[发明专利]一种高体分铝基碳化硅螺纹孔复合加工方法

权利要求书

1.一种高体分铝基碳化硅螺纹孔复合加工方法，其特征在于该方法的步骤包括：

步骤一，对高体分铝基碳化硅材料进行粗加工及高温退火热处理；

步骤二，对步骤一处理后的材料进行半精加工，半精加工时，除加工零件外形外，还利用机床钻孔功能加工螺纹底孔，并利用超声振动设备附加纵向往复微小振动；

步骤三、零件半精加工完成后，进行去应力退火处理，消除加工应力；

步骤四、利用铣磨刀具进行螺纹切削加工；

刀具基体采用钢材，在刀体及切削刃上利用铜基结合剂烧结磨料，磨粒选择人造金刚石，金刚石粒度选W0.5～W5，刀具末端开有对称斜槽，刀具搭载在超声纵振换能器上，通过对称斜槽转换作用，将纵向振动转换为纵向振动与扭转振动两种振动叠加状态；纵向振动仍沿着刀具轴向，扭转振动以刀具轴线为中心沿着刀具圆周方向振动，通过变幅杆对振动幅度放大，两种叠加的振动能够传递到刀具末端；

步骤五、基于机床铣削功能设计螺纹加工刀具轨迹；

所述刀具轨迹包括刀具的切入、切出圆弧参数，在螺旋铣磨过程中，刀具绕孔中心旋转一周的同时沿轴向进给，将螺纹大径D处的圆柱面展开，刀具尖端上任意一点运动轨迹为斜向下的一条直线；

步骤六、通过机床设备螺旋差补功能形成步骤五所述的刀具轨迹，完成螺纹外形加工。

2.根据权利要求1所述的一种高体分铝基碳化硅螺纹孔复合加工方法，其特征在于，所述高体分铝基碳化硅材料是指SiC体积分数高于50％的铝基碳化硅材料。

3.根据权利要求1所述的一种高体分铝基碳化硅螺纹孔复合加工方法，其特征在于，所述步骤二中，利用超声振动设备附加的为15～20KHz的纵向往复微小振动。

4.根据权利要求1所述的一种高体分铝基碳化硅螺纹孔复合加工方法，其特征在于，所述步骤四中，刀具砂轮磨削部分形貌与螺纹牙形相同。

5.根据权利要求1所述的一种高体分铝基碳化硅螺纹孔复合加工方法，其特征在于，所述步骤五中，刀具直径的一半与螺纹大径相等。

6.根据权利要求5所述的一种高体分铝基碳化硅螺纹孔复合加工方法，其特征在于，所述步骤六中，铣磨刀具在进行高速旋转的同时，纵向振动仍在竖直方向振动，振动方程为：Y＝Asin(ω₁t+φ₁)，扭转振动变为横向振动，振动方程为：X＝Bsin(ω₂t+φ₂)，公式中A为纵向振动幅值，B为扭转振动幅值，ω₁为纵向振动角频率，ω₂为扭转振动角频率，φ₁为纵向振动运动初始相位、φ₂为扭转振动运动初始相位，ω₁＝ω₂、φ₁＝φ₂，纵向振动和扭转振动为一直线。

7.根据权利要求6所述的一种高体分铝基碳化硅螺纹孔复合加工方法，其特征在于，当时，振动方向与刀具进给方向一致，其中P为螺距。

8.根据权利要求7所述的一种高体分铝基碳化硅螺纹孔复合加工方法，其特征在于，在实现螺纹切削的同时，对加工表面进行往复的微量磨削，能够提高牙型表面质量。