CN114986106A - 一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法，所述加工方法包括如下步骤：(1)采用切槽刀进行第一切削后退刀，所述第一切削的深度为密封槽要求深度的1/3～1/2；(2)所述切槽刀移动至密封槽要求宽度处进行第二切削后退刀，所述第二切削的深度为密封槽要求深度；(3)所述切槽刀移动至第一切削的位置后进行第三切削，所述第三切削与第一切削的总深度为密封槽要求深度。本发明所述的加工方法采用三次切削的加工步骤，无需人为干预清理残屑，大大提高加工效率，而且加工得到的密封槽尺寸合格，槽内所有面的表面粗糙度Ra0.4μm以下，减少了后道工序抛光时间。

Description

一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法

技术领域

本发明涉及密封槽加工技术领域，尤其涉及一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法。

背景技术

钽材料是属于高熔点难加工稀有金属，端面密封槽加工对刀具的选用和数控车床机加工参数的设定及加工工艺都有较高要求。

现有的钽材料密封槽加工技术存在的缺点：

1.钽材料密度小、强度高、导热性差，耐腐蚀强度较高，切削加工过程中较黏，断屑难，易缠刀，需要人为干预清理残屑，加工效率低；

2.切削热量集中在切削刃附近，刃区温度高，刀具磨损剧烈，从而导致密封槽底部产生积屑瘤，表面粗糙度达到Ra1.6μm以上，起不到密封的作用；

3.密封槽尺寸超出规格值，密封效果失效。

CN107486564A公开了一种异形密封槽的加工方法，该方法包括：将待加工工件装夹在车床转台上；采用切槽刀对所述待加工工件进行粗加工，以在所述待加工工件上形成初级密封槽；采用成形车刀对所述待加工工件进行精加工，以将所述初级密封槽的由所述多级台阶连接而成的槽壁加工为曲面，得到异形密封槽，成形车刀包括与曲面相匹配的切削刃。通过采用成形车刀对异形密封槽进行精加工，相比于传统的采用切削刃为平面的切槽刀进行精加工，或采用切削刃为平面的尖刀片进行数控加工的方法相比，提高了异形密封槽的加工精度和表面光洁度。

CN102248234A公开了一种导流环密封槽加工方法，其包括如下步骤：1)根据要加工的密封槽形状制造相应的电脉冲加工成型电极，并制造该成型电极用的固定支架；2)使用定位夹具固定导流环的圆弧段，使圆弧段要加工的端面与水平面垂直；3)使用成型电极根据工艺要求在圆弧段的端面上加工所述密封槽；4)对加工好的密封槽尺寸进行测量。该方法采用电脉冲加工的方式对导流环上的密封槽进行加工，简单易行，而且能有效保证加工的质量、缩短加工时间、减少加工工程中工件的变形量。采用这种电脉冲加工方式加工导流环密封槽克服了不能应用铣刀切削导流环密封槽的难题，使导流环密封槽的加工质量得到有效保证，而且大大提高了加工效率。

CN105834699A公开了轴承外圈密封槽的加工方法，解决了采用现有轴承外圈密封槽的加工方法易导致密封槽变形的问题。包括以下步骤：步骤一：在外圈的上下两侧分别精车削一级台阶、槽底倒角和槽口倒角，保证一级台阶与外圈同轴；步骤二：对外圈进行淬火和回火处理，使其硬度达到62～65HRC；步骤三：在每侧一级台阶上由外圈外至内依次硬车坡度槽和二级台阶，并车削准，保证二级台阶、坡度槽与一级台阶同轴，完成密封槽的加工。

CN104400095A公开了一种端面密封槽的加工方法，步骤一，根据零件端面密封槽的结构特点和尺寸要求，选取刀具；所述刀具的刃长要大于密封槽深度；所述刀具的直径小于等于0.7倍的槽宽；步骤二，刀具采用螺旋进刀的方式首次进入端面密封槽，轴向进给深度等于端面密封槽深度；步骤三，按照端面密封槽的加工形状，刀具采取“摆线铣”的方式进行加工，一次完成。可以显著提高端面异型密封槽的加工效率，延长刀具寿命。

