專(zhuān)利名稱(chēng)：用于鉆孔和鉸孔的切割件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本公開(kāi)的實(shí)施例涉及切割工具領(lǐng)域，并且更具體地涉及
適用于在兩種或更多不同材料的堆疊內(nèi)形成孔的切割工具。
背景技術(shù)：
0002某些機(jī)械應(yīng)用需要鉆孔和/或鉸孔混合堆疊的材料?；旌?堆疊的材料可以被限定為多層不連續(xù)材料，如碳纖維復(fù)合物、及鈦和/ 或鋁、和/或鋼的堆疊。加工這種混合堆疊是費(fèi)時(shí)的并且會(huì)引起顯著的 工具磨損。額外的挑戰(zhàn)是需要執(zhí)行無(wú)毛刺和無(wú)碎屑的鉆孔操作，從而 消除如清理部件或?yàn)椴考ッ痰臒o(wú)價(jià)值作業(yè)。
0003例如，某些飛機(jī)需要通過(guò)例如但不限于銷(xiāo)、螺釘或鉚釘 的固定件將由例如石墨復(fù)合物的復(fù)合材料制造的飛機(jī)機(jī)翼接合到飛機(jī) 機(jī)身的鈦部分，其中所述固定件穿過(guò)在配對(duì)部分內(nèi)貫通形成的孔。機(jī) 翼-機(jī)體接合作業(yè)通常需要三步的傳統(tǒng)鉆孔工藝，其包含定心鉆，隨后 是分級(jí)鉆，再隨后是打磨直徑擴(kuò)孔鉆。這些步驟中的每個(gè)可以產(chǎn)生雜 亂的螺旋碎屑，形成細(xì)長(zhǎng)的孔，并留下潤(rùn)滑油殘余。每個(gè)步驟還可包 括在堆疊內(nèi)產(chǎn)生粗糙的入口和出口毛刺。
0004不同的材料也可需要不同的切割工具特性。例如，加工 鈦可需要非常堅(jiān)硬的工具特性，而加工碳纖維復(fù)合物可需要非?？鼓?損的特性。不同材料的有效加工也可需要使用具有不同工具幾何構(gòu)造 的多個(gè)單獨(dú)工具。
0005對(duì)于全部鉆孔方法，僅在鉆頭通過(guò)混合堆疊鉆孔時(shí)才會(huì) 急劇減少切割工具的壽命。通過(guò)三步驟的傳統(tǒng)鉆孔工藝，不僅前切割 邊緣被磨損，而且切割件的直徑也被減少，這導(dǎo)致鉆頭不能被再次磨 銳和再次使用。
0006研發(fā)作為用于機(jī)翼-機(jī)身接合作業(yè)的單步驟鉆孔方案的一種工藝是軌道孔加工。然而，使用的切割工具的壽命可被軌道加工限 制。
0007需要的是， 一種切割件，其在混合堆疊內(nèi)產(chǎn)生高質(zhì)量的 孔而不帶有現(xiàn)有切割件存在的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
0008具有鉆頭體的鉆頭可提供這些和其它需要，其中鉆頭體 帶有中心軸線，并且所述鉆頭體包括置于鉆頭體上的第一切割邊緣， 并且在正交于中心軸線的平面內(nèi)測(cè)量時(shí)所述第一切割邊緣與所述中心 軸線相距第一徑向距離。鉆頭體也可具有置于鉆頭體上的第二切割邊 緣，并且在所述平面內(nèi)測(cè)量時(shí)所述第二切割邊緣與所述中心軸線相距 第二徑向距離。第一徑向距離可小于第二徑向距離。在一個(gè)實(shí)施例中， 第一切割邊緣可比第二切割邊緣更長(zhǎng)。
0009在以下實(shí)施例中，鉆頭可以包括具有第一切割邊緣的第 一切割凹槽，以及具有第二切割邊緣的第二切割凹槽。第一切割凹槽 可以適于切割復(fù)合材料層，并且第二切割邊緣可以適于切割選自由鈦、 鋁和鋼組成的組中的材料的層。
0010鉆頭可以包括第一切割凹槽以接收第一插入件從而形成 第一切割邊緣，以及第二切割凹槽以接收第二插入件從而形成第二切 割邊緣。在一些實(shí)施例中，第一插入件可以由被選擇以具有良好地適 用于鉆孔碳纖維復(fù)合物的特性的材料制造，而第二插入件可以由被選 擇以良好地適用于鉆孔鈦、鋁或鋼中一者或兩者的材料制造。例如， 第一插入件可由聚晶金剛石(PCD)制造，第二插入件可以由立方氮 化硼(CBN)制造。在其他實(shí)施例中，第一切割邊緣本身使用聚晶金 剛石(PCD)而被處理，而第二切割邊緣本身可以使用立方氮化硼 (CBN)而被處理。
0011實(shí)施例可提供鉆頭，所述鉆頭具有第三切割凹槽，所述 第三切割凹槽具有置于鉆頭體上的切割邊緣，在所述平面內(nèi)測(cè)量時(shí)所 述第三切割邊緣相距所述中心軸線的距離為所述第一距離和所述第二 距離中的一個(gè)。0012在一些實(shí)施例中，鉆頭可以適于被用于軌道鉆孔設(shè)備。 在同樣或其它實(shí)施例中，鉆頭可以包括一個(gè)或更多孔，所述孔被布置
