本發(fā)明涉及機械加工領域，具體為一種新型復合材料SiCp/Al復合材料軸類零件端面薄壁小孔螺紋的加工方法。

背景技術(shù)：

碳化硅顆粒增強鋁基復合材料(SiCp/Al)是一種新型復合材料，具有高比強度、高彈性模量、耐高溫、耐磨損、熱膨脹系數(shù)小、抗磁抗震性好、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在航空航天領域的應用前景十分廣闊。然而由于Al合金基體和SiC顆粒增強體截然不同的物理、力學性能致使SiCp/Al復合材料成為典型的難加工材料。尤其是對于軸類零件端面小孔螺紋且孔壁與零件邊緣距離較小(小于0.5mm)時，用普通鉆孔方法直接加工鉆削力較大，孔壁承受強度降低受鉆削力易崩透，加工孔不完整。SiCp/Al復合材料的軸類零件端面小孔機械加工技術(shù)成為影響其在實際應用中的關鍵因素。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種SiCp/Al復合材料軸類零件端面小孔螺紋且孔壁與零件邊緣距離較小的加工工藝方法，主要是通過設計夾持工裝承載一部分鉆削力和攻絲力矩，減小孔壁的受力，避免最薄孔壁處因受力過大超過孔壁的承受強度而崩碎的問題；用CVD涂層鉆頭和直槽硬材料TICN涂層絲錐減小鉆削力和攻絲力矩；優(yōu)化鉆孔加工工藝參數(shù)等實現(xiàn)SiCp/Al復合材料軸類零件端面小孔螺紋且孔壁與零件邊緣距離較小的加工。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

所述一種SiCp/Al復合材料軸類零件端面薄壁小孔螺紋的加工方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：設計并加工零件軸夾持工裝，所述零件軸夾持工裝包括兩個帶有半圓凹槽的夾持塊和將兩個夾持塊連接固定的螺栓；夾持塊的半圓凹槽尺寸與零件軸尺寸配合；零件軸夾持工裝半圓凹槽與零件軸緊密配合；

步驟2：將零件安裝到數(shù)控車加工中心三爪卡盤上，找正后，車零件需要加工螺紋孔側(cè)的凸臺、軸、端面到要求尺寸；

步驟3：將零件軸夾持工裝安裝在需要加工螺紋孔一端的零件軸上，工裝半圓凹槽與軸通過工裝螺栓夾緊力形成緊密配合；

步驟4：采用CVD涂層鉆頭進行點、鉆螺紋底孔到尺寸，其中一次鉆深0.5mm后退刀；

步驟5：將零件與工裝整體一起從加工中心三爪卡盤上卸下，用直槽硬材料TICN涂層絲錐手動攻絲到尺寸，清洗螺紋孔內(nèi)的攻絲油，完成整個加工流程。

有益效果

本發(fā)明的有益效果是解決了直接在軸端面鉆孔加工時最薄孔壁處沿孔的軸線方向崩碎的問題，解決了攻絲加工時孔壁因受力矩過大而崩邊的現(xiàn)象。本發(fā)明適用于所有軸類零件端面小孔且孔壁與軸壁距離較小零件的加工。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本發(fā)明的零件形狀示意圖；

圖2為本發(fā)明的工裝形狀示意圖；

圖3為本發(fā)明的零件形狀及工裝示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

碳化硅顆粒增強鋁基復合材料(SiCp/Al)是一種新型復合材料，具有高比強度、高彈性模量、耐高溫、耐磨損、熱膨脹系數(shù)小、抗磁抗震性好、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在航空航天領域的應用前景十分廣闊。然而由于Al合金基體和SiC顆粒增強體截然不同的物理、力學性能致使SiCp/Al復合材料成為典型的難加工材料。尤其是對于軸類零件端面小孔螺紋且孔壁與零件邊緣距離較小(小于0.5mm)時，用普通鉆孔方法直接加工鉆削力較大，孔壁承受強度降低受鉆削力易崩透，加工孔不完整。

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種SiCp/Al復合材料軸類零件端面薄壁小孔螺紋的加工方法，主要是通過設計夾持工裝承載一部分鉆削力和攻絲力矩，減小孔壁的受力，避免最薄孔壁處因受力過大超過孔壁的承受強度而崩碎的問題；用CVD涂層鉆頭和直槽硬材料TICN涂層絲錐減小鉆削力和攻絲力矩；優(yōu)化鉆孔加工工藝參數(shù)等實現(xiàn)SiCp/Al復合材料軸類零件端面小孔螺紋且孔壁與零件邊緣距離較小的加工。

具體步驟為：

步驟1：設計并加工零件軸夾持工裝，如圖2所示，所述零件軸夾持工裝包括兩個帶有半圓凹槽的夾持塊和將兩個夾持塊連接固定的螺栓；夾持塊的半圓凹槽尺寸與零件軸尺寸配合；零件軸夾持工裝半圓凹槽能夠與零件軸緊密配合；

步驟2：將零件安裝到數(shù)控車加工中心三爪卡盤上，找正后，車零件需要加工螺紋孔側(cè)的凸臺、軸、端面到要求尺寸；

步驟3：將零件軸夾持工裝安裝在需要加工螺紋孔一端的零件軸上，工裝半圓凹槽與軸通過工裝螺栓夾緊力形成緊密配合；工裝與零件軸的配合如圖3所示；由于孔壁較薄承載強度下降易受鉆削力而崩碎，工裝與軸緊密配合，鉆削力通過孔壁傳遞到工裝上，可以減小孔壁受力；

步驟4：點、鉆螺紋底孔到尺寸，由于SiCp/Al復合材料屬于硬脆材料，采用普通硬質(zhì)合金鉆頭鉆削，鉆削軸向力過大易引起鉆頭折斷和孔壁大面積掉渣而損傷孔的質(zhì)量，因此，本發(fā)明采用CVD涂層鉆頭并且一次鉆深0.5mm后退刀來避免上述問題；

步驟5：將零件與工裝整體(兩者不分離)一起從加工中心三爪卡盤上卸下，用直槽硬材料TICN涂層絲錐手動攻絲到尺寸，清洗螺紋孔內(nèi)的攻絲油，完成整個加工流程。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。