但上述方法均不适用于钽靶材端面密封槽的加工。

因此，针对钽材料的特殊性质，开发一种既能保证密封槽尺寸又具有较高加工效率的钽溅射靶材端面密封槽的加工方法具有重要意义。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法，采用三次切削的加工步骤，无需人为干预清理残屑，大大提高加工效率，而且加工得到的密封槽尺寸合格，槽内所有面的表面粗糙度Ra0.4μm以下，减少了后道工序抛光时间。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法，所述加工方法包括如下步骤：

(1)采用切槽刀进行第一切削后退刀，所述第一切削的深度为密封槽要求深度的1/3～1/2；

(2)所述切槽刀移动至密封槽要求宽度处进行第二切削后退刀，所述第二切削的深度为密封槽要求深度；

(3)所述切槽刀移动至第一切削的位置后进行第三切削，所述第三切削与第一切削的总深度为密封槽要求深度。

本发明所述的钽溅射靶材端面密封槽的加工方法采用三次切削的步骤，第一切削的深度为密封槽要求深度的1/3～1/2，防止一次性切削至密封槽要求深度导致切削设备死机；第二切削在密封槽要求宽度处切削至密槽要求深度；第三切削退回到第一切削的位置，并切削至密封槽要求深度。所述加工方法操作简单，避免了刀具磨损，防止密封槽底部产生积屑瘤，分三次切削，无需人为干预清理残屑，大大提高加工效率，而且加工得到的密封槽尺寸合格，密封效果好，适合大规模推广应用。

本发明所述钽溅射靶材端面密封槽的横截面为圆形，所述密封槽要求宽度即为圆形横截面的直径。

本发明所述第一切削的深度为密封槽要求深度的1/3～1/2，例如可以是1/3、2/5、21/50、9/20或1/2等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(1)所述切槽刀包括可拆卸式硬质合金切槽刀。

优选地，步骤(1)所述切槽刀的刀片长度小于密封槽要求宽度1.5～2mm，例如可以是1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、1.95mm或2mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中切槽刀切削是旋转切削，故限定切槽刀的刀片长度与密封槽要求宽度之间的关系。

优选地，步骤(1)所述第一切削的进给量为0.005～0.01mm/r，例如可以是0.005mm/r、0.006mm/r、0.007mm/r、0.008mm/r、0.009mm/r、0.0095mm/r或0.01mm/r等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(2)所述第二切削的进给量为0.005～0.01mm/r，例如可以是0.005mm/r、0.006mm/r、0.007mm/r、0.008mm/r、0.009mm/r、0.0095mm/r或0.01mm/r等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(3)所述第三切削的进给量为0.005～0.01mm/r，例如可以是0.005mm/r、0.006mm/r、0.007mm/r、0.008mm/r、0.009mm/r、0.0095mm/r或0.01mm/r等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用

优选地，步骤(1)所述第一切削的吃刀量为0.1～0.2mm，例如可以是0.11mm、0.13mm、0.14mm、0.15mm、0.17mm、0.19mm或0.2mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(2)所述第二切削的吃刀量为0.1～0.2mm，例如可以是0.11mm、0.13mm、0.14mm、0.15mm、0.17mm、0.19mm或0.2mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(3)所述第三切削的吃刀量为0.1～0.2mm，例如可以是0.11mm、0.13mm、0.14mm、0.15mm、0.17mm、0.19mm或0.2mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(1)所述第一切削的转速为40～60r/min，例如可以是40r/min、42r/min、45r/min、50r/min、55r/min、58r/min或60r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(2)所述第二切削的转速为40～60r/min，例如可以是40r/min、42r/min、45r/min、50r/min、55r/min、58r/min或60r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(3)所述第三切削的转速为40～60r/min，，例如可以是40r/min、42r/min、45r/min、50r/min、55r/min、58r/min或60r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明优选步骤(1)所述第一切削、步骤(2)所述第二切削和步骤(3)所述第三切削的进给量为0.005～0.01mm/r，吃刀量为0.1～0.2mm，转速为40～60r/min，有效避免切槽刀断裂，保证排屑顺畅，无需仍清理残屑。

