[發明專利]一種硬脆材料微孔結構波動式超聲銑磨方法

有效

• 申請號: 202210853951.8
• 申請日: 2022-07-12
• 公開（公告）號: CN114986195B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 耿大喜;孫哲飛;張德遠;計海榮;應恩澤;劉逸航
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B23P25/00
• 分類號: B23P25/00;B23P23/04
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理有限公司 11613
• 代理人: 齊勝杰;李會娟

1.一種硬脆材料微孔結構波動式超聲銑磨方法，其特征在于，該方法包括：

通過超聲振動系統對銑磨刀具分別施加兩路互相垂直的彎曲振動，兩路彎曲振動的合成軌跡與所述銑磨刀具的中心線垂直，使銑磨刀具在普通螺旋銑磨加工同時進行超聲橫向圓形振動，實現微孔結構波動式超聲銑磨加工；該方法還包括：

通過設定所述銑磨刀具的回轉速度，控制切削過程中所述銑磨刀具具有預設的動態角度以及相鄰刀具具有預設的相位差；

設定所述銑磨刀具的回轉速度的步驟包括：

步驟S1、在加工前，通過調節所述回轉速度控制所述銑磨刀具磨粒的動態后角范圍為[30°，60°]和/或通過調節所述回轉速度控制所述銑磨刀具磨粒的動態前角范圍為[-30°，-60°]，所述動態后角由如下公式得出：

其中，α為動態后角，α′₀為刀具名義后角，f為超聲橫向圓形振動的頻率，A為超聲圓形振動的振幅，n為所述銑磨刀具回轉速度，D_t為刀具直徑，t為時間；

所述動態前角由如下公式得出：

其中，-γ_e為動態前角，-γ′_e為刀具名義前角，f為超聲橫向圓形振動的頻率，A為超聲圓形振動的振幅，n為所述銑磨刀具回轉速度，D_t為刀具直徑，t為時間；

步驟S2、通過設定所述回轉速度，使切削過程中存在的[30°，90°]的相位差。

2.根據權利要求1所述的一種硬脆材料微孔結構波動式超聲銑磨方法，其特征在于，所述銑磨刀具的回轉速度與切削過程中的相位差的關系表示為：

其中，為相鄰兩次切削間隔包含的相位差，f為超聲橫向圓形振動頻率，n為所述銑磨刀具回轉速度，Z為所述銑磨刀具周向截面磨粒數，f_t是刀具的公轉速度，D_t是刀具直徑，INT()是向下取整函數，f_zt是切向每齒進給量，A是超聲圓形振動的振幅。

3.根據權利要求1所述的一種硬脆材料微孔結構波動式超聲銑磨方法，其特征在于，所述銑磨刀具的直徑為0.2～1mm，磨粒粒度為500～1000目，刀具磨粒間隔10～20μm，基體為硬質合金，結合劑為鎳基結合劑。

4.根據權利要求3所述的一種硬脆材料微孔結構波動式超聲銑磨方法，其特征在于，所述銑磨刀具為電鍍或釬焊金剛石磨頭。

5.根據權利要求1所述的一種硬脆材料微孔結構波動式超聲銑磨方法，其特征在于，被加工孔的直徑范圍為0.3～2mm。

6.根據權利要求1所述的一種硬脆材料微孔結構波動式超聲銑磨方法，其特征在于，所述超聲橫向圓形振動的振幅為1～10μm，所述超聲橫向圓形振動的頻率為18～22KHz。

7.根據權利要求1所述的一種硬脆材料微孔結構波動式超聲銑磨方法，其特征在于，所述銑磨刀具在切削過程中采用潤滑劑為植物油或油脂的微量潤滑干切削方式。

8.根據權利要求1所述的一種硬脆材料微孔結構波動式超聲銑磨方法，其特征在于，該方法用于直接一次性制孔或其他特種工藝加工的初孔的精加工。