CN106239158A - 一种高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法 - Google Patents

一种高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法，包括以下步骤，用砂轮对工件毛坯进行磨削，将磨削好的工件，放入工装定位槽内紧固，用PCD铣刀对工件的正面进行铣削，并在工件正面的四角位置预留通孔凸台和半圆孔凸台各2个，用PCD涂层钻头，在通孔凸台上加工通孔，用铣磨棒在半圆孔凸台上加工半圆孔，将加工好的工件从定位工装内取出，将工件及工装定位槽清理干净。上述技术方案很好的解决了硬脆高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔精密加工时加工难度大、废品率高、加工效率低，精度差的问题，实现了上述材料零件半圆孔的高精度尺寸加工，加工成本低，成品率高，灵活性高，适于批量生产，具有很高的实用性。

Description

一种高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法
技术领域
本发明涉及一种加工方法，特别涉及一种高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法。
背景技术
随着微波技术的快速发展，对微波器件的设计提出了更为苛刻的要求。要求产品尺寸不断缩小、组装密度不断提高，作为T/R组件中的关键结构件，T/R组件载体板必需采用导电、导热性能优良的材料来制作，在机械性能方面要具有足够强度；在热性能方面应具有良好的耐热性、导热性，热膨胀系数要和组装材料、半导体芯片相匹配，因此只能采用高体积分数碳化硅铝基复合材料制备。
鉴于高体积分数碳化硅铝基复合材料的硬脆特性，在加工时均存在刀具磨损严重，加工效率低，精度差的缺陷。在制孔方面，由于微波器件的小型化，工件上需要加工出直径小于φ3mm的通孔或半径小于1.5mm的半圆孔。
目前在碳化硅铝基复合材料上加工通孔只能采用涂层钻头进行加工，而半圆孔则只能采用线切割加工，由于碳化硅铝基复合材料中含有大量不导电的碳化硅颗粒，导致线切割加工时经常断丝，效率极低，加工精度很差。因此，采用目前的加工方法，均无法优质，高效地完成高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔的精密加工。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种加工方便，生产加工效率高，生产出工件精确度高的高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：提供一种高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法，包括以下步骤：
S10：将长方体形的工件毛坯固定在磨床工作台面上，用砂轮对所述工件毛坯的六面进行磨削，得到工件；
S20：将磨削好的工件，放入工装定位槽内，并用紧固螺钉紧固；
S30：用PCD铣刀对所述工件的正面进行铣削，并在所述工件正面的四角位置，其中两个预留有用于打磨通孔的通孔凸台，另外两个预留有用于铣磨半圆孔的半圆孔凸台；
S40：用PCD涂层钻头，在所述通孔凸台上加工通孔；
S50：用铣磨棒在所述半圆孔凸台的侧壁上加工半圆孔至预设尺寸；
S60：将加工好的工件从工装定位槽内取出，清除工件表面及工装定位槽内的切屑，并将工件表面及工装定位槽擦拭干净。
