[发明专利]一种对SiCp/Al复合材料超声振动辅助磨削的制孔方法

说明书

本发明公开了一种对SiCp/Al复合材料超声振动辅助磨削的制孔方法，制孔的方法如下：通过磨削刀具以磨削的方式对SiCp/Al复合材料进行制孔，并结合超声辅助磨削使得磨削刀具中刀头在超声振动、机械磨削以及超声空化的共同作用下不断冲击、划擦被加工表面，使被加工材料被粉碎成细小的微粒进行去除，实现对SiCp/Al复合材料的超声辅助磨削制孔。本发明中的磨削方法使得刀具的使用寿命长，加工精度高，磨削热低，工件的加工精度高。

技术领域

本发明涉及复合材料精密加工技术领域，更具体的说是涉及一种对SiCp/Al复合材料超声振动辅助磨削的制孔方法。

背景技术

采用SiCp/Al复合材料制成的零件具有密度小、高比刚度、高比强度、良好的疲劳性能、耐热性和耐磨性等优点，被广泛应用于航天、航空等领域。但是，由于SiCp/Al复合材料在加工时脆性大、刀具磨损剧烈、加工效率低，容易产生加工缺陷，对加工的零件造成影响。

目前，主要采用麻花钻制孔的方法对SiCp/Al复合材料进行加工，在加工过程中存在以下问题：制孔过程中磨削热量不易排出，使得磨削区域温度逐渐升高，刀具寿命变短，同时还易造成加工材料的热损伤，形成加工缺陷。

因此，研究出一种刀具使用寿命长，加工精度高的对SiCp/Al复合材料进行磨削的制孔方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种刀具使用寿命长，加工精度高，磨削热低的对SiCp/Al复合材料超声振动辅助磨削的制孔方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种对SiCp/Al复合材料超声振动辅助磨削的制孔方法，制孔的方法如下：

步骤(1)，通过磨削刀具以磨削的方式对SiCp/Al复合材料进行制孔，所述磨削刀具包括：刀头、刀柄；所述刀头与所述刀柄固定连接；

所述刀头(12)由磨料和结合剂混合而成；在所述刀头的外表面上开设多个排屑槽，所述刀头在磨削过程中产生的切削粉末能够通过所述排屑槽及时排出；

步骤(2)超声辅助磨削加工系统的组成：超声辅助磨削加工系统包括：超声电源、控制部和超声刀柄；所述超声电源分别与所述控制部、超声刀柄电性连接，所述控制部和超声刀柄电性连接；超声电源产生的高频电信号会传输到控制部中，再通过控制部将高频电信号传输到超声刀柄中；

控制部将高频电能转化成相应频率的机械振动，通过超声刀柄将控制部产生的高频机械振动振幅进行放大，并传递给磨削刀具，最终作用于被加工工件表面，实现超声振动辅助磨削；

步骤(3)在超声辅助磨削加工过程中，磨削刀具在进行旋转的同时沿垂直于旋转轴的方向进行超声振动；使得磨削刀具中刀头在超声振动、机械磨削以及超声空化的共同作用下不断冲击、划擦被加工表面，使被加工材料被粉碎成细小的微粒进行去除，实现对SiCp/Al复合材料的超声辅助磨削制孔。

采用上述技术方案的有益效果是，本发明中在磨削过程中引入超声振动，可以降低磨削刀具与工件之间的摩擦力，减少磨削刀具与工件的接触时间，增强磨削刀具对工件的磨削去除作用，从而有效地提高了材料的去除率，减小磨削力，降低磨削热，减少磨削刀具磨损，改善工件的加工精度和质量。

优选的，所述步骤(1.1)中磨料选用比SiC颗粒硬度高的金刚石作为磨料，其中，金刚石磨料的颗粒度范围为60#-120#。

采用上述技术方案的有益效果是，金刚石的硬度比SiC颗粒硬度高，可以对SiCp/Al复合材料进行磨削，由于磨料的颗粒度直接影响磨削加工表面的粗糙程度，选用颗粒度在60#-120#范围内的金刚石可以保证对SiCp/Al复合材料表面加工精度的要求。

优选的，所述步骤(1)中结合剂选用的陶瓷结合剂。