[发明专利]一种离子推进器碳栅组件制孔方法

权利要求书

1.一种离子推进器碳栅组件制孔方法，其特征在于，该方法先将球冠形碳栅组件“三明治”式装夹在机床工作台上，利用阶梯钻头一次性加工出碳栅组件不同直径的成对小孔，同时利用高压液氮进行冷却加工，降低切削温度；然后在数控系统的控制下完成其余碳栅阵列孔的钻削；方法的具体步骤如下：

第一步 碳栅组件“三明治”式装夹

球冠形碳栅组件由屏栅极(2)和加速栅极(4)组成；铝合金垫板的面形与对应栅极配合面的面形保持一致；将铝合金下垫板(5)、加速栅极(4)、铝合金中间垫板(3)、屏栅极(2)与铝合金上压板(1)按顺序叠置在一起，形成“三明治”式装夹构型，完成碳栅组件法向定位；将定位销(6)插入屏栅极(2)和加速栅极(4)周向均布的3个定位孔(d)中，完成碳栅组件周向定位；将预装的“三明治”夹具放置在工作台上，采用多个压板(10)均匀压紧夹具，使得铝合金垫板与栅极配合面紧密贴合，完成碳栅组件的“三明治”式装夹；

第二步 阶梯钻削成对小孔

首先，阶梯钻头(7)快速进给到夹具上方第i个成对小孔H_i的入钻点Q_i1，且保证阶梯钻头(7)的轴线(e)与第i个成对小孔H_i的轴线c_i一致；接着，阶梯钻头(7)沿第i个成对小孔H_i的轴线c_i进给运动至第i个成对小孔H_i的加工参考点Q_i2，阶梯钻头(7)前端的小直径切削刃(a)在加速栅极(4)上加工出小直径孔，同时阶梯钻头(7)后端的大直径切削刃(b)在屏栅极(2)上加工出大直径孔；最后，阶梯钻头(7)退刀至第i个成对小孔H_i的入钻点Q_i1，一次性加工出碳栅组件第i个成对小孔H_i；

第三步 碳栅组件液氮冷却制孔

在数控系统的控制下，在完成第i个成对小孔H_i的制孔后，阶梯钻头(7)运动至第i+1个成对小孔H_i+1的入钻点Q_(i+1)1，重复第二步，加工第i+1个成对小孔H_i+1；阶梯钻头(7)按照预先规划的刀具路径对碳栅组件实施阵列式成对小孔加工；同时，液氮(9)被高压喷射至钻孔区域，施以超低温冷却；液氮喷嘴(8)喷射方向与阶梯钻头(7)的轴线(e)保证较小角度，以在较小流量下获得更好的冷却效果；加工完成碳栅阵列孔，拆卸“三明治”夹具，完成碳栅组件制孔。