本发明由于采用以上技术方案，其达到的技术效果为：本申请对工件毛坯进行磨削，将磨削好的工件放入工装定位槽内，由PCD铣刀对工件的正面进行铣削，并在工件正面的四角预留通孔凸台和半圆孔凸台，由PCD涂层钻头在通孔凸台上加工通孔，由金刚石铣磨棒在半圆孔凸台的侧壁上加工半圆孔至预设尺寸，对加工好的工件和工装定位槽进行清洗。上述技术方案很好的解决了硬脆高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔精密加工时加工难度大、废品率高、加工效率低，精度差的问题，实现了硬脆高体积分数碳化硅铝基复合材料零件半圆孔的高效精密加工，满足了精密微波器件小型化、轻量化、高性能的设计需求，具有很高的实用性。
较优地，在上述技术方案中，所述半圆孔加工方法，还包括步骤S70：用银砂纸或百洁布去除所述工件棱边处的铣削毛刺。
采用上述进一步方案的有益效果是：工件棱边处铣削毛刺的去除，使得加工好的工件边缘位置更加的平滑，外观也更加的美观，采用银砂纸或百洁布对铣削毛刺进行去除，能够取得更好的去除效果。
较优地，在上述技术方案中，所述半圆孔加工方法，还包括步骤S80：将铣削毛刺后的工件放入清水中，用毛刷进行清洗，并将清洗完毕后所述工件上的水渍吹干。
采用上述进一步方案的有益效果是：用毛刷在清水中对工件进行清洗，能够更加彻底的将工件上的粉灰进行清除，确保了工件在使用时的安全性，对水渍吹干和去除工件表面及工装定位槽内的切屑时使用的都是高压气枪，能够起到更好的清除效果。
较优地，在上述技术方案中，所述通孔凸台和所述半圆孔凸台分别位于所述工件正面的两侧。
采用上述进一步方案的有益效果是：确保了通孔凸台和半圆孔凸台位于工件正面的2侧，并且通孔凸台和半圆孔凸台位于工件正面的同侧。进一步，通孔凸台和半圆孔凸台既可以平行设置也可以按对角设置，通孔凸台和半圆孔凸台具体的设置方式根据实际的需求进行确定。
较优地，在上述技术方案中，步骤S10还可以同时对多件所述工件毛坯进行磨削，每30工件毛坯排成一摞，通过磁力挡铁将所述工件毛坯对齐后固定于磨床工作台面上，用砂轮对所述工件毛坯进行磨削。
采用上述进一步方案的有益效果是：每30工件毛坯排成一摞，通过磁力挡铁将工件毛坯对齐后固定于磨床工作台面上，用砂轮对工件毛坯进行磨削，批次对工件毛坯进行磨削，提高了对工件毛坯进行磨削的效率，同时，也在一定程度上提高了对微波器件加工的效率。
较优地，在上述技术方案中，所述砂轮选用的是树脂基砂轮。
采用上述进一步方案的有益效果是：选用的树脂基砂轮具有强度、制作简便的特点，适用于粗磨、荒磨、切断和自由磨削等，在一定程度上提高了工件毛坯磨削的效率。
较优地，在上述技术方案中，所述树脂基砂轮的粒度为240目。
采用上述进一步方案的有益效果是：粒度为240目的树脂基砂轮，物料粒度更小，能够更好的对工件毛坯进行切削，并且切削后的工件表面更加的平滑。
较优地，在上述技术方案中，所述铣磨棒选用的是Φ1.6金刚石铣磨棒。
采用上述进一步方案的有益效果是：选用直径为1.6mm的小直径金刚石铣磨棒，能够更好的对需求的半圆孔进行铣磨，实现小直径金刚石铣磨棒铣磨出大直径的半圆孔。
较优地，在上述技术方案中，所述金刚石铣磨棒以螺旋铣磨的方式对半圆孔进行加工，所述金刚石铣磨棒的转速为6230rpm，进给量为每分钟0.3mm。
采用上述进一步方案的有益效果是：金刚石铣磨棒以螺旋铣磨的方式对半圆孔进行加工，能够更好的对半圆孔进行铣磨，并且铣磨出半圆孔的边缘位置更加的光滑，金刚石铣磨棒的转速和进给量，在确保了对半圆孔铣磨效果的同时，也确保了铣磨的效率。
较优地，在上述技术方案中，所述预设尺寸为1.1mm。
采用上述进一步方案的有益效果是：将半圆孔的半径做成1.1mm，能够更好的小直径半圆孔的加工。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法的流程图；
图2是磨削后的工件的俯视图；
图3是图2中工件正面铣削后的俯视图；
图4是图3中铣削后工件的侧视图；
图5是图4中工件上通孔加工后的俯视图；
图6是图5中工件上半圆孔加工后的俯视图。
具体实施方式