优选地，步骤(1)所述第一切削的过程中使用冷却液对切槽刀进行冷却。

优选地，步骤(2)所述第二切削的过程中使用冷却液对切槽刀进行冷却。

优选地，步骤(3)所述第三切削的过程中使用冷却液对切槽刀进行冷却。

优选地，所述冷却液包括水溶性切削液。

优选地，步骤(3)所述第三切削完成后，采用粒度为180～320的背绒砂纸对密封槽进行抛光打磨，例如可以是180、190、200、250、300或320等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明优选步骤(3)所述第三切削完成后，采用粒度为180～320的背绒砂纸对密封槽进行抛光打磨，最终加工完成后的密封槽内所有面的表面粗糙度Ra0.4μm以下，可以减少后道工序抛光时间。

优选地，所述抛光打磨的转速为150～300r/min，例如可以是150r/min、160r/min、170r/min、200r/min、240r/min、260r/min或300r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述加工方法包括如下步骤：

(1)采用切槽刀进行第一切削后退刀，所述第一切削的深度为密封槽要求深度的1/3～1/2；所述切槽刀包括可拆卸式硬质合金切槽刀；所述切槽刀的刀片长度小于密封槽要求宽度1.5～2mm；

(2)所述切槽刀移动至密封槽要求宽度处进行第二切削后退刀，所述第二切削的深度为密槽深度；

(3)所述切槽刀移动至第一切削的位置后进行第三切削，所述第三切削的深度为密封槽要求深度；

步骤(1)所述第一切削、步骤(2)所述第二切削和步骤(3)所述第三切削的进给量为0.005～0.01mm/r，吃刀量为0.1～0.2mm，转速为40～60r/min；使用水溶性切削液对切槽刀进行冷却；

所述第三切削完成后，采用粒度为180～320的背绒砂纸对密封槽进行转速为150～300r/min的抛光打磨。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供的钽溅射靶材端面密封槽的加工方法采用三次切削的加工步骤，避免了刀具磨损，防止密封槽底部产生积屑瘤，无需人为干预清理残屑，加工效率高，而且加工得到的密封槽尺寸合格，槽内所有面的表面粗糙度Ra0.4μm以下，具有大规模推广应用前景。

附图说明

图1是本发明提供的钽溅射靶材端面密封槽的加工方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明提供的钽溅射靶材端面密封槽的加工方法的流程示意图如图1所示，所述加工方法包括如下步骤：

(1)采用切槽刀进行第一切削后退刀，所述第一切削的深度为密封槽要求深度的1/3～1/2；

(2)所述切槽刀移动至密封槽要求宽度处进行第二切削后退刀，所述第二切削的深度为密封槽要求深度；

(3)所述切槽刀移动至第一切削的位置后进行第三切削，所述第三切削与第一切削的总深度为密封槽要求深度。

下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

实施例1

本实施例提供一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法，所述加工方法包括如下步骤：

(1)采用切槽刀进行第一切削后退刀，所述第一切削的深度为密封槽要求深度的1/2；所述切槽刀包括可拆卸式硬质合金切槽刀；所述切槽刀的刀片长度小于密封槽要求宽度1.8mm；

(2)所述切槽刀移动至密封槽要求宽度处进行第二切削后退刀，所述第二切削的深度为密槽深度；

(3)所述切槽刀移动至第一切削的位置后进行第三切削，所述第三切削的深度为密封槽要求深度；

步骤(1)所述第一切削、步骤(2)所述第二切削和步骤(3)所述第三切削的进给量为0.006mm/r，吃刀量为0.12mm，转速为45r/min；使用水溶性切削液对切槽刀进行冷却；

所述第三切削完成后，采用粒度为180的背绒砂纸对密封槽进行转速为200r/min的抛光打磨。

实施例2

本实施例提供一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法，所述加工方法包括如下步骤：

(1)采用切槽刀进行第一切削后退刀，所述第一切削的深度为密封槽要求深度的1/3；所述切槽刀包括可拆卸式硬质合金切槽刀；所述切槽刀的刀片长度小于密封槽要求宽度2mm；

