CN112621563A - 一种SiO2气凝胶加工方法 - Google Patents

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    • B24B41/005—Feeding or manipulating devices specially adapted to grinding machines

Abstract

本发明公开了一种SiO2气凝胶加工方法，属于复合材料机械加工技术领域。SiO2气凝胶加工方法包括：通过吸盘吸附SiO2气凝胶零件，所述吸盘的吸附面为SiO2气凝胶零件的理论型面；将吸盘运输至数控铣设备上，通过所述数控铣设备对SiO2气凝胶零件进行机械加工；所述SiO2气凝胶零件机械加工完毕后，得到SiO2气凝胶工件。本发明SiO2气凝胶加工方法可以满足SiO2气凝胶隔热层产品对厚度尺寸精度要求。

Description

一种SiO2气凝胶加工方法
技术领域
本发明涉及复合材料机械加工技术领域，特别涉及一种SiO2气凝胶加工方法。
背景技术
SiO2气凝胶可以用作保温绝热，空气净化，水处理等功能结构夹层、填充层，或与其他材料复合、粘连使用。
目前SiO2气凝胶主要采用原位固化成型技术，即按照所需零件外形设计模具型腔，将凝胶体置入腔中，待干燥成型，即可制成所需零件。但是，随着航天产品的技术迭代及SiO2气凝胶应用范围扩大，新一代SiO2气凝胶隔热层产品对厚度尺寸精度要求越来越高，而通过原位固化成型技术无法满足SiO2气凝胶隔热层产品对厚度尺寸精度要求。
发明内容
本发明提供一种SiO2气凝胶加工方法，解决了或部分解决了现有技术中通过原位固化成型技术无法满足SiO2气凝胶隔热层产品对厚度尺寸精度要求的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种SiO2气凝胶加工方法包括：通过吸盘吸附SiO2气凝胶零件，所述吸盘的吸附面为SiO2气凝胶零件的理论型面；将吸盘运输至数控铣设备上，通过所述数控铣设备对SiO2气凝胶零件进行机械加工；所述SiO2气凝胶零件机械加工完毕后，得到SiO2气凝胶工件。
进一步地，所述通过吸盘吸附SiO2气凝胶零件包括：将SiO2气凝胶零件扣在吸盘上；打开气泵，通过气泵抽取所述吸盘与所述SiO2气凝胶零件之间的空气，实现所述SiO2气凝胶零件的装夹。
进一步地，当气泵的气压指针稳定后，即可松开手，此时所述SiO2气凝胶零件已经被吸附住，依据工件零件理论型面设计的吸盘会将SiO2气凝胶隔热层恢复至理论形状，即装夹完成。
进一步地，所述吸盘包括：凸台、底座及气嘴；所述凸台与所述底座固定连接，所述凸台背离所述底座的端面为吸附面；所述凸台内开设有空腔，所述凸台上开设有若干抽气槽，若干所述抽气槽均与所述空腔连通；所述气嘴与所述空腔连通。
进一步地，所述凸台的边沿处开设有密封槽；所述密封槽内固定设置有橡胶密封圈。
进一步地，所述数控铣设备的刀具为磨头。
进一步地，所述磨头采用电镀工艺粒度20的金刚石磨头。
进一步地，所述数控铣设备的主轴转速n＝3000r/min～6000r/min，进给量f＝1500mm/min～4200mm/min，切削深度ap＝1mm～2mm。
进一步地，所述SiO2气凝胶加工方法还包括：吸尘器；所述吸尘器的吸尘口对准所述SiO2气凝胶零件。
进一步地，当得到SiO2气凝胶工件时，通过粗砂纸去除所述SiO2气凝胶工件的棱边毛边。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于通过吸盘吸附SiO2气凝胶零件，吸盘的吸附面为SiO2气凝胶零件的理论型面，所以，通过吸盘吸附SiO2气凝胶零件，装夹效率高，避免SiO2气凝胶零件变形，由于将吸盘运输至数控铣设备上，通过数控铣设备对SiO2气凝胶零件进行机械加工，SiO2气凝胶零件机械加工完毕后，得到SiO2气凝胶工件，所以，通过机械加工的方式，加工精度高，可以满足SiO2气凝胶隔热层产品对厚度尺寸精度要求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的SiO2气凝胶加工方法的流程示意图；