為貫通鉆頭體以保證流體從其中通過(guò)以到達(dá)工件。在一些實(shí)施例中，
當(dāng)加工工件時(shí)第一切割邊緣可比第二切割邊緣加工所述工件時(shí)產(chǎn)生更
大的碎屑。
0013本公開(kāi)的實(shí)施例可提供具有軸的切割工具，所述軸具有 用于接合工具保持系統(tǒng)的第一端以及用于接合部件的第二端。所述切 割工具可以包括具有第一切割邊緣的第一切割凹槽，所述第一切割 邊緣被布置于軸上并與軸中心線相距第一距離；以及具有第二切割邊 緣的第二切割凹槽，所述第二切割邊緣被布置于軸上并與軸中心線相 距第二距離。第一距離可以小于第二距離。此外，在一些實(shí)施例中， 第一切割邊緣可以比第二切割邊緣更長(zhǎng)。
0014所述切割工具具有第三切割凹槽，所述第三切割凹槽具 有與所述第一切割凹槽相對(duì)、與軸中心線相距第一距離的第三切割邊 緣。切割工具也可以包括具有第四切割邊緣的第四切割凹槽，所述第 四切割邊緣與所述第二切割凹槽相對(duì)、與軸中心線相距第二距離。在 一個(gè)實(shí)施例中，第一切割凹槽可以是第一組一對(duì)或多對(duì)相對(duì)布置的相 似構(gòu)造的切割凹槽對(duì)中的一個(gè)，其中每個(gè)所述切割凹槽具有與軸中心 線相距第一距離的第一切割邊緣。第二切割邊緣可以是第二組一對(duì)或 多對(duì)相對(duì)布置的相似構(gòu)造的切割凹槽對(duì)中的一個(gè)，每個(gè)所述切割凹槽 具有與軸中心線相距第二距離的第二切割邊緣。
0015實(shí)施例可以提供切割工具，其中第一切割凹槽可以適于 切割復(fù)合材料層，而第二切割凹槽可以適于切割鈦材料層。
0016多種實(shí)施例可以提供鉆孔和/或鉸孔不同飛機(jī)構(gòu)件的堆疊 的方法。所述方法可包括 提供飛機(jī)部件堆疊；
使用切割工具鉆孔或鉸孔。所述切割工具包含具有第一切割邊 緣的第一切割凹槽，所述第一切割邊緣被置于所述切割工具上并與軸 中心線相距第一距離；以及具有第二切割邊緣的第二切割凹槽，所述 第二切割邊緣被置于所述切割工具上并與所述軸中心線相距第二距離；所述第一距離小于所述第二距離，并且所述第一切割邊緣比所述 第二切割邊緣更長(zhǎng)。
0017在多種實(shí)施例中，對(duì)孔進(jìn)行鉆孔或鉸孔可包括繞所述軸 中心線旋轉(zhuǎn)所述切割工具，同時(shí)使所述軸中心線繞軌道鉆孔中心沿軌 道運(yùn)行。并且在多種實(shí)施例中，鉆孔或鉸孔可以包括對(duì)所述飛機(jī)部件 堆疊的至少一層鉆孔以及對(duì)所述飛機(jī)部件堆疊的至少一層鉸孔中的一 者或兩者。
0018在多種實(shí)施例中，提供飛機(jī)部件堆疊可包括對(duì)準(zhǔn)包括復(fù) 合材料的飛機(jī)機(jī)翼的一部分和飛機(jī)機(jī)體的一部分，其中所述飛機(jī)機(jī)體 由選自由鈦、鋼和鋁組成的組中的材料所制造。在這些或其它實(shí)施例 中，所述方法包括使用聚晶金剛石(PCD)處理所述第一切割邊緣以 及使用立方氮化硼(CBN)處理所述第二切割邊緣中的一者或兩者。 在這些或其它實(shí)施例中，所述方法也包括提供由聚晶金剛石(PCD) 制造的作為所述第一切割邊緣的第一插入件以及提供由立方氮化硼 (CBN)制造的作為所述第二切割邊緣的第二插入件中的一者或兩者。 提供第一插入件和提供第二插入件中的一者或兩者可包括使用選自由 硬釬焊、軟釬焊、焊接、粘附組成的組中的一種，將所述第一插入件 和所述第二插入件中的一個(gè)或兩個(gè)形成在所述切割工具中。
0019在多種實(shí)施例中，鉆孔和/或鉸孔可包括使用所述第一切 割凹槽從所述飛機(jī)部件堆疊內(nèi)的多個(gè)層切割掉相對(duì)較大的碎屑，以及 使用所述第二切割凹槽從所述飛機(jī)部件堆疊內(nèi)的所述多個(gè)層切割掉相 對(duì)較小的碎屑。
0020在多種實(shí)施例中，所述方法可進(jìn)一步包括基于所述飛機(jī) 部件堆疊的材料特性選擇所述第一距離和所述第二距離之間的關(guān)系， 以便所述第一切割凹槽和所述第二切割凹槽基本同時(shí)變鈍。
0021多種實(shí)施例可提供用于形成孔的設(shè)備，其包括鉆頭，所 述鉆頭適于圍繞軌道中心沿軌道運(yùn)動(dòng)，并且也適于圍繞鉆頭中心軸線 旋轉(zhuǎn)。在所述鉆頭上的第一切割邊緣被布置為在正交于所述中心軸線 的平面上測(cè)量時(shí)與所述中心軸線相距第一距離。在所述鉆頭上的第二 切割邊緣被布置為在所述平面上測(cè)量時(shí)與所述中心軸線相距第二距距離。第一切割邊緣可以比第二切割 邊緣更長(zhǎng)。
