一种基于基体热软化效应的复合材料高效高精铣削工艺制造技术

一种基于基体热软化效应的高体积分数（体积分数大于30%）SiC颗粒增强铝基复合材料零件的铣削工艺，其中包含铣削加工工艺参数、PCD刀具颗粒度、刀具的磨钝标准、粗/精加工刀具悬伸长度/直径、刀具的几何尺寸和形状，最终实现对该种材料零件的高效高精度铣削加工，保证已加工工件表面粗糙度Ra值稳定达到0.4μm以下。

【技术实现步骤摘要】
一种基于基体热软化效应的复合材料高效高精铣削工艺
本专利技术解决了高体积分数SiC颗粒增强的铝基复合材料加工效率、加工精度低、刀具磨损快的问题，属于金属切削加工工艺领域。
技术介绍
铝基碳化硅复合材料具有高比强度和比刚度、低热膨胀系数、低密度、高屈服强度、良好的尺寸稳定性、导热性以及耐磨、耐疲劳等优异的力学性能和物理性能，使其在航空航天、汽车、军事、电子、体育用具等领域被广泛应用。但是目前高体积分数SiC颗粒增强的铝基复合材料存在加工效率和精度低、刀具磨损剧烈等问题，严重制约了其工业应用。目前通常采用普通铣削方式对铝基碳化硅材料进行低速铣削加工，其加工效率低，刀具磨损严重，并且加工工件的表面粗糙度Ra值一般都大于I U m,很难达到较高的加工精度要求。研究发现，干式高速铣削的方式产生的热量能够软化铝基碳化硅复合材料的基体材料，使得SiC颗粒在刀具推力的作用下较易被压入基体材料中，从而提高加工表面质量。为此，本研究基于基体热软化效应的高速铣削方法，根据SiC颗粒体积分数为30%以上的高体积分数SiC颗粒增强的铝基复合材料的特点，研究了相应的加工工艺方案，实现了针对该材料零件的高效高精度铣削加工工艺。
技术实现思路
一种基于基体热软化效应的高体积含量(体积含量大于30%) SiC颗粒增强铝基复合材料零件的铣削加工工艺，其中包含铣削加工工艺参数、PCD刀具颗粒度、刀具的磨钝标准、粗/精加工刀具悬伸长度、刀具的几何尺寸和形状，最终实现对该种材料高效高精度铣削的加工，保证已加工工件表面粗糙度Ra值小于0.4iim。【附图说明】附图1:刀具几何形貌附图2:典型零件加工过程示意图【具体实施方式】以附图2中所示SiC体积分数为65%的铝基复合材料典型零件的加工为例，其完整的加工工艺分为粗铣和精铣两步。所用刀具为P⑶刀具，颗粒度为IOii m，刀具的磨钝标准为VC=0.6mm,粗/精加工刀具的悬伸长度L为刀具直径d的3倍，刀具的端面形貌如附图1所示。具体实施过程如下:1、将立铣刀安装到数控铣床的相应刀位上，将2mm厚的长方体形工件安装在铣床工作台上。2、通过数控铣床的接触式定位探头测量工件的位置，求出工件中心坐标，然后根据工件几何尺寸要求和初始侧壁加工余量0.2mm确定刀具切入坐标点和环形走刀路径。3、采用刀尖圆弧半径r=0.4mm的O 3立铣刀进行粗加工，将铣刀顺时针旋转推进到加工切入处，设定切深0.02mm,铣削速度150m/min，每齿进给量0.02mm/r,沿上步确定的走刀路径进刀。加工过程中为保证刀具寿命，大部分为顺铣，仅虚线部分为逆铣。4、以同样的切削用量和加工路线逐层加工，直到深度方向余量为0.1mm时为止。5、采用刀尖圆弧半径为r=0.1mm的03立铣刀进行精加工。切深0.02臟，铣削速度150m/min,每齿进给量0.01mm/r。此时,侧壁不留余量,更新环形走刀路径的具体位置，刀具开始顺时针旋转沿新路径走刀。6、以同样的切削用量和加工路线逐层加工，直到深度方向余量为Omm时为止。7、退出铣刀，高体积分数SiC颗粒的铝基复合材料的薄壁件铣削加工完成。工件槽内加工表面粗糙度Ra值小于0.4 ii m。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于基体热软化效应的高体积分数（体积分数大于30%）SiC颗粒增强铝基复合材料零件的铣削工艺，其中包含铣削加工工艺参数、PCD刀具颗粒度、刀具的磨钝标准、粗/精加工刀具悬伸长度、刀具的几何尺寸和形状。

【技术特征摘要】
1.一种基于基体热软化效应的高体积分数(体积分数大于30%)SiC颗粒增强铝基复合材料零件的铣削工艺，其中包含铣削加工工艺参数、PCD刀具颗粒度、刀具的磨钝标准、粗/精加工刀具悬伸长度、刀具的几何尺寸和形状。2.根据权利要求1所述一种用于高体积含量SiC颗粒增强的铝基复合材料零件的铣削加工工艺，其特征在于，所述具体加工工艺参数为:切削速度100~500m/min，进给量.0.02~0.05mm/r,铣削深度0.05~0.3mm,从而使基体达到热软化温度。3.根据权利要求1所述一种用于高体积含量SiC颗粒增强的铝基复合材料零件的铣削加工工艺，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：解丽静，王西彬，王涛，彭松，孙峰，史兴宽，付纳新，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：