CN109483752A - 一种疏松态陶瓷零件的成型加工方法 - Google Patents

一种疏松态陶瓷零件的成型加工方法 Download PDF

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兰起洪
张文明
王勃
陈小鹏
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Luoyang Institute of Electro Optical Equipment AVIC
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D7/00—Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups
    • B28D7/04—Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups for supporting or holding work or conveying or discharging work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/22—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by cutting, e.g. incising

Abstract

本发明涉及一种疏松态陶瓷零件的成型加工方法，通过工装设计，以石蜡疏松态陶瓷零件粘接配合使用实现稳固加工，并利用高精度数控机床达到提高零件加工效率及加工表面质量，旨在解决疏松态零件在成型加工时，容易出现崩边、裂纹等加工缺陷的问题。本发明的有益效果为：本发明采用石蜡粘接的方法，将零件与工装连为一体，通过装夹工装实现了零件的无应力装夹，满足不同构型的、复杂的疏松态陶瓷材料的成型加工，达到产品的轻量化要求；与常规切削相比，采用高速加工具有高切削效率、高切削精度、小切削力、低加工成本的优越性，保证了疏松态陶瓷材料的高效高质加工。

Description

一种疏松态陶瓷零件的成型加工方法
技术领域
本发明机械加工制造方法，涉及一种疏松态陶瓷零件的成型加工方法。
背景技术
陶瓷材料具有优异的物理性能、化学性能和机械性能，在航天、航空领域得到广泛应用。以SiC为例，其作为一种新型的宽禁带半导体材料，具有许多优异的物理化学性能，高热导率与低热膨胀系数使SiC成为制作具有很好抗热变形能力的光学元件和机械零件的最佳材料之一，同时也是目前最佳的光学反射镜材料之一，对提高未来光学产品的质量将发挥重要作用。
为达到使用要求，陶瓷材料需要经过高温烧结，而在高温下，陶瓷生坯固体颗粒的相互作用键联，晶粒长大，空隙(气孔)和晶界逐渐减少，通过物质传递，最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体。此时，坯体硬度高、脆性大，很难采用传统的机械加工方法对其进行加工，只能采用加工效率极低、成本高的磨削加工或特种加工方法。但在烧结之前，陶瓷生坯固体颗粒之间只是靠粘接剂连接，陶瓷颗粒之间结合力小，使用机械加工方法可以高效地完成对坯体的成型加工，并解决开模成型难以脱模和容易崩边的难题，特别是当零件形状较为复杂时优势更为明显。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种疏松态陶瓷零件的成型加工方法。旨在解决疏松态零件在成型加工时，容易出现崩边、裂纹等加工缺陷的问题。
技术方案
一种疏松态陶瓷零件的成型加工方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将工装底座置于加热盘上，当工装底座温度达到50℃以上时，把石蜡均匀涂抹在工装底座的装配面上；所述工装底座的平面度和平行度分别要求达到0.01mm和0.05mm以内；
步骤2：将欲加工的疏松态坯体放置在工装底座的装配面上，待其冷却至室温后取下；
步骤3：利用组合夹具完成对步骤2粘接好石蜡零件的装夹，并进行机械加工；
步骤4：零件成型加工完毕后，卸下零件和工装底座，放置在加热盘上进行再次加热，当石蜡开始融化时，顺着一个方向轻轻移动零件，待零件完全脱离工装底座后才能将零件取下；
步骤5：用酒精将工装表面清理干净，如需反面加工重复以上操作流程。
所述步骤3的机械加工参数：粗加工：N＝3000r/min，f＝600mm/min，q＝0.5mm；精加工：N＝5000r/min，f＝400mm/min，q＝0.01mm；其中：N为机床粗加工和精加工的主轴转速；f为进给，q为切削量。
有益效果
本发明提出的一种疏松态陶瓷零件的成型加工方法，通过工装设计，以石蜡疏松态陶瓷零件粘接配合使用实现稳固加工，并利用高精度数控机床达到提高零件加工效率及加工表面质量，旨在解决疏松态零件在成型加工时，容易出现崩边、裂纹等加工缺陷的问题。本发明的有益效果为：本发明采用石蜡粘接的方法，将零件与工装连为一体，通过装夹工装实现了零件的无应力装夹，满足不同构型的、复杂的疏松态陶瓷材料的成型加工，达到产品的轻量化要求；与常规切削相比，采用高速加工具有高切削效率、高切削精度、小切削力、低加工成本的优越性，保证了疏松态陶瓷材料的高效高质加工。
附图说明
图1工装底座示意图；
图2为零件装夹示意图；
图3为实施例加工成型的零件示意图。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
一种疏松态陶瓷零件的成型加工方法，加工方法包括以下步骤：
步骤1：设计用于支撑零件的工装底座，其平面度和平行度分别要求达到0.01mm和0.05mm以内，如图1所示；
步骤2：将工装底座置于加热盘上，当工装底座温度达到50℃以上时，把石蜡均匀涂抹在工装底座的装配面上；
步骤3：如图2所示，将疏松态陶瓷坯体放置在工装底座的装配面上，待其冷却至室温后取下；
步骤4：利用机械加工的组合夹具完成对粘接好零件的装夹，并进行机械加工；
设定机床粗加工和精加工的主轴转速(N)、进给(f)、切削量(q)分别如下：
1)粗加工：
N＝3000r/min
f＝600mm/min
q＝0.5mm
2)精加工：
N＝5000r/min
f＝400mm/min r
q＝0.01mm
步骤5：如图3所示，当零件成型加工完毕后，从夹具上卸下零件和工装底座，放置在加热盘上进行再次加热，当石蜡开始融化时，将零件取下；步骤6：用酒精将工装表面清理干净，如需反面加工或加工下一件，重复以上操作流程。

Claims (2)

1.一种疏松态陶瓷零件的成型加工方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将工装底座置于加热盘上，当工装底座温度达到50℃以上时，把石蜡均匀涂抹在工装底座的装配面上；所述工装底座的平面度和平行度分别要求达到0.01mm和0.05mm以内；
步骤2：将欲加工的疏松态坯体放置在工装底座的装配面上，待其冷却至室温后取下；
步骤3：利用组合夹具完成对步骤2粘接好石蜡零件的装夹，并进行机械加工；
步骤4：零件成型加工完毕后，卸下零件和工装底座，放置在加热盘上进行再次加热，当石蜡开始融化时，顺着一个方向轻轻移动零件，待零件完全脱离工装底座后才能将零件取下；
步骤5：用酒精将工装表面清理干净，如需反面加工重复以上操作流程。
2.根据权利要求1所疏松态陶瓷零件的成型加工方法述，其特征在于：所述步骤3的机械加工参数：粗加工：N＝3000r/min，f＝600mm/min，q＝0.5mm；精加工：N＝5000r/min，f＝400mm/min，q＝0.01mm；其中：N为机床粗加工和精加工的主轴转速；f为进给，q为切削量。
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