0022在多種實(shí)施例中，第一切割邊緣可包括第一材料或由所 述第一材料制造，其中所述第一材料被選擇以具有良好地適用于鉆孔 和/或鉸孔碳纖維復(fù)合物的特性，并且其中所述第二切割邊緣包括第二 材料或由所述第二材料制造，所述第二材料被選擇以具有良好地適用 于鉆孔和/或鉸孔包括選自由鈦、鋁和鋼組成的組中一種材料的物體的 特性。
可以通過(guò)本公開(kāi)的多種實(shí)施例獨(dú)立地或可以通過(guò)結(jié)合其它實(shí)施例 來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的特征、功能以及優(yōu)點(diǎn)。


0023本公開(kāi)的實(shí)施例通過(guò)下文的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖可以被 更好地理解。公開(kāi)的實(shí)施例僅是示例說(shuō)明的目的而不被附圖所限制。
0024圖1A和1B分別說(shuō)明依照本發(fā)明多種實(shí)施例的用于鉆孔 或鉸孔的切割件的部分正視輪廓圖和部分側(cè)視輪廓0025圖1C說(shuō)明依照本公開(kāi)多種實(shí)施例的圖1A和1B中說(shuō)明 的用于鉆孔和鉸孔的切割件的仰視圖。
0026圖2A和圖2B是說(shuō)明圖1A和1B中說(shuō)明的切割邊緣的相 對(duì)切割長(zhǎng)度的示意圖。
0027圖3是依照本公開(kāi)多種實(shí)施例的用于鉆孔或鉸孔的切割 件的部分輪廓圖。
0028圖4是依照本公開(kāi)的多種實(shí)施例說(shuō)明的兩個(gè)邊緣的帶有 部分截面表示的平面視圖。
0029圖5A和5B說(shuō)明依照本公開(kāi)實(shí)施例的機(jī)加工操作可形成 的不同碎屑的側(cè)視圖以及它們的相對(duì)尺寸。
具體實(shí)施例方式
0030在下文的詳細(xì)描述中，附圖將作為參考，所述附圖構(gòu)成 了本公開(kāi)的一部分，并且其以說(shuō)明本公開(kāi)實(shí)施例的方式顯示。應(yīng)該了解其它實(shí)施例也可被采用并且也對(duì)所述實(shí)施例進(jìn)行的結(jié)構(gòu)的改變或合 乎邏輯的改變而不背離本公開(kāi)的范圍。因此，下文的詳細(xì)描述不是限 制意義，并且依照本公開(kāi)的實(shí)施例的范圍由所附權(quán)利要求及其等效物 限定。
0031多種操作可被按序描述為多個(gè)不連續(xù)的操作，這種描述
方法有助于理解多種實(shí)施例；然而，描述的順序不應(yīng)被解釋為暗示這
些操作是依賴(lài)于上述順序的。
0032描述可以使用基于透視的描述如仰視/俯視、正視/后視以 及頂面/底面。這種描述僅被使用以便于討論，而不是試圖限制本發(fā)明 的應(yīng)用。
0033詞條"連結(jié)(coupled)"禾Q "連接(connected)"以及它
們的派生詞可被使用。應(yīng)該理解這些詞條不意圖相互作為同義詞。而 是，在特定的實(shí)施例中，"連接"可被用于表示兩個(gè)或更多元件直彼此 接物理接觸或電接觸。"連結(jié)"可意味著兩個(gè)或更多元件直接物理接觸 或電接觸。然而，"連結(jié)"也可表示兩個(gè)或更多元件不是直接相互接觸， 而僅相互協(xié)作或互相作用。
0034出于描述目的，以"A/B"形式的短語(yǔ)表示A或B。出于 描述目的，以"A和/或B"形式的短語(yǔ)表示"(A)、 (B)或(A與B)"。 出于描述目的，以"A、 B和C中至少一個(gè)"形式的短語(yǔ)表示"(A)、 (B)、 (C)、 (A和B)、 (A和C)、 (B和C)或(A、 B和C)"。出于 描述目的，以"(A) B"形式的短語(yǔ)表示"(B)或(AB)"， g卩，A是 可選元素。
0035描述可使用短語(yǔ)"多種實(shí)施例"、"在實(shí)施例中"或"在 多種實(shí)施例中"，其中每個(gè)可表示一個(gè)或更多相同或不同的實(shí)施例。此 外，詞條"包含"、"包括"、"具有"或類(lèi)似詞條在用于描述本公開(kāi)實(shí) 施例時(shí)是同義詞。