图2为图1中SiO2气凝胶加工方法的吸盘的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明实施例提供的一种SiO2气凝胶加工方法包括以下步骤：
步骤S1，通过吸盘1吸附SiO2气凝胶零件，吸盘1的吸附面为SiO2气凝胶零件的理论型面。
步骤S2，将吸盘1运输至数控铣设备上，通过数控铣设备对SiO2气凝胶零件进行机械加工。
步骤S3，SiO2气凝胶零件机械加工完毕后，得到SiO2气凝胶工件。
本申请具体实施方式由于通过吸盘1吸附SiO2气凝胶零件，吸盘1的吸附面为SiO2气凝胶零件的理论型面，所以，SiO2气凝胶材料易变形，装夹困难，易产生装夹变形，装夹效率低，属于难加工材料，而通过吸盘1吸附SiO2气凝胶零件，装夹效率高，避免SiO2气凝胶零件变形，由于将吸盘1运输至数控铣设备上，通过数控铣设备对SiO2气凝胶零件进行机械加工，SiO2气凝胶零件机械加工完毕后，得到SiO2气凝胶工件，所以，通过机械加工的方式，加工精度高，可以满足SiO2气凝胶隔热层产品对厚度尺寸精度要求。
详细介绍步骤S1。
具体地，所述通过吸盘1吸附SiO2气凝胶零件包括：
步骤S11，将SiO2气凝胶零件扣在吸盘1上。
步骤S12，打开气泵，通过气泵抽取吸盘1与SiO2气凝胶零件之间的空气，实现SiO2气凝胶零件的装夹。
当气泵的气压指针稳定后，即可松开手，此时SiO2气凝胶零件已经被吸附住，依据工件零件理论型面设计的吸盘1会将SiO2气凝胶隔热层恢复至理论形状，即装夹完成。
参见图2，所述吸盘包括：凸台1-1、底座1-2及气嘴1-3。
凸台1-1与底座1-2固定连接。在本实施方式中，凸台1-1可通过焊接与底座1-2固定连接，保证连接牢靠。凸台1-1背离底座1-2的端面为吸附面。
凸台1-1内开设有空腔，凸台1-1上开设有若干抽气槽1-4，若干抽气槽1-4均与空腔连通。
气嘴1-3与空腔连通。其中，气嘴1-3通过管道与气泵连通。
凸台1-1的边沿处开设有密封槽；密封槽内固定设置有橡胶密封圈，保证对SiO2气凝胶零件吸附，使装夹牢靠。
其中，启动气泵，气泵通过管道、气嘴1-3、抽气槽1-4抽取吸盘1与SiO2气凝胶零件之间的空气，实现SiO2气凝胶零件的装夹。
具体地，数控铣设备的刀具为磨头。
磨头采用电镀工艺粒度20的金刚石磨头，便于对SiO2气凝胶零件的加工。
数控铣设备的主轴转速n＝3000r/min～6000r/min，进给量f＝1500mm/min～4200mm/min，切削深度ap＝1mm～2mm，可以对SiO2气凝胶零件进行机械加工完毕，得到SiO2气凝胶工件。
具体地，SiO2气凝胶加工方法还包括：吸尘器。
吸尘器的吸尘口对准SiO2气凝胶零件。SiO2气凝胶加工会产生粉尘，操作者在加工过程中需佩戴防尘面罩，当机械加工完毕时，待切屑粉尘落定后拆卸SiO2气凝胶工件，吸尘器清理零件表面凝聚颗粒及SiO2纤维断屑。
具体地，当得到SiO2气凝胶工件时，通过粗砂纸去除SiO2气凝胶工件的棱边毛边，保证得到的SiO2气凝胶工件满足要求。
为了更清楚介绍本发明实施例，下面从本发明实施例的使用方法上予以介绍。
SiO2气凝胶隔热层产品，零件呈半圆形，长320mm、弦长300mm、内圆弧R＝206.5，需加工外弧面，保证厚度尺寸
Figure BDA0002816301880000051
mm。
具体加工流程如下：
依据零件外形特点设计吸盘1，吸盘由1由凸台1-1、底座1-2及气嘴1-3组成，凸台1-1背离底座1-2的端面为吸附面，吸附面为SiO2气凝胶零件的理论型面。凸台1-1的边沿处开设有密封槽；密封槽内固定设置有橡胶密封圈，保证对SiO2气凝胶零件吸附，使装夹牢靠。
