的加工鉆頭，防止在鉆孔過程中產生纖維無法完全切斷導致的毛刺現象。
[0005]本發明提供一種針對纖維增強樹脂基復合材料的加工鉆頭，其特征在于:包括切削刃，在鉆頭切削刃上，沿切削刃方向，設置多個半圓形槽。半圓形槽的直徑大于或等于纖維增強樹脂基復合材料中的纖維的直徑。多個半圓形槽中相鄰兩個半圓形槽的中心距在纖維增強樹脂基復合材料中的纖維含量一定時，與纖維增強樹脂基復合材料中的纖維的直徑成正比；多個半圓形槽中相鄰兩個半圓形槽的中心距在纖維增強樹脂基復合材料中的纖維的直徑一定時，與纖維增強樹脂基復合材料中的纖維含量成正比。多個半圓形槽中相鄰兩個半圓形槽的中心距與纖維增強樹脂基復合材料中的纖維的直徑及纖維增強樹脂基復合材料中纖維含量的關系滿足:d0=dl+p*d0，其中d0為多個半圓形槽中相鄰兩個半圓形槽的中心距，dl為纖維增強樹脂基復合材料中的纖維的直徑，P為纖維增強樹脂基復合材料中的纖維含量即纖維增強樹脂基復合材料中纖維的體積與纖維增強樹脂基復合材料的體積的比值。切削刃至少兩個。
[0006]本發明的有益效果是:針對不同纖維的直徑，采用具有不同半圓形槽直徑及不同半圓形槽間距的鉆頭；由于纖維直徑與半圓形槽直徑相匹配，加工過程中纖維進入半圓形槽之中，從而提高了對纖維變形的控制，可以減小纖維產生的彎曲變形，有利于提高纖維的切斷效率，減少毛刺現象的產生。同時，根據纖維增強樹脂基復合材料中的纖維含量調整半圓形槽之間的距離，可以在有效去除毛刺的同時提高鉆頭的使用壽命。
【附圖說明】
[0007]以下結合附圖對本發明做進一步的說明:
圖1是本發明結構示意圖；
圖2是本發明局部放大圖；
其中1、切削刃，2、半圓形槽。
【具體實施方式】
[0008]下面結合說明書附圖，對本發明做進一步說明。
[0009]實施示例I
本發明提供一種針對纖維增強樹脂基復合材料的加工鉆頭，包括兩個切削刃，其特征在于:在鉆頭切削刃上，沿切削刃，設置多個半圓形槽。半圓形槽的直徑與碳纖維增強樹脂基復合材料中的碳纖維的直徑相等。多個半圓形槽中相鄰兩個半圓形槽的中心距在纖維增強樹脂基復合材料中的纖維含量一定時，與纖維增強樹脂基復合材料中的纖維的直徑成正比；多個半圓形槽中相鄰兩個半圓形槽的中心距在纖維增強樹脂基復合材料中的纖維的直徑一定時，與纖維增強樹脂基復合材料中的纖維含量成正比。多個半圓形槽中相鄰兩個半圓形槽的中心距與碳纖維增強樹脂基復合材料中的碳纖維的直徑及碳纖維增強樹脂基復合材料中碳纖維含量的關系滿足:d0=dl+p*d0，其中d0為多個半圓形槽中相鄰兩個半圓形槽的中心距，dl為碳纖維增強樹脂基復合材料中的碳纖維的直徑，P為碳纖維增強樹脂基復合材料中的碳纖維含量即碳纖維增強樹脂基復合材料中碳纖維的體積與碳纖維增強樹脂基復合材料的體積的比值。
[0010]分別采用傳統鉆頭和本發明鉆頭進行碳纖維增強樹脂基復合材料的加工，其中碳纖維增強樹脂基復合材料中的碳纖維直徑為7 μ m，碳纖維的含量為50%。由于碳纖維的直徑為7 μπι，因此本發明中半圓形槽的直徑為7 μπι ;由于碳纖維的含量為50%，因此本發明中半圓形槽之間的中心距為14μηι。另外，鉆頭材料為硬質合金，鉆頭直徑為5mm，鉆頭為山特維克可樂滿公司生產的R842-0500-30-A0A。
[0011]碳纖維增強樹脂基復合材料尺寸為10mmX80mmX5mm，加工過程中的刀具轉速為5000r/min，刀具進給量為 30mm/min。
[0012]加工后的結果表明，采用傳統鉆頭進行加工后，制孔出口存在大量的毛刺現象，毛刺總長度為8mm ;而采用本發明加工后的出口表面毛刺現象顯著減少，毛刺總長度小于2mm，從而表明本發明實現了加工過程中對碳纖維的有效控制，減少了因纖維變形導致的纖維難以被有效切斷的現象。