0036在多種實(shí)施例中，提供了機(jī)加工多層材料的方法、設(shè)備 以及系統(tǒng)。在示意性實(shí)施例中，計(jì)算系統(tǒng)可以被賦予公開(kāi)的設(shè)備和/或 系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件，并可以被采用以執(zhí)行本文公開(kāi)的一種或多 種方法。0037本公開(kāi)描述的多種實(shí)施例可提供切割件，當(dāng)被施加于用
于某些堆疊的材料時(shí)該切割件可用于軌道鉆孔處理。實(shí)施例可以在厚 的混合堆疊內(nèi)形成高質(zhì)量的孔并且可以延長(zhǎng)切割件的壽命。在整篇說(shuō) 明書(shū)和所附權(quán)利要求中，詞條鉆頭與切割件在某些情況下可以被理解 為是可互換的，因此當(dāng)兩個(gè)詞條中的任一個(gè)被使用時(shí)，其被理解為表 示用于鉆孔的裝置或用于打磨的裝置或這兩種裝置。
0038多種實(shí)施例可以提供分離的齒，所述分離的齒具有兩個(gè) 不同的直徑，其可以分開(kāi)置于每個(gè)齒上的負(fù)載。 一些工作可由前齒或 多個(gè)前齒完成，而一些工作可由后齒或尾齒或多個(gè)后或尾齒完成。
0039多種實(shí)施例可以提供前齒或多個(gè)前齒，其可傾向于比后 齒或多個(gè)后齒損失更多的直徑。在這些和其它實(shí)施例中，由于前齒或 多個(gè)前齒受到主要的磨損，所以尾齒或多個(gè)尾齒可以保持非常精確的 直徑。
0040圖1A是說(shuō)明依照本公開(kāi)的多種實(shí)施例的正視輪廓圖，圖 1B是側(cè)視輪廓圖，以及圖1C是仰視圖。與例如打磨裝置一起使用的 切割件或鉆頭10可包括鉆頭體12，其具有中心軸線14。鉆頭10可以 包括前端15，其用于接合工具保持系統(tǒng)(未顯示)；以及第二端17， 其用于接合部件或工件(未顯示)。第一切割邊緣16可以被布置在鉆 頭體上并且當(dāng)在正交于中心軸線14的平面20內(nèi)測(cè)量時(shí)與中心軸線14 相距第一徑向距離18。第二切割邊緣22可以被布置于鉆頭體12上且 當(dāng)在平面20內(nèi)測(cè)量時(shí)與中心軸線14相距第二徑向距離24，第一徑向 距離18可以小于第二徑向距離24。平面20可以基本垂直于中心軸線 14。
0041圖2A和圖2B是說(shuō)明圖1A和圖1B中各自的切割邊緣 22和切割邊緣16的相對(duì)切割長(zhǎng)度的示意圖。在多種實(shí)施例中，圖2B 中顯示為尺寸30的第一切割邊緣16可以比圖2A中顯示為尺寸32的 第二切割邊緣22更長(zhǎng)。
0042在多種實(shí)施例中，每個(gè)切割邊緣16和22可以被處理或 浸漬或以其他方式被改性以便改變其切割特性。例如，但不限于，第 一切割邊緣可以被聚晶金剛石(PCD)處理，而第二切割邊緣可以被立方氮化硼(CBN)處理。
0043多種實(shí)施例可以包括具有被置于鉆頭體上的第三切割邊 緣的切割凹槽，當(dāng)在相同的平面內(nèi)測(cè)量時(shí)所述第三切割邊緣所處的距 離為第一徑向距離和第二徑向距離中的一個(gè)。多種實(shí)施例可以包括多 于兩個(gè)的任意數(shù)量的切割凹槽。每個(gè)切割凹槽均具有切割邊緣。多種 實(shí)施例可以包括奇數(shù)切割凹槽。例如， 一個(gè)實(shí)施例可以包括兩個(gè)切割 凹槽在相對(duì)較小的直徑處切割，以及一個(gè)切割凹槽在精整直徑處切割。 多種其它實(shí)施例可以包括偶數(shù)切割凹槽。多種實(shí)施例可以通過(guò)一個(gè)對(duì) 稱(chēng)對(duì)的形式安排切割凹槽從而提供更好的穩(wěn)定性并降低擺動(dòng)。
0044例如，如圖1C所示， 一個(gè)實(shí)施例可以包括一個(gè)或更多相 對(duì)布置的第一對(duì)相同構(gòu)造的切割凹槽17和17'，其中每個(gè)切割凹槽具 有第一切割邊緣16和16'，其與軸的中心軸線14相距第一徑向距離 18;以及一個(gè)或更多個(gè)相對(duì)布置的第二對(duì)相同構(gòu)造的切割凹槽23和 23'，其中每個(gè)切割凹槽具有第二切割邊緣22，其與中心軸線14相距 第二徑向距離24。
0045圖3是顯示多種實(shí)施例的側(cè)視圖，其中鉆頭體12可以包 括具有第一切割邊緣16的第一切割凹槽34以及具有第二切割邊緣22 的第二切割凹槽36。第一切割邊緣16可以適于切割第一材料層，例如 復(fù)合材料層，而第二切割邊緣22可以適于切割第二材料層。第二層可 以是例如鈦、鋁或鋼中的一種。
