[发明专利]一种Cf

权利要求书

1.一种Cf/SiC陶瓷基复合材料车削测力辅助装置，其特征在于，包括刀具、超声车削刀柄、刀架、测力平台和L形块；

所述刀具固定安装在超声车削刀柄上；所述超声车削刀柄固定在测力平台上，使刀具的表面与测力平台的上表面平行，刀具的刀尖与Cf/SiC陶瓷基复合材料工件中心处于同一高度；所述刀具的刀长方向与Cf/SiC陶瓷基复合材料工件的轴向垂直；

所述测力平台下底面悬空，下底面两侧伸出凸台；所述L形块的一面竖直放置，另一面水平放置；所述L形块的竖直放置面固定在测力平台一侧的凸台上；

所述刀架固定在数控车床上，刀架的夹持部位包括上部和下部；所述L形块的水平放置面夹紧在刀架夹持部位的上部下表面和下部上表面之间；所述测力平台的上表面和刀架夹持部位下部的上表面保持水平且在同一水平面。

2.根据权利要求1所述的一种Cf/SiC陶瓷基复合材料车削测力辅助装置，其特征在于，所述超声车削刀柄通过三组三角规、螺栓和压板固定在测力平台上。

3.根据权利要求1所述的一种Cf/SiC陶瓷基复合材料车削测力辅助装置，其特征在于，所述刀具为PCD刀具。

4.根据权利要求1所述的一种Cf/SiC陶瓷基复合材料车削测力辅助装置，其特征在于，所述刀具形状为菱形。

5.根据权利要求1所述的一种Cf/SiC陶瓷基复合材料车削测力辅助装置，其特征在于，所述刀具的型号为DCGW11T302。

6.根据权利要求1所述的一种Cf/SiC陶瓷基复合材料车削测力辅助装置，其特征在于，所述刀具的PCD层厚度为0.5mm。

7.根据权利要求1所述的一种Cf/SiC陶瓷基复合材料车削测力辅助装置，其特征在于，所述L形块的竖直放置面通过4个螺栓固定在测力平台一侧的凸台上。

8.一种Cf/SiC陶瓷基复合材料车削测力辅助加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：准备待加工工件：车削出C_f/SiC陶瓷基复合材料棒料，并对其表面进行光整，完成后将其安装在数控车床上；

步骤2：安装测力辅助装置：将超声车削刀柄通过三组三角规、螺栓和压板固定在测力平台上；将L形块的竖直放置面通过4个螺栓固定在测力平台一侧的凸台上；将L形块的水平放置面夹紧在刀架的上部下表面和下部上表面之间；确保测力平台的上表面和刀架下部的上表面保持水平且在同一水平面；沿超声车削刀柄的方向与待加工工件的轴向垂直；

步骤3：安装刀具并连接超声电源：将PCD刀具安装在超声车削刀柄刀尖位置，使刀具的表面处于水平位置，刀尖与待加工工件中心在同一高度，并接通超声电源；

步骤4：测试振动状态：将水用毛刷蘸在刀尖部位，如果看不到雾化或水在振动，说明振动效果未处于共振状态，则继续进行调试；当刀尖部位出现雾化或水在振动，说明振动效果处于共振状态，此时使用激光位移传感器检测超声振动的振幅；

步骤5：选择冷却液：在C_f/SiC陶瓷基复合材料超声振动辅助车削试验时，选择冷却液进行车削，或者采用不添加冷却液的干式车削；

步骤6：加工参数选择及加工试验：选择超声参数、合适的工艺参数范围，对C_f/SiC陶瓷基复合材料进行关于工艺参数的三因素四水平超声振动辅助车削正交试验，并对加工过程的切削力进行测量；试验结束后，采用光学三维扫描仪分别对待加工工件加工表面三维粗糙度S_a进行测量；

步骤7：获取最优加工参数：对正交试验结果进行优化分析，获得最优的主轴转速、进给速度和切削深度参数；

步骤8：普通车削和超声振动辅助车削对比试验：采用步骤7所获取的最优工艺参数，并在给定的超声频率和超声振幅下，对C_f/SiC陶瓷基复合材料进行普通车削和超声振动辅助车削试验，对比分析切削力和三维表面粗糙度S_a检测结果。