[发明专利]一种在陶瓷基复合材料构件上加工孔的方法及打孔机构

说明书

本发明涉及一种在陶瓷基复合材料构件上加工孔的方法以及打孔过程中使用的打孔机构，以解决现有技术中存在的陶瓷基复合材料构件孔的加工难度大，且加工过程容易对构件产生边缘性损伤的问题。该方法包括将密度为1.6～1.8g/cm³的陶瓷基复合材料构件预制体固定在工作台上；根据不同加工区域设定打孔参数；根据打孔参数在预制体上打孔；打孔完成后，对预制体进行CVI沉积。使用的打孔机构包括机床夹持机构、方位调节机构、工具夹持机构、气动制孔工具，气动制孔工具包括气动工具及制孔刀具，工具夹持机构用于固定气动制孔工具，方位调节机构的一端与工具夹持机构连接，用于调整工具夹持机构的空间方位，机床夹持机构将方位调节机构的另一端固定在机床主轴上。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷基复合材料构件的加工方法，具体涉及一种在陶瓷基复合材料构件上加工孔的方法。本发明还涉及上述在陶瓷基复合材料构件上加工孔的方法中使用的打孔机构。

背景技术

陶瓷基复合材料是一种兼有金属材料、陶瓷材料和碳材料性能优点的热结构/功能一体化新型材料，具有耐高温、低密度、高比强、高比模、抗氧化、抗烧蚀、对裂纹不敏感，不发生灾难性毁损等特点，在机械、航空航天、核、能源等领域有着广泛的应用。陶瓷基复合材料构件的基体材料是碳化硅,其硬度排在金刚石、立方氮化硼(CBN)之后，是典型的超高温硬度材料，因此对陶瓷基复合材料构件进行机械加工的难度极大，尤其是孔的加工，且加工过程容易对构件产生边缘性损伤。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的陶瓷基复合材料构件孔的加工难度大，且加工过程容易对构件产生边缘性损伤的问题，而提供了一种在陶瓷基复合材料构件上加工孔的方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种在陶瓷基复合材料构件上加工孔的方法，其特殊之处在于，具体按照以下步骤实施：

1)选取密度为1.6～1.8g/cm³的陶瓷基复合材料构件预制体，将预制体固定在工作台上；

2)根据不同加工区域设定打孔参数

切削SiC基体涂层时，制孔刀具的旋转线速度为35-50m/min，切削速率为0.003-0.01mm/r；

切削纤维铺层时，制孔刀具的旋转线速度为30-45m/min，切削速率为0.01-0.018mm/r；

3)根据步骤2设定的打孔参数在预制体上打孔；

4)打孔完成后，对预制体进行CVI沉积。

进一步地，所述打孔的直径范围为1.2mm至40mm。

进一步地，步骤3所述在预制体上打孔具体是指使用打孔机构在预制体上打孔；

所述打孔机构包括机床夹持机构、方位调节机构、工具夹持机构、气动制孔工具；

所述气动制孔工具包括气动工具以及气动工具驱动的制孔刀具；

所述工具夹持机构用于固定气动制孔工具；

所述方位调节机构的一端与工具夹持机构连接，用于调整工具夹持机构的空间方位；

所述机床夹持机构将方位调节机构的另一端固定在机床主轴上。

本发明还提供了上述在陶瓷基复合材料构件上加工孔的方法中使用的打孔机构，其特殊之处在于：

包括机床夹持机构、方位调节机构、工具夹持机构、气动制孔工具；

所述气动制孔工具包括气动工具以及气动工具驱动的制孔刀具；

所述工具夹持机构用于固定气动制孔工具；