0046多種實(shí)施例可以包括切割體或鉆頭體12，其具有一個(gè)或 更多孔38，所述孔38被布置以貫通鉆頭體12從而使流體通過(guò)其中而 到達(dá)工件(未顯示)。流體可在工件表面排出并用于從工作區(qū)域吹走或 以其他方式移除從工件切割下來(lái)的如碎屑的碎片。流體可以是，例如， 空氣。其它流體可以被使用。在一個(gè)實(shí)施例中，潤(rùn)滑液體可以通過(guò)孔 38。
0047多種實(shí)施例可以包括鉆頭10，其中第一切割凹槽34可以 適于接收第一插入件50，從而形成第一切割邊緣16，并且其中第二切 割凹槽36可以適于接收第二插入件52，從而形成第二切割邊緣22。 可以通過(guò)使用多種方法將一個(gè)或更多插入件附連到鉆頭體12，所述方法包括但不限制于硬釬焊、軟釬焊或使用粘合劑附著。
0048第一插入件50可以由被選擇以具有良好地適用于在第一 材料鉆孔的特性的材料而制造，所述第一材料例如碳纖維復(fù)合物。第 二插入件52可以由被選擇以具有良好地適用于在第二材料鉆孔的特性 的材料而制造，所述第二材料例如鈦、鋁和鋼。在多種實(shí)施例中，第 一插入件可以由聚晶金剛石(PCD)制造，而第二插入件可以由立方 氮化硼(CBN)制造。
0049多種實(shí)施例可以被用于軌道鉆孔裝置，或打磨裝置或其 它適于圍繞軌道中心沿軌道移動(dòng)或通過(guò)直線運(yùn)動(dòng)而近似圓周運(yùn)動(dòng)的裝 置。例如，多種實(shí)施例可以與具有插值(interpolating)能力的計(jì)算機(jī) 數(shù)字控制(CNC)或數(shù)字控制(NC)裝備使用。
0050多種實(shí)施例可以被用于軌道鉆孔設(shè)備。圖4是說(shuō)明依照 本公開(kāi)說(shuō)明多種實(shí)施例的示意性平面圖。鉆頭IO可以適于圍繞軌道鉆 孔中心40沿軌道運(yùn)動(dòng)，并且可以適于圍繞鉆頭中心軸線14旋轉(zhuǎn)。第 一切割邊緣16可以被認(rèn)為是"前"切割邊緣并且每次經(jīng)過(guò)均可切割被 機(jī)加工材料的主要部分，并且可以被置于與中心軸線14相距第一徑向 距離18。而第二切割邊緣22可以被認(rèn)為是"尾"切割邊緣，并且可以 被置于與中心軸線14相距第二徑向距離24，并且每次經(jīng)過(guò)均可以?xún)H切 割被機(jī)加工材料的最外面部分。這樣，鉆頭的直徑可以經(jīng)歷更少的磨 損，這可以使得以一致的直徑鉆孔更多孔或更多單個(gè)的孔。
0051在多種實(shí)施例中，可以基于飛機(jī)部件堆疊的材料特性和/ 或?qū)?yīng)切割邊緣的材料特性來(lái)選擇第一徑向距離18與第二徑向距離24 之間的差值，從而第一切割邊緣16和第二切割邊緣22基本同時(shí)變鈍。 因此可以使工具的使用壽命最長(zhǎng)。
0052圖5A和5B說(shuō)明依照多種實(shí)施例的機(jī)加工操作可能形成 的不同碎屑的側(cè)視圖以及它們的相對(duì)尺寸。在多種實(shí)施例中，如圖4 說(shuō)明的第一切割邊緣16可以切割出如圖5A所示的相對(duì)大的碎屑60， 而第二切割邊緣22可以切割出如圖5B所示的相對(duì)較小的碎屑62。
0053再次參考圖4，多種實(shí)施例可以提供鉆孔和/或鉸孔不同 飛機(jī)構(gòu)件堆疊的方法。所述方法可以包括提供飛機(jī)部件堆疊以及使用切割工具鉆出或鉸出孔70。切割工具可以包括第一切割凹槽17，其具 有第一切割邊緣16，所述第一切割邊緣16被置于切割工具上并與中心 軸線14相距第一徑向距離18;以及第二切割凹槽23，其具有第二切 割邊緣22，所述第二切割邊緣22被置于所述鉆頭體10上并與中心軸 線14相距第二徑向距離24，第一徑向距離18可以小于第二徑向距離 24，并且第一切割邊緣16可以比第二切割邊緣22更長(zhǎng)。
0054多種實(shí)施例可以包括方法，其中鉆出或鉸出孔70可包括 圍繞中心軸線14旋轉(zhuǎn)切割工具10且同時(shí)圍繞軌道鉆孔中心40使軸中 心線14沿軌道運(yùn)動(dòng)。鉆孔或鉸孔可以包括在飛機(jī)部件堆疊的至少一層 鉆孔和在飛機(jī)部件堆疊的至少一層鉸孔中的一種或兩種。
0055在多種實(shí)施例中，提供飛機(jī)部件堆疊可以包括對(duì)齊飛機(jī) 機(jī)翼的部分與飛機(jī)機(jī)體的部分，其中飛機(jī)機(jī)翼可以由復(fù)合材料構(gòu)造或 包含復(fù)合材料，飛機(jī)機(jī)體的部分可以由選自鈦、鋼和鋁組成的組中的 材料制造。