启动气泵，气泵通过管道、气嘴1-3、抽气槽1-4抽取吸盘1与SiO2气凝胶零件之间的空气，实现SiO2气凝胶零件的装夹。
零件加工特征仅为外圆弧面，外圆弧面留有余量2mm。数控铣设备为三轴加工中心，采用以磨头代铣刀，刀具采用定制电镀金刚石磨头，其中刀具直径D＝Φ16mm，总长L＝90mm,刃长L0＝30，粒度20。
气凝胶加工会产生粉尘，因此为设备配备吸尘器，操作者佩戴防尘面罩。先将吸盘1连接好，在凸台1-1上安装密封橡胶圈。将SiO2气凝胶零件保持扣在橡胶密封圈上，开启气泵，将连接凸台1-1的气嘴1-3打开，等待约10秒，真空泵气压指针稳定后松开手，此时SiO2气凝胶零件已经被吸附住，装夹完成。
启动数控铣设备，加工SiO2气凝胶零件的弧面，以UG软件编程，采用固定轮廓铣加工策略，残余高度0.3。主轴转速设置为n＝5000r/min，进给量f＝3600mm/min，切削深度ap(底刃切削)＝2mm。加工外圆弧面，保证尺寸
Figure BDA0002816301880000052
整个过程不加冷却液,60min后加工程序执行完毕。
关闭气泵，待设备作业空间内切屑及粉尘清除干净后拆卸SiO2气凝胶工件，采用吸尘器清理SiO2气凝胶工件表面凝聚颗粒及SiO2纤维断屑；采用粗砂纸(工具刀)去除SiO2气凝胶工件的棱边毛边。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种SiO2气凝胶加工方法，其特征在于，包括：
通过吸盘吸附SiO2气凝胶零件，所述吸盘的吸附面为SiO2气凝胶零件的理论型面；
将吸盘运输至数控铣设备上，通过所述数控铣设备对SiO2气凝胶零件进行机械加工；
所述SiO2气凝胶零件机械加工完毕后，得到SiO2气凝胶工件。
2.根据权利要求1所述的SiO2气凝胶加工方法，其特征在于，所述通过吸盘吸附SiO2气凝胶零件包括：
将SiO2气凝胶零件扣在吸盘上；
打开气泵，通过气泵抽取所述吸盘与所述SiO2气凝胶零件之间的空气，实现所述SiO2气凝胶零件的装夹。
3.根据权利要求2所述的SiO2气凝胶加工方法，其特征在于：
当气泵的气压指针稳定后，即可松开手，此时所述SiO2气凝胶零件已经被吸附住，依据工件零件理论型面设计的吸盘会将SiO2气凝胶隔热层恢复至理论形状，即装夹完成。
4.根据权利要求1所述的SiO2气凝胶加工方法，其特征在于，所述吸盘包括：凸台、底座及气嘴；
所述凸台与所述底座固定连接，所述凸台背离所述底座的端面为吸附面；
所述凸台内开设有空腔，所述凸台上开设有若干抽气槽，若干所述抽气槽均与所述空腔连通；
所述气嘴与所述空腔连通。
5.根据权利要求4所述的SiO2气凝胶加工方法，其特征在于：
所述凸台的边沿处开设有密封槽；
所述密封槽内固定设置有橡胶密封圈。
6.根据权利要求1所述的SiO2气凝胶加工方法，其特征在于：
所述数控铣设备的刀具为磨头。
7.根据权利要求6所述的SiO2气凝胶加工方法，其特征在于：
所述磨头采用电镀工艺粒度20的金刚石磨头。
8.根据权利要求1所述的SiO2气凝胶加工方法，其特征在于：
所述数控铣设备的主轴转速n＝3000r/min～6000r/min，进给量f＝1500mm/min～4200mm/min，切削深度ap＝1mm～2mm。
9.根据权利要求1所述的SiO2气凝胶加工方法，其特征在于，所述SiO2气凝胶加工方法还包括：吸尘器；
所述吸尘器的吸尘口对准所述SiO2气凝胶零件。
10.根据权利要求1所述的SiO2气凝胶加工方法，其特征在于：
当得到SiO2气凝胶工件时，通过粗砂纸去除所述SiO2气凝胶工件的棱边毛边。
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