如图1至图6所示，本发明提供的高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法，包括以下步骤：
S10：将长方体形的工件毛坯固定在磨床工作台面上，用砂轮对所述工件毛坯的六面进行磨削，得到工件；
S20：将磨削好的工件，放入工装定位槽内，并用紧固螺钉紧固；
S30：用PCD铣刀对所述工件的正面进行铣削，并在所述工件正面的四角位置，其中两个预留有用于打磨通孔的通孔凸台，另外两个预留有用于铣磨半圆孔的半圆孔凸台；
S40：用PCD涂层钻头，在所述通孔凸台上加工通孔；
S50：用铣磨棒在所述半圆孔凸台的侧壁上加工半圆孔至预设尺寸；
S60：将加工好的工件从工装定位槽内取出，清除工件表面及工装定位槽内的切屑，并将工件表面及工装定位槽擦拭干净。
作为一种可实施方式，半圆孔加工方法，还包括步骤S70：用银砂纸或百洁布去除工件棱边处的铣削毛刺。工件棱边处铣削毛刺的去除，使得加工好的工件边缘位置更加的平滑，外观也更加的美观，采用银砂纸或百洁布对铣削毛刺进行去除，能够取得更好的去除效果。
作为一种可实施方式，半圆孔加工方法，还包括步骤S80：将铣削毛刺后的工件放入清水中，用毛刷进行清洗，并将清洗完毕后所述工件上的水渍吹干。用毛刷在清水中对工件进行清洗，能够更加彻底的将工件上的粉灰进行清除，确保了工件在使用时的安全性，对水渍吹干和去除工件表面及工装定位槽内的切屑时使用的都是高压气枪，能够起到更好的清除效果。
作为一种可实施方式，通孔凸台和半圆孔凸台分别位于工件正面的两侧。确保了通孔凸台和半圆孔凸台位于工件正面的2侧，并且通孔凸台和半圆孔凸台位于工件正面的同侧。进一步，通孔凸台和半圆孔凸台既可以平行设置也可以按对角设置，通孔凸台和半圆孔凸台具体的设置方式根据实际的需求进行确定。
作为一种可实施方式，步骤S10还可以同时对多件工件毛坯进行磨削，每30工件毛坯排成一摞，通过磁力挡铁将工件毛坯对齐后固定于磨床工作台面上，用砂轮对工件毛坯进行磨削。每30工件毛坯排成一摞，通过磁力挡铁将工件毛坯对齐后固定于磨床工作台面上，用砂轮对工件毛坯进行磨削，批次对工件毛坯进行磨削，提高了对工件毛坯进行磨削的效率，同时，也在一定程度上提高了对微波器件加工的效率。
作为一种可实施方式，砂轮选用的是树脂基砂轮。选用的树脂基砂轮具有强度、制作简便的特点，适用于粗磨、荒磨、切断和自由磨削等，在一定程度上提高了工件毛坯磨削的效率。
作为一种可实施方式，树脂基砂轮的粒度为240目。粒度为240目的树脂基砂轮，物料粒度更小，能够更好的对工件毛坯进行切削，并且切削后的工件表面更加的平滑。
作为一种可实施方式，铣磨棒选用的是Φ1.6金刚石铣磨棒。选用直径为1.6mm的小直径金刚石铣磨棒，能够更好的对需求的半圆孔进行铣磨，实现小直径金刚石铣磨棒铣磨出大直径的半圆孔。
作为一种可实施方式，金刚石铣磨棒以螺旋铣磨的方式对半圆孔进行加工，金刚石铣磨棒的转速为6230rpm，进给量为每分钟0.3mm。金刚石铣磨棒以螺旋铣磨的方式对半圆孔进行加工，能够更好的对半圆孔进行铣磨，并且铣磨出半圆孔的边缘位置更加的光滑，金刚石铣磨棒的转速和进给量，在确保了对半圆孔铣磨效果的同时，也确保了铣磨的效率。
作为一种可实施方式，预设尺寸为1.1mm。将半圆孔的半径做成1.1mm，能够更好的小直径半圆孔的加工。
以具体实施例为例：工件为长方体，确保工件的尺寸为各平面的平行度为0.05；工件上通孔凸台间的距离为通孔凸台与半圆孔凸台间的距离为半圆孔凸台间的距离为通孔凸台的边长为工件上内腔的深度为对称度为0.05；通孔凸台上通孔的直径为2-φ1.8、通孔中心距通孔凸台边缘的距离为1.8±0.05、两个通孔中心间的距离为19.3±0.05、2个通孔间的对称度为0.05；半圆孔圆弧的尺寸为2-R1.1、相邻半圆孔中心间的距离为20.5±0.05、相邻半圆孔的对称度为0.05。
