一种组合式蜂窝芯超声插切刀具.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115647412A(43)申请公布日2023.01.31(21)申请号202211415559.1(22)申请日2022.11.11(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市高新园区凌工路2号(72)发明人董志刚康仁科晁胜豪王毅丹(74)专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司21212专利代理师修睿李洪福(51)Int.Cl.B23B27/16(2006.01)B23D13/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种组合式蜂窝芯超声插切刀具(57)摘要本发明公开了一种组合式蜂窝芯超声插切刀具，包括依次连接的转接段、延长段和切削段三部分，转接段、延长段两端均设有用于轴向定位的内孔台阶面或外台阶面，切削段的非切削端设有用于轴向定位的外台阶面，切削段通过延长段与转接段连接，刀具各段之间可拆卸地固定在一起。通过调整延长段尺寸，以获取不同尺寸的刀具，满足工件不同加工深度的要求；组合式连接可以在刀具切削段发生磨破损后，进行局部更换，而不用进行刀具整体更换，显著地提高了刀具的利用率；刀头为振幅最大位置，连接处位于振动节点位置，通过保证各段定位台阶面之间长度，使得刀具获得最佳的振动特性；组合式的刀具结构降低了刀具的制造和使用成本。CN115647412ACN115647412A权利要求书1/1页1.一种组合式蜂窝芯超声插切刀具，其特征在于，包括依次连接的转接段、延长段和切削段三部分，所述转接段、延长段两端均设有用于轴向定位的内孔台阶面或外台阶面，所述切削段的非切削端设有用于轴向定位的外台阶面，所述切削段通过延长段与转接段连接，刀具各段之间可拆卸地固定在一起。2.根据权利要求1所述的一种组合式蜂窝芯超声插切刀具，其特征在于，所述延长段为单一零件结构，其具有预设的长度，通过更换不同长度的延长段，完成整体刀具尺寸的调节。3.根据权利要求1所述的一种组合式蜂窝芯超声插切刀具，其特征在于，所述延长段为至少两个零件组合而成，各零件均具有预设的长度，通过调整零件的个数，完成整体刀具尺寸的调节。4.根据权利要求1所述的一种组合式蜂窝芯超声插切刀具，其特征在于，转接段靠近超声变幅杆一端的定位台阶面与延长段定位台阶面距离为0.5N1λ，与切削段锥形孔大端距离为(N2+0.25)λ或(N2+0.75)λ，延长段定位台阶面和切削段定位台阶面距离为0.5N3λ，其中，N1，N2、N3均为自然数，λ为超声波在刀具材料中的传播波长。5.根据权利要求1所述的一种组合式蜂窝芯超声插切刀具，其特征在于，所述的切削段材料包括高速钢或硬质合金材料。6.根据权利要求1所述的一种组合式蜂窝芯超声插切刀具，其特征在于，所述转接段和延长段材料包括合金钢材料。2CN115647412A说明书1/4页一种组合式蜂窝芯超声插切刀具技术领域[0001]本发明涉及一种机械加工刀具，具体涉及一种组合式蜂窝芯超声插切刀具。背景技术[0002]蜂窝芯夹层构件由于具有比强度与比刚度高、抗冲击能力强等特点广泛应用于航空航天等领域。在制造蜂窝芯夹层构件时，需要对蜂窝芯的外形进行加工，使其满足与面板的配合要求。[0003]插切加工是蜂窝芯轮廓边界的有效加工方法。在插切过程中，插切刀具在绕轴线高速转动的同时，沿着蜂窝孔格轴向进给切入蜂窝芯，插切形成圆环形切缝；接着，刀具离开材料并移动到下一切削位置进行插切，依次沿轮廓边界插切出一系列圆环状切缝，在去除切屑后获得所需的轮廓边界。在传统高速插切加工的基础上，大连理工大学提出采用超声插切的方式加工蜂窝芯，公开了《一种超声插切加工刀具》，专利申请号201810157271.6。超声插切蜂窝芯的材料切断是由插切刀具的旋转运动、进给运动和超声振动共同完成，超声振动的加入降低了切削力，提高了轮廓的加工质量。现有的超声插切刀具为整体式刀具，面对轴向大深度沉槽、凸台、深长孔等蜂窝芯典型特征的新的加工需求，需要设计大长度插切刀具，大幅增加了刀具的制造成本。此外，为满足不同长度刀具的振动输出需求，还需要设计驱动刀具振动的专用振动系统，因而增加了超声切削系统的使用成本。目前，大长度超声插切刀具还存在缺少设计指导、振动输出性能欠佳等问题。发明内容[0004]针对以上不足，本发明提出了一种组合式蜂窝芯超声插切刀具。[0005]本发明的技术方案如下：[0006]一种组合式蜂窝芯超声插切刀具，包括从非切削端依次连接的转接段、延长段和切削段三部分，所述转接段、延长段两端均设有用于轴向定位的内孔台阶面或外台阶面，所述切削段的非切削端设有用于轴向定位的外台阶面，所述切削段通过延长段与转接段连接，刀具各段之间可拆卸地固定在一起。[0007]进一步地，所述延长段为单一零件结构，其具有预设的长度，通