一种用于蜂窝芯超声切削的非对称直刃刀具.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115647410A(43)申请公布日2023.01.31(21)申请号202211414225.2(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罗恒魏兆成王毅丹(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.B23B27/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种用于蜂窝芯超声切削的非对称直刃刀具(57)摘要本发明公开了一种用于蜂窝芯超声切削的非对称直刃刀具，包括依次相连的螺纹紧固段、梯形夹持段和非对称刀片段，螺纹紧固段、梯形夹持段和非对称刀片段的轴线均位于刀具的轴线上。本发明的非对称刀片段结构呈直角三角形，切削刃由斜边切削刃和直角边切削刃组成。在超声振动作用下，斜边切削刃可用于蜂窝芯粗加工时的“V”型槽切削，而直角边切削刃因与刀具轴线相平行，故可实现蜂窝芯曲面轮廓的高精度加工，从而实现刀具的“一刀多用”，提高了加工效率和质量。此外，使用本发明的超声切削刀具切削蜂窝芯时，切削力小，切屑以带状形式被去除，粉尘污染少。因此，本发明可实现蜂窝芯构件的高效率、高精度和高质量绿色加工。CN115647410ACN115647410A权利要求书1/1页1.一种用于蜂窝芯超声切削的非对称直刃刀具，其特征在于，包括依次相连的螺纹紧固段、梯形夹持段和非对称刀片段，所述螺纹紧固段、所述梯形夹持段和所述非对称刀片段的轴线均位于所述用于蜂窝芯超声切削的非对称直刃刀具的轴线上；所述非对称刀片段的结构类似于直角三角形，所述非对称刀片段的切削刃包括斜边切削刃和直角边切削刃，所述斜边切削刃和直角边切削刃形成的区域形状与所述非对称刀片段的结构形状相似，所述直角边切削刃与刀具轴线保持平行，所述斜边切削刃和直角边切削刃向下延伸至刀身底部，所述非对称刀片段底部留有小段刃口以增强刀具刚性，所述非对称刀片段的上端为梯形夹紧段，所述斜边切削刃和所述直角边切削刃的顶部均设置有圆角过渡，所述梯形夹持段与所述螺纹紧固段相连接；所述用于蜂窝芯超声切削的非对称直刃刀具的两侧关于刀具中性面对称，所述非对称刀片段分为上刀身和下刀身两部分，上刀身为斜边切削刃和直角边切削刃交点以上区域，该区域内刀身厚度恒定，而斜边切削刃和直角边切削刃交点以下的下刀身区域的厚度则逐渐减小。2.根据权利要求1所述的用于蜂窝芯超声切削的非对称直刃刀具，其特征在于，所述斜边切削刃和直角边切削刃的楔角保持一致，大小为10°～40°，所述非对称刀片段底部刃口楔角为15°～30°。3.根据权利要求1所述的用于蜂窝芯超声切削的非对称直刃刀具，其特征在于，所述非对称刀片段的宽度根据蜂窝芯空格尺寸进行设计，所述非对称刀片段的长度尺寸大于所需切削蜂窝芯的深度。4.根据权利要求1所述的用于蜂窝芯超声切削的非对称直刃刀具，其特征在于，所述斜边切削刃可用于蜂窝芯粗加工时的“V”型槽切削，所述直角边切削刃可用于蜂窝芯曲面轮廓的高精度加工。5.根据权利要求1所述的用于蜂窝芯超声切削的非对称直刃刀具，其特征在于，所述用于蜂窝芯超声切削的非对称直刃刀具的材料为高速钢或硬质合金，所述斜边切削刃和所述直角边切削刃进行涂层处理。2CN115647410A说明书1/4页一种用于蜂窝芯超声切削的非对称直刃刀具技术领域[0001]本发明涉及一种蜂窝芯加工刀具，具体涉及一种用于蜂窝芯超声切削的非对称直刃刀具。背景技术[0002]蜂窝芯封闭的六角等边结构相比其它结构，能以最少的材料获得最大的受力，而蜂窝芯结构受垂直于孔格方向的载荷时，它的弯曲刚度与同材料、同厚度的实心结构相差无几，甚至更高，但其重量却轻70％～90％，而且不易变形，不易开裂和断裂，并具有减震、隔音、隔热和极强的耐候性等优点，现已被广泛应用于航空航天和轨道交通等领域。[0003]当前，蜂窝芯构件的加工常采用高速铣削方法，通过采用带有粉碎刃的高速铣削刀具，在机床主轴的带动下，实现蜂窝芯切屑的打碎。然而粉碎刃对切屑的打碎过程会产生大量加工粉尘，加工环境不友好；同时，高速铣削因其加工时会产生较大的铣削力，极易引起蜂窝孔格的变形和撕裂等加工缺陷，从而影响工件的加工质量。[0004]近年来，为了解决高速铣削的加工质量差和粉尘污染等问题，研究者们将超声振动技术引入至蜂窝芯加工中，实现了蜂窝芯的高质量加工。然而，蜂窝芯超声切削刀具结构对蜂窝芯的加工精度有较大影响：当前蜂窝芯超声切削所使用的直刃尖刀为类等腰三角形结构，其两侧刀刃均与刀具轴线存在一定夹角，在加工曲面轮廓时，不能保证刀刃与待加工曲面的紧密贴合，无法实现蜂窝芯曲面轮廓的高精度加工。发明内容[0005]为了解决上述问