本发明由于采用以上技术方案，其达到的技术效果为：本申请对工件毛坯进行磨削，将磨削好的工件放入工装定位槽内，由PCD铣刀对工件的正面进行铣削，并在工件正面的四角预留通孔凸台和半圆孔凸台，由PCD涂层钻头在通孔凸台上加工通孔，由金刚石铣磨棒在半圆孔凸台的侧壁上加工半圆孔至预设尺寸，对加工好的工件和工装定位槽进行清洗。上述技术方案很好的解决了硬脆高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔精密加工时加工难度大、废品率高、加工效率低，精度差的问题，实现了硬脆高体积分数碳化硅铝基复合材料零件半圆孔的高效精密加工，满足了精密微波器件小型化、轻量化、高性能的设计需求，具有很高的实用性。
上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10：将长方体形的工件毛坯固定在磨床工作台面上，用砂轮对所述工件毛坯的六面进行磨削，得到工件；
S20：将磨削好的工件，放入工装定位槽内，并用紧固螺钉紧固；
S30：用PCD铣刀对所述工件的正面进行铣削，并在所述工件正面的四角位置，其中两个角预留有用于打磨通孔的通孔凸台，另外两个角预留有用于铣磨半圆孔的半圆孔凸台；
S40：用PCD涂层钻头，在所述通孔凸台上加工通孔；
S50：用铣磨棒在所述半圆孔凸台的侧壁上加工半圆孔至预设尺寸；
S60：将加工好的工件从工装定位槽内取出，清除工件表面及工装定位槽内的切屑，并将工件表面及工装定位槽擦拭干净。
2.如权利要求1所述的高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法，其特征在于，所述半圆孔加工方法，还包括步骤S70：用银砂纸或百洁布去除所述工件棱边处的铣削毛刺。
3.如权利要求2所述的高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法，其特征在于，所述半圆孔加工方法，还包括步骤S80：将铣削毛刺后的工件放入清水中，用毛刷进行清洗，并将清洗完毕后所述工件上的水渍吹干。
4.如权利要求1所述的高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法，其特征在于，所述通孔凸台和所述半圆孔凸台分别位于所述工件正面的两侧。
5.如权利要求1所述的高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法，其特征在于，步骤S10还可以同时对多件所述工件毛坯进行磨削，每30工件毛坯排成一摞，通过磁力挡铁将所述工件毛坯对齐后固定于磨床工作台面上，用砂轮将所述工件毛坯磨削至设计尺寸。
6.如权利要求1至5任一项所述的高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法，其特征在于，所述砂轮选用的是树脂基砂轮。
7.如权利要求6所述的高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法，其特征在于，所述树脂基砂轮的粒度为240目。
8.如权利要求1至5任一项所述的高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法，其特征在于：所述铣磨棒选用的是Φ1.6金刚石铣磨棒。
9.如权利要求8所述的高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法，其特征在于：所述金刚石铣磨棒以螺旋铣磨的方式对半圆孔进行加工，所述金刚石铣磨棒的转速为6230rpm，进给量为每分钟0.3mm。
10.如权利要求1至5任一项所述的高体积分数碳化硅铝基复合材料半圆孔加工方法，其特征在于：所述预设尺寸的半径R为1.1mm。
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