0056多種實(shí)施例可以包括一種方法，其包括用聚晶金剛石 (PCD)處理所述第一切割邊緣16以及用立方氮化硼(CBN)處理所 述第二切割邊緣22中的一種或兩種。在其它實(shí)施例中，方法可以包括 提供由聚晶金剛石(PCD)制造的第一插入件50作為第一切割邊緣16 以及提供由立方氮化硼(CBN)制造的第二插入件52作為第二切割邊 緣22中的一者或兩者。提供第一插入件50和第二插入件52可以包括 將第一插入件和第二插入件中的一個(gè)或兩個(gè)硬釬焊、或軟釬焊、焊接 或粘附到鉆頭上。
0057多種實(shí)施例可以包括用第一切割邊緣16從飛機(jī)部件堆疊 內(nèi)的多個(gè)層切割下如圖5A所示的相對(duì)較大的碎屑60，以及用第二切 割邊緣22從飛機(jī)部件堆疊內(nèi)的多個(gè)層切割下如圖5B所示的相對(duì)較小 的碎屑62。
0058多種實(shí)施例可以包括基于飛機(jī)部件堆疊的材料特性選擇 第一距離和第二距離之間的關(guān)系，從而使第一切割凹槽和第二切割凹 槽基本同時(shí)變鈍。
0059雖然本文以描述優(yōu)選實(shí)施例的目的說(shuō)明并公開(kāi)了具體實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以看出被計(jì)算以達(dá)到相同目的的寬范圍的 多種替換和/或等效實(shí)施例或?qū)崿F(xiàn)方式可以代替本公開(kāi)顯示和說(shuō)明的實(shí) 施例而不背離本公開(kāi)的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易看出依照本發(fā)明 的實(shí)施例可以通過(guò)多種不同方式實(shí)現(xiàn)。這個(gè)申請(qǐng)意圖包括本文討論的 實(shí)施例的任何改變或變化。因此，可以明確依照本公開(kāi)的實(shí)施例僅被 權(quán)利要求或其等效物限制。
權(quán)利要求
1.一種鉆頭，包含具有中心軸線的鉆頭體；被置于所述鉆頭體上的第一切割邊緣，當(dāng)在正交于所述中心軸線的平面內(nèi)測(cè)量時(shí)所述第一切割邊緣與所述中心軸線相距第一徑向距離；以及被置于所述鉆頭體上的第二切割邊緣，當(dāng)在所述平面內(nèi)測(cè)量時(shí)所述第二切割邊緣與所述中心軸線相距第二徑向距離，所述第一徑向距離小于所述第二徑向距離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭，其中所述第一切割邊緣比所述第二 切割邊緣更長(zhǎng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭，進(jìn)一步包含第三切割凹槽，所述第 三切割凹槽具有置于所述鉆頭體上的切割邊緣，當(dāng)在所述平面測(cè)量時(shí)該 切割邊緣處于所述第一距離和所述第二距離之一處。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭，進(jìn)一步包含具有所述第一切割邊緣 的第一切割凹槽，以及具有所述第二切割邊緣的第二切割凹槽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭，其中所述第一切割邊緣適于切割復(fù) 合材料層，并且所述第二切割邊緣適于切割從包含鈦、鋁和鋼的組中選 擇的一種材料的層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭，其中所述切割工具適于被用于軌道 鉆孔設(shè)備。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭，進(jìn)一步包含一個(gè)或多于一個(gè)孔，所 述孔被布置為貫穿所述鉆頭體以使流體能夠從所述孔中通過(guò)并到達(dá)工 件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭，進(jìn)一步包含第一切割凹槽以接收第 一插入件從而形成第一切割邊緣，以及第二切割凹槽以接收第二插入件 從而形成第二切割邊緣。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的鉆頭，所述第一插入件由聚晶金剛石即 PCD制造；而所述第二插入件由立方氮化硼即CBN制造。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的鉆頭，其中制造所述第一插入件的材料被 選擇以具有良好地適于鉆孔碳纖維復(fù)合物的特性，而制造所述第二插入 件的材料被選擇以具有良好地適于鉆孔鈦或鋼中 一種或兩種的特性。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭，其中所述第一切割邊緣被聚晶金剛 石即PCD處理；而所述第二切割邊緣被立方氮化硼即CBN處理。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆頭，其中所述第一切割邊緣在機(jī)加工工 件時(shí)比所述第二切割邊緣在機(jī)加工所述工件時(shí)形成更大的碎屑。