(2)所述切槽刀移动至密封槽要求宽度处进行第二切削后退刀，所述第二切削的深度为密槽深度；

(3)所述切槽刀移动至第一切削的位置后进行第三切削，所述第三切削的深度为密封槽要求深度；

步骤(1)所述第一切削、步骤(2)所述第二切削和步骤(3)所述第三切削的进给量为0.01mm/r，吃刀量为0.1mm，转速为60r/min；使用水溶性切削液对切槽刀进行冷却；

所述第三切削完成后，采用粒度为320的背绒砂纸对密封槽进行转速为150r/min的抛光打磨。

实施例3

本实施例提供一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法，所述加工方法包括如下步骤：

(1)采用切槽刀进行第一切削后退刀，所述第一切削的深度为密封槽要求深度的2/5；所述切槽刀包括可拆卸式硬质合金切槽刀；所述切槽刀的刀片长度小于密封槽要求宽度1.7mm；

(2)所述切槽刀移动至密封槽要求宽度处进行第二切削后退刀，所述第二切削的深度为密槽深度；

(3)所述切槽刀移动至第一切削的位置后进行第三切削，所述第三切削的深度为密封槽要求深度；

步骤(1)所述第一切削、步骤(2)所述第二切削和步骤(3)所述第三切削的进给量为0.005mm/r，吃刀量为0.15mm，转速为40r/min；使用水溶性切削液对切槽刀进行冷却；

所述第三切削完成后，采用粒度为200的背绒砂纸对密封槽进行转速为300r/min的抛光打磨。

实施例4

本实施例提供一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法，所述加工方法包括如下步骤：

(1)采用切槽刀进行第一切削后退刀，所述第一切削的深度为密封槽要求深度的9/20；所述切槽刀包括可拆卸式硬质合金切槽刀；所述切槽刀的刀片长度小于密封槽要求宽度1.5mm；

(2)所述切槽刀移动至密封槽要求宽度处进行第二切削后退刀，所述第二切削的深度为密槽深度；

(3)所述切槽刀移动至第一切削的位置后进行第三切削，所述第三切削的深度为密封槽要求深度；

步骤(1)所述第一切削、步骤(2)所述第二切削和步骤(3)所述第三切削的进给量为0.006mm/r，吃刀量为0.2mm，转速为48r/min；使用水溶性切削液对切槽刀进行冷却；

所述第三切削完成后，采用粒度为320的背绒砂纸对密封槽进行转速为250r/min的抛光打磨。

综合实施例1～4可知，采用本发明提供的钽溅射靶材端面密封槽的加工方法，无需人工清理残屑，加工效率高，且加工得到的钽溅射靶材端面密封槽尺寸合格，密封槽底部无积屑瘤。

实施例5

本实施例提供一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法，所述加工方法除了步骤(1)所述第一切削、步骤(2)所述第二切削和步骤(3)所述第三切削的进给量替换为0.002mm/r外，其余均与实施例1相同。

实施例6

本实施例提供一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法，所述加工方法除了步骤(1)所述第一切削、步骤(2)所述第二切削和步骤(3)所述第三切削的进给量替换为0.02mm/r外，其余均与实施例1相同。

实施例7

本实施例提供一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法，所述加工方法除了步骤(1)所述第一切削、步骤(2)所述第二切削和步骤(3)所述第三切削的吃刀量替换为0.05mm外，其余均与实施例1相同。

实施例8

本实施例提供一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法，所述加工方法除了步骤(1)所述第一切削、步骤(2)所述第二切削和步骤(3)所述第三切削的吃刀量替换为0.3mm外，其余均与实施例1相同。

实施例9

本实施例提供一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法，所述加工方法除了步骤(1)所述第一切削、步骤(2)所述第二切削和步骤(3)所述第三切削的转速替换为30r/min外，其余均与实施例1相同。

实施例10

本实施例提供一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法，所述加工方法除了步骤(1)所述第一切削、步骤(2)所述第二切削和步骤(3)所述第三切削的转速替换为70r/min外，其余均与实施例1相同。

