[发明专利]一种铝基碳化硅螺纹精密加工方法

权利要求书

1.一种铝基碳化硅螺纹精密加工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一：将超声纵振加工刀柄安装在机床上，将超声电源与超声纵振加工刀柄的连接，将工件装夹在机床工作台上；

步骤二：在超声纵振加工刀柄末端安装预设直径的钻头，完成工件的螺纹底孔加工；

步骤三：将预设直径的钻头更换为加工螺纹所用的金刚石涂层硬质合金刀具，开启超声电源；

步骤四：调节超声电源频率与超声纵振加工刀柄末端搭载的金刚石涂层硬质合金刀具的振幅满足超声工艺的分离条件；

步骤五：开动铣削机床，金刚石涂层硬质合金刀具按设定的螺旋轨迹螺旋铣出工件的螺纹孔；

步骤六：关闭超声电源，铣出工件的螺纹出入口倒角；

在步骤四中，超声工艺的分离条件为：

h(θ)的最小值小于0；

其中，θ为刀具相对于起始点转过的角度，h为刀具的相邻两刀齿轨迹距离，h(θ)为相邻两刀齿轨迹距离随θ变化的函数，A为金刚石涂层硬质合金刀具的振幅，f为超声电源频率，n为机床主轴转速，F为每转进给量；

在步骤一中，所述超声纵振加工刀柄包括后端盖(1)、旋转供电滑环(2)、陶瓷堆(3)和前端盖(4)；其中，

所述旋转供电滑环(2)套设于所述后端盖(1)并通过螺钉固接；

所述后端盖(1)的末端与机床主轴相连接；

所述前端盖(4)与所述后端盖(1)通过螺纹连接在一起并夹紧中间的陶瓷堆(3)；

所述前端盖(1)与金刚石涂层硬质合金刀具(5)相连接；

前端盖(4)的长度L1与金刚石涂层硬质合金刀具(5)的长度L2满足以下关系式：

其中，ρ₁为前端盖(4)材料的密度，ρ₂为金刚石涂层硬质合金刀具(5)材料的密度，Y₁为前端盖(4)材料的杨氏模量，Y₂为金刚石涂层硬质合金刀具(5)材料的杨氏模量，k为非负整数，c为金刚石涂层硬质合金刀具(5)材料中纵波声速，f为系统工作频率。

2.根据权利要求1所述的铝基碳化硅螺纹精密加工方法，其特征在于：在步骤五中，设定的螺旋轨迹为：

其中，n为机床主轴转速，f_a为轴向进给速度，D_h为工件的螺纹孔的直径，D_t为刀具直径，n_t为主轴绕螺纹孔中心线公转转速，n为主轴转速，F为每转进给量，A为金刚石涂层硬质合金刀具的振幅，f为超声电源频率，z为机床Z方向坐标值，x为机床X方向坐标值，y为机床Y方向坐标值，t为加工运行时间。

3.根据权利要求2所述的铝基碳化硅螺纹精密加工方法，其特征在于：金刚石涂层硬质合金刀具圆周上一点的实时速度为：

其中，v_x为沿机床X方向速度值，v_y为沿机床Y方向速度值，v_z为沿机床Z方向速度值。

4.根据权利要求2所述的铝基碳化硅螺纹精密加工方法，其特征在于：金刚石涂层硬质合金刀具圆周上一点的实时加速度为：

其中，v′_x为沿机床X方向加速度值，v′_y为沿机床Y方向加速度值，v′_z为沿机床Z方向加速度值。

5.根据权利要求1所述的铝基碳化硅螺纹精密加工方法，其特征在于：金刚石涂层硬质合金刀具(5)的轴线与所述超声纵振加工刀柄的轴线重合。

6.根据权利要求1所述的铝基碳化硅螺纹精密加工方法，其特征在于：预设直径为2-10mm。