[0013]實施示例2
本發明提供一種針對纖維增強樹脂基復合材料的加工鉆頭，包括兩個切削刃，其特征在于:在鉆頭切削刃上，沿切削刃，設置多個半圓形槽。半圓形槽的直徑等于碳纖維增強樹脂基復合材料中的碳纖維的直徑。多個半圓形槽中相鄰兩個半圓形槽的中心距在纖維增強樹脂基復合材料中的纖維含量一定時，與纖維增強樹脂基復合材料中的纖維的直徑成正比；多個半圓形槽中相鄰兩個半圓形槽的中心距在纖維增強樹脂基復合材料中的纖維的直徑一定時，與纖維增強樹脂基復合材料中的纖維含量成正比。多個半圓形槽中相鄰兩個半圓形槽的中心距與碳纖維增強樹脂基復合材料中的碳纖維的直徑及碳纖維增強樹脂基復合材料中碳纖維含量的關系滿足:dO=dl+p*dO，其中dO為多個半圓形槽中相鄰兩個半圓形槽的中心距，dl為碳纖維增強樹脂基復合材料中的碳纖維的直徑，P為碳纖維增強樹脂基復合材料中的碳纖維含量即碳纖維增強樹脂基復合材料中碳纖維的體積與碳纖維增強樹脂基復合材料的體積的比值。
[0014]分別采用傳統鉆頭和本發明鉆頭進行碳纖維增強樹脂基復合材料的加工，其中碳纖維增強樹脂基復合材料中的碳纖維直徑為7 μ m，碳纖維的含量為30%。由于碳纖維的直徑為7 μπι，因此本發明中半圓形槽的直徑為7 μπι ;由于碳纖維的含量為30%，因此本發明中半圓形槽之間的中心距為9.1 μπι。另外，鉆頭材料為硬質合金，鉆頭直徑為5_，鉆頭為山特維克可樂滿公司生產的R842-0500-30-A0A。
[0015]碳纖維增強樹脂基復合材料尺寸為10mmX80mmX5mm，加工過程中的刀具轉速為5000r/min，刀具進給量為 30mm/min。
[0016]加工后的結果表明，采用傳統鉆頭進行加工后，制孔出口存在大量的毛刺現象，毛刺總長度為7mm ;而采用本發明加工后的出口表面毛刺現象顯著減少，毛刺總長度小于1mm，從而表明本發明實現了加工過程中對碳纖維的有效控制，減少了因纖維變形導致的纖維難以被有效切斷的現象。
[0017]實施示例3
本發明提供一種針對纖維增強樹脂基復合材料的加工鉆頭，包括兩個切削刃，其特征在于:在鉆頭切削刃上，沿切削刃，設置多個半圓形槽。半圓形槽的直徑等于碳纖維增強樹脂基復合材料中的碳纖維的直徑。多個半圓形槽中相鄰兩個半圓形槽的中心距在纖維增強樹脂基復合材料中的纖維含量一定時，與纖維增強樹脂基復合材料中的纖維的直徑成正比；多個半圓形槽中相鄰兩個半圓形槽的中心距在纖維增強樹脂基復合材料中的纖維的直徑一定時，與纖維增強樹脂基復合材料中的纖維含量成正比。多個半圓形槽中相鄰兩個半圓形槽的中心距與碳纖維增強樹脂基復合材料中的碳纖維的直徑及碳纖維增強樹脂基復合材料中碳纖維含量的關系滿足:d0=dl+p*d0，其中dO為多個半圓形槽中相鄰兩個半圓形槽的中心距，dl為碳纖維增強樹脂基復合材料中的碳纖維的直徑，P為碳纖維增強樹脂基復合材料中的碳纖維含量即碳纖維增強樹脂基復合材料中碳纖維的體積與碳纖維增強樹脂基復合材料的體積的比值。
分別采用傳統鉆頭和本發明鉆頭進行碳纖維增強樹脂基復合材料的加工，其中碳纖維增強樹脂基復合材料中的碳纖維直徑為7 μπι，碳纖維的含量為80%。由于碳纖維的直徑為
7μπι，因此本發明中半圓形槽的直徑為7 μπι;由于碳纖維的含量為80%，因此本發明中半圓形槽之間的中心距為12.6 μπι。另外，鉆頭材料為硬質合金，鉆頭直徑為5_，鉆頭為山特維克可樂滿公司生產的R842-0500-30-A0A。
[0018]碳纖維增強樹脂基復合材料尺寸為10m