13. —種切割工具，包含軸，所述軸帶有第一端和第二端，所述第一端用于接合工具保持系 統(tǒng)，所述第二端用于接合部件；第一切割凹槽，所述第一切割凹槽具有置于所述軸上的第一切割邊 緣，所述第一切割邊緣與軸中心線相距第一距離；以及第二切割凹槽，所述第二切割凹槽具有置于所述軸上的第二切割邊 緣，所述第二切割邊緣與所述軸中心線相距第二距離，所述第一距離小 于所述第二距離，并且所述第一切割邊緣比所述第二切割邊緣更長(zhǎng)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的切割工具，進(jìn)一步包含第三切割凹槽， 所述第三切割凹槽具有相對(duì)于所述第一切割凹槽的與所述軸中心線相距 所述第一距離的第三切割邊緣；以及第四切割凹槽，所述第四切割凹槽 具有相對(duì)于所述第二切割凹槽的與所述軸中心線相距所述第二距離的第四切割邊緣。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的切割工具，其中所述第一切割凹槽是第 一組一對(duì)或多對(duì)相對(duì)布置的相同構(gòu)造的切割凹槽中的一個(gè)，所述第一組 一對(duì)或多對(duì)相對(duì)布置的相同構(gòu)造的切割凹槽中的每個(gè)均具有與所述軸中 心線相距所述第--距離的第一切割邊緣，并且所述第二切割凹槽是第二 組一對(duì)或多對(duì)相對(duì)布置的相同構(gòu)造的切割凹槽中的一個(gè)，所述第二組一 對(duì)或多對(duì)相對(duì)布置的相同構(gòu)造的切割凹槽中的每個(gè)均具有與所述軸中心 線相距所述第二距離的第二切割邊緣。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的切割工具，其中所述第一切割凹槽適于 切割復(fù)合材料層，而所述第二切割凹槽適于切割鈦材料層。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的切割工具，其中所述切割工具適于被用 于軌道鉆孔設(shè)備。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的切割工具，進(jìn)一步包含一個(gè)或多于一個(gè) 孔，所述孔被布置成貫通所述軸從而能夠使所述流體從其中通過(guò)以便從 所述部件移除碎片。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的切割工具，其中第一切割凹槽適于接收 第一插入件以形成所述第一切割邊緣，而所述第二切割凹槽適于接收第 二插入件從而形成所述第二切割邊緣。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的切割工具，其中所述第一插入件由聚晶 金剛石即PCD制造；而所述第二插入件由立方氮化硼即CBN制造。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的切割工具，其中制造所述第一插入件的 材料被選擇以具有良好地適用于鉆孔碳纖維復(fù)合物的特性，而制造所述 第二插入件的材料被選擇以具有良好地適用于鉆孔鈦或鋼中一個(gè)或兩個(gè) 的特性。
22. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的切割工具，其中所述第一切割邊緣被聚 晶金剛石即PCD處理；而所述第二切割邊緣被立方氮化硼CBN處理。