综合实施例5～10可知，当步骤(1)所述第一切削、步骤(2)所述第二切削和步骤(3)所述第三切削的进给量，吃刀量和转速不在本发明限定的范围内，会造成切槽刀断裂，排屑不顺畅。

对比例1

本对比例提供一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法，所述加工方法除了步骤(1)所述第一切削的深度为密封槽要求深度外，其余均与实施例1相同。

本对比例由于第一切削的深度为密封槽要求深度，切削过深，会导致切削设备死机，无法继续进行密封槽的加工。

综上所述，本发明提供的钽溅射靶材端面密封槽的加工方法采用三次切削的加工步骤，并严格采用合适范围的切削工艺参数，避免了刀具磨损，防止密封槽底部产生积屑瘤，无需人为干预清理残屑，加工效率高，而且加工得到的密封槽尺寸合格，槽内所有面的表面粗糙度Ra0.4μm以下，具有大规模推广应用前景。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种钽溅射靶材端面密封槽的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括如下步骤：

(1)采用切槽刀进行第一切削后退刀，所述第一切削的深度为密封槽要求深度的1/3～1/2；

(2)所述切槽刀移动至密封槽要求宽度处进行第二切削后退刀，所述第二切削的深度为密封槽要求深度；

(3)所述切槽刀移动至第一切削的位置后进行第三切削，所述第三切削与第一切削的总深度为密封槽要求深度。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，步骤(1)所述切槽刀包括可拆卸式硬质合金切槽刀。

3.根据权利要求1或2所述的加工方法，其特征在于，步骤(1)所述切槽刀的刀片长度小于密封槽要求宽度1.5～2mm。

4.根据权利要求1～3任一项所述的加工方法，其特征在于，步骤(1)所述第一切削的进给量为0.005～0.01mm/r；

优选地，步骤(2)所述第二切削的进给量为0.005～0.01mm/r；

优选地，步骤(3)所述第三切削的进给量为0.005～0.01mm/r。

5.根据权利要求1～4任一项所述的加工方法，其特征在于，步骤(1)所述第一切削的吃刀量为0.1～0.2mm；

优选地，步骤(2)所述第二切削的吃刀量为0.1～0.2mm；

优选地，步骤(3)所述第三切削的吃刀量为0.1～0.2mm。

6.根据权利要求1～5任一项所述的加工方法，其特征在于，步骤(1)所述第一切削的转速为40～60r/min；

优选地，步骤(2)所述第二切削的转速为40～60r/min；

优选地，步骤(3)所述第三切削的转速为40～60r/min。

7.根据权利要求1～6任一项所述的加工方法，其特征在于，步骤(1)所述第一切削的过程中使用冷却液对切槽刀进行冷却；

优选地，步骤(2)所述第二切削的过程中使用冷却液对切槽刀进行冷却；

优选地，步骤(3)所述第三切削的过程中使用冷却液对切槽刀进行冷却；

优选地，所述冷却液包括水溶性切削液。

8.根据权利要求1～7任一项所述的加工方法，其特征在于，步骤(3)所述第三切削完成后，采用粒度为180～320的背绒砂纸对密封槽进行抛光打磨。

9.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，所述抛光打磨的转速为150～300r/min。

10.根据权利要求1～9任一项所述的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括如下步骤：

(1)采用切槽刀进行第一切削后退刀，所述第一切削的深度为密封槽要求深度的1/3～1/2；所述切槽刀包括可拆卸式硬质合金切槽刀；所述切槽刀的刀片长度小于密封槽要求宽度1.5～2mm；

(2)所述切槽刀移动至密封槽要求宽度处进行第二切削后退刀，所述第二切削的深度为密槽深度；

(3)所述切槽刀移动至第一切削的位置后进行第三切削，所述第三切削的深度为密封槽要求深度；

步骤(1)所述第一切削、步骤(2)所述第二切削和步骤(3)所述第三切削的进给量为0.005～0.01mm/r，吃刀量为0.1～0.2mm，转速为40～60r/min；使用水溶性切削液对切槽刀进行冷却；

所述第三切削完成后，采用粒度为180～320的背绒砂纸对密封槽进行转速为150～300r/min的抛光打磨。

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