[发明专利]一种复合材料金属斜孔的钻削方法

说明书

一种复合材料金属斜孔的钻削方法，它有八大步骤：一、定位夹紧；二、螺旋铣φ12.3斜孔；三、钻φ9.3通孔；四、钻M16螺纹底孔；五、镗φ17.4沉头孔；六、机床攻M16*2螺纹；七、手工攻M16*2螺纹；八、完成加工，拆卸工装。本发明针对航天产品共有的典型特征——连接斜孔，解决复合材料金属斜孔在加工中易“让刀”，加工精度不高和依赖钻模等问题，为无法安装钻模的异型壳体的斜孔钻削提供一种有效的解决方案，在复合材料金属斜孔的加工领域里具有实际参考价值。

技术领域

本发明属于金属复合材料切削技术领域，更具体的，涉及一种多材料复合斜孔的高精度低成本钻削方法。

背景技术

航天产品多采用复合材料金属的双层结构，外层防热复合材料硬度高，不能浸水，内层金属材料硬度较低，易产生切屑刮伤复合材料。各部段均采用斜孔连接，而斜孔钻削时由于轴线不垂直于钻削平面，在钻削硬度高的材料(如航天产品外层防热复合材料)时，极易引起钻头钻入时偏离轴线，造成孔的垂直度超差，即“让刀”现象。传统工艺多采用钻模来保证斜孔钻削精度，该方法虽然可以保证孔的形位精度，但是一方面钻模的安装增加了装夹时间，另一方面钻模对刀具的持续磨损，也一定程度加剧了刀具的磨损，降低了加工经济性。

除此之外，由于同时钻削两种材料的斜孔，在同一法平面上存在两种材料，复合材料与金属材料的性能差异，导致加工时刀具受力不均，极易引起孔的轮廓度超差，以及螺纹一侧较深，一侧较浅，影响后续各部段的装配。

发明内容

本发明的技术解决问题为：克服现有技术的不足，提供一种高精度低成本的复合材料金属斜孔的钻削方法，以解决现有复合材料金属斜孔钻削中存在的“让刀”及攻丝偏心等问题。该工艺方法可有效提升斜孔钻削的形位精度，降低加工成本。

本发明采用的技术方案为：

一种复合材料金属斜孔的钻削方法，步骤如下：

(1)定位夹紧：

将万能转台放置于机床工作台上并找正，夹紧万能转台，将工件安装于万能转台上，并定位夹紧，夹紧后，翻转万能转台至待钻削斜孔的轴线与机床工作台垂直；

(2)在工件上螺旋铣削直径为B的斜孔，铣削至复合材料层，不进入金属层；

(3)在直径为B的斜孔基础上，与直径为B的斜孔同轴，继续钻直径为A的通孔；

(4)与直径为B的斜孔同轴，钻直径为C的螺纹底孔；

(5)与直径为B的斜孔同轴，镗直径为E的沉头孔；

(6)通过机床，在直径为C的螺纹底孔上攻直径为D的螺纹孔的螺纹导向；

(7)手工攻直径为D的螺纹孔的螺纹；

(8)完成复合材料金属斜孔的加工，拆卸工装。

本发明相比现有技术具有的优点及功效：

(1)本发明采用分次钻削的方式，降低了每次钻削的材料去除量，可有效改善钻削复合材料金属双层结构的斜孔时受力不均的情况，同时可有效避免钻削金属材料时产生过大切削热而无法冷却的情况发生。

(2)本发明采用先在斜孔上钻出定位平台的方式，可有效避钻削复合材料斜孔时，由于复合材料硬度高及钻头轴线不垂直于加工平面，所造成的“让刀”现象，解决了钻削斜孔需要依靠钻模保证形位精度的难题，可将此技术用于外形异型难以安装钻模的部段的斜孔加工。

(3)本发明采用机床和手工攻丝相结合的方式，既可以避免机床攻丝在攻至同时含有复合材料及金属材料时容易偏心的问题，也可以避免手工攻丝垂直度差的问题，是一种加工复合材料金属斜孔螺纹的有效手段。

附图说明

图1为整个加工方法的流程图；