23. —種用于鉆孔和/或鉸孔不同飛機(jī)構(gòu)件堆疊的方法，包含 提供飛機(jī)部件堆疊；使用切割工具鉆孔或鉸孔，所述切割工具包含具有第一切割邊緣的第一切割凹槽，所述第一切割邊緣被置于所述切割工具上并與軸中心線相距第一距離；以及具有第二切割邊緣的第二切割凹槽，所述第二切割邊緣被置于 所述切割工具上并與所述軸中心線相距第二距離；所述第一距離小 于所述第二距離，并且所述第一切割邊緣比所述第二切割邊緣更長(zhǎng)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述鉆孔或鉸孔包括圍繞所 述軸中心線旋轉(zhuǎn)所述切割工具且同時(shí)圍繞軌道鉆孔中心使所述軸中心軸 線沿軌道運(yùn)行。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述鉆孔或鉸孔包括在所述 飛機(jī)部件堆疊的至少一層鉆孔和在所述飛機(jī)部件堆疊的至少一層鉸孔中 的一種或兩種。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述提供飛機(jī)部件堆疊包括 對(duì)準(zhǔn)包括復(fù)合材料的飛機(jī)機(jī)翼的部分和飛機(jī)機(jī)體的部分，所述飛機(jī)機(jī)體 的部分由從包含鈦、鋼和鋁的組中選擇的一種材料制造。
27. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包含使用聚晶金剛石即 PCD處理所述第一切割邊緣，以及使用立方氮化硼即CBN處理所述第二 切割邊緣中的一者或兩者。
28. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包含提供由聚晶金剛石， 即PCD制造的第一插入件作為所述第一切割邊緣以及提供由立方氮化硼，即CBN制造的第二插入件作為所述第二切割邊緣中的一者或兩者。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中提供第一插入件和提供第二 插入件中的一者或兩者包括將所述第一插入件和所述第二插入件中的一 者或兩者以由硬釬焊、軟釬焊、焊接和粘附方法組成的組中選擇的一種 方法固定到所述切割工具上。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中鉆孔和/或鉸孔包括使用所述 第一切割凹槽從所述飛機(jī)部件堆疊內(nèi)的多個(gè)層切割下相對(duì)較大的碎屑， 以及使用所述第二切割凹槽從所述飛機(jī)部件堆疊內(nèi)的所述多個(gè)層切割下 相對(duì)較小的碎屑。
31. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，進(jìn)一步包含基于所述飛機(jī)部件堆疊 的材料特性選擇所述第一距離和所述第二距離間的關(guān)系，從而所述第一 切割凹槽和所述第二切割凹槽基本同時(shí)變鈍。
32. —種用于形成孔的設(shè)備，其包含鉆頭，所述鉆頭適于圍繞軌道中心沿軌道運(yùn)動(dòng)，并適于圍繞鉆頭中 心軸線旋轉(zhuǎn)；在所述鉆頭上的第一切割邊緣，所述第一切割邊緣被布置為當(dāng)在正 交于所述中心軸線的平面內(nèi)測(cè)量時(shí)與所述中心軸線相距第一距離；以及在所述鉆頭上的第二切割邊緣，所述第二切割邊緣被布置為當(dāng)在所 述平面內(nèi)測(cè)量時(shí)與所述中心軸線相距第二距離，所述第一距離小于所述 第二距離。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中所述第一切割邊緣比所述第 二切割邊緣更長(zhǎng)。
34. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中所述第一切割邊緣包括第一材 料或由所述第一材料制造，所述第一材料被選擇以具有良好地適于鉆孔 和/或鉸孔碳纖維復(fù)合物的特性，并且其中所述第二切割邊緣包括第二材料或由所述第二材料制造，所述第二材料被選擇以具有良好地適用于鉆 孔和/或鉸孔從包含鈦、鋁和鋼的組中選擇的一種材料。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種鉆頭，其包括具有中心軸線的鉆頭體。第一切割邊緣被置于該鉆頭體上，并且在正交于所述中心軸線的平面內(nèi)測(cè)量時(shí)所述第一切割邊緣與所述中心軸線相距第一徑向距離。以及第二切割邊緣被置于該鉆頭體上，在所述平面內(nèi)測(cè)量時(shí)所述第二切割邊緣與所述中心軸線相距第二徑向距離。所述第一徑向距離小于所述第二徑向距離。
文檔編號(hào)B23B35/00GK101600529SQ200880002236
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月9日
發(fā)明者A·達(dá)旺桑, E·惠恩納姆 申請(qǐng)人:波音公司