[發(fā)明專利]一種陶瓷基復(fù)合材料微細(xì)內(nèi)螺紋低損傷車(chē)削方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011050928.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112356313B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐亮;劉宏瑞;王新永;王凱;李軍平;王金明;王松;陳旭輝;宋楠;韓軍;嚴(yán)偉容
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 航天材料及工藝研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B28D1/16
• 分類(lèi)號(hào): B28D1/16;B28D7/00
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 李晶堯

本發(fā)明涉及一種陶瓷基復(fù)合材料微細(xì)內(nèi)螺紋低損傷車(chē)削方法，屬于復(fù)合材料機(jī)械加工領(lǐng)域；包括如下步驟：步驟一、制作用于陶瓷基復(fù)合材料微細(xì)內(nèi)螺紋車(chē)削加工的聚晶金剛石刀具；步驟二、通過(guò)聚晶金剛石刀具，采用變轉(zhuǎn)速與變切深的刀路粗加工微細(xì)內(nèi)螺紋；步驟三、通過(guò)聚晶金剛石刀具，精加工微細(xì)內(nèi)螺紋，成型；本發(fā)明通過(guò)低損傷車(chē)削刀具設(shè)計(jì)及車(chē)削加工工藝參數(shù)優(yōu)化，陶瓷基復(fù)合材料微細(xì)內(nèi)螺紋的牙型保持率、產(chǎn)品合格率及加工效率得到顯著提高，更好的滿足了螺紋連接件產(chǎn)品高精密、低損傷和高效率的迫切加工需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料機(jī)械加工領(lǐng)域，涉及一種陶瓷基復(fù)合材料微細(xì)內(nèi)螺紋低損傷車(chē)削方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，陶瓷基復(fù)合材料螺紋連接結(jié)構(gòu)件在工程上得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。為了聯(lián)接和固定各種結(jié)構(gòu)，經(jīng)常需要在材料結(jié)構(gòu)上采用大量的螺紋聯(lián)接。在大型結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，復(fù)合材料的連接技術(shù)尤其是復(fù)合材料螺紋緊固技術(shù)成為制造高可靠性大型構(gòu)件的關(guān)鍵技術(shù)之一。相對(duì)于金屬緊固件，復(fù)合材料螺紋緊固件可以在高溫氧化環(huán)境中保持較好的剛度和強(qiáng)度，而且能更好的匹配材料相同的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件。隨著復(fù)合材料螺紋緊固件研究和制造技術(shù)的成熟，逐漸代替高溫合金成為高溫結(jié)構(gòu)連接的緊固件。

復(fù)合材料螺紋的幾何參數(shù)如螺紋牙型、螺紋直徑、有效長(zhǎng)度以及螺栓光桿部分的直徑和螺紋的成型方法與螺栓強(qiáng)度有很大影響。雖然復(fù)合材料具有優(yōu)異的熱物理性能，然而其獨(dú)特的非均質(zhì)性、各向異性等特點(diǎn)，導(dǎo)致在鉆孔、螺紋加工等過(guò)程中極易產(chǎn)生無(wú)法修復(fù)多尺度加工損傷，給高端空天裝備的高可靠、長(zhǎng)壽命的使役性能帶來(lái)安全隱患。目前并沒(méi)有合適的螺紋加工方法，可以減少材料損傷，提高螺紋的表面質(zhì)量，從而提高螺紋使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種陶瓷基復(fù)合材料微細(xì)內(nèi)螺紋低損傷車(chē)削方法，通過(guò)低損傷車(chē)削刀具設(shè)計(jì)及車(chē)削加工工藝參數(shù)優(yōu)化，陶瓷基復(fù)合材料微細(xì)內(nèi)螺紋的牙型保持率、產(chǎn)品合格率及加工效率得到顯著提高，更好的滿足了螺紋連接件產(chǎn)品高精密、低損傷和高效率的迫切加工需求。

本發(fā)明解決技術(shù)的方案是：

一種陶瓷基復(fù)合材料微細(xì)內(nèi)螺紋低損傷車(chē)削方法，包括如下步驟：

步驟一、制作用于陶瓷基復(fù)合材料微細(xì)內(nèi)螺紋車(chē)削加工的聚晶金剛石刀具；

步驟二、通過(guò)聚晶金剛石刀具，采用變轉(zhuǎn)速與變切深的刀路粗加工微細(xì)內(nèi)螺紋；

步驟三、通過(guò)聚晶金剛石刀具，精加工微細(xì)內(nèi)螺紋，成型。

在上述的一種陶瓷基復(fù)合材料微細(xì)內(nèi)螺紋低損傷車(chē)削方法，所述步驟一中，聚晶金剛石刀具的制作方法為：

制作刀頭和刀體，并將刀頭焊接在刀體上；其中刀頭采用聚晶金剛石材料；刀體采用K10的硬質(zhì)合金材料。

在上述的一種陶瓷基復(fù)合材料微細(xì)內(nèi)螺紋低損傷車(chē)削方法，所述刀頭為水平放置的塊狀結(jié)構(gòu)；刀頭的后角a為10°，刀頭的前角為0°，刀頭的刃傾角為0°；刀頭的軸向前端沿豎直方向設(shè)置有向后端的傾角b，傾角b為7°；刀頭的刀尖角c為60°；且刀頭的主偏角和副偏角均為60°；刀頭的刀尖處設(shè)置有倒圓，倒圓半徑r為0.11mm；所述刀頭的刀尖處距刀體軸線的水平距離d為4mm；刀頭的刀尖伸出長(zhǎng)度e為1mm。

在上述的一種陶瓷基復(fù)合材料微細(xì)內(nèi)螺紋低損傷車(chē)削方法，所述刀體為變徑柱狀結(jié)構(gòu)；刀體的大徑柱段直徑L1為10mm；刀體的小徑柱段直徑L2為7mm；刀體的大徑柱段與小徑柱段對(duì)接處設(shè)置有椎體過(guò)渡段，椎體過(guò)渡段的夾角f為90°；刀頭安裝在刀體小徑柱段的頭端，且刀頭外端面與刀體的大徑柱段軸向端面的距離g大于16mm。

在上述的一種陶瓷基復(fù)合材料微細(xì)內(nèi)螺紋低損傷車(chē)削方法，所述步驟二中，粗加工微細(xì)內(nèi)螺紋加工的切削用量為：直線插補(bǔ)內(nèi)公差與外公差均為0.03mm，進(jìn)給量為微細(xì)內(nèi)螺紋連接產(chǎn)品的螺距，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎较颉?/p>