[实用新型]一种针对铝基碳化硅复合材料的加工装置

说明书

一种针对铝基碳化硅复合材料的加工装置，包括计算机、激光辅助加热部分和铣削加工部分；铣削加工部分包括机床工作台、机床主轴和微刃铣刀；机床主轴垂直朝下设置，机床主轴下端设有弹簧夹头，微刃铣刀上端部装夹弹簧夹头内；机床工作台上设置有夹持器，夹持器上夹持有铝基碳化硅复合材料的工件，夹持器连接有三向测力仪，三向测力仪通过数据采集卡与计算机连接；激光辅助加热部分设置在机床工作台旁边，激光辅助加热部分对工件待加工部位进行加热。本实用新型在铣削加工作业过程中，可加快切屑排出，消除刀具颤振，降低磨料磨损和黏着磨损，降低铣削力与切削热，保证加工尺寸精度，提高工件表面质量与加工效率，节约加工成本。

技术领域

本实用新型属于精密超精密加工技术领域，具体涉及一种针对铝基碳化硅复合材料的加工装置。

背景技术

铝基碳化硅复合材料具有比强度高、热膨胀系数低、热稳定性好等特点，被广泛应用于国防、航天、电子及化学工业等领域。硬质相碳化硅颗粒分布在铝基体中，颗粒在增强材料物理力学性能的同时增加了它的切削加工难度，使其在加工中常产生凸起、裂纹、坑洞等表面缺陷; 在工件边缘出现毛刺、崩边、碎裂及剥落等棱边损伤，普通铣削刀具容易被碳化硅颗粒磨损并出现崩刃等现象，从而导致零件表面完整性差、尺寸精度差等问题，难以满足加工要求，增大了加工成本。

高速铣削铝基碳化硅材料过程中，等齿距铣刀因各刀齿铣削力波形完全相同而易引起加工系统产生自激振动，不但会降低加工表面质量、表面精度以及加工效率，还会减小刀具使用寿命。疏密齿微刃铣刀能够有效抑制铣削加工过程中的振动问题。

激光加热可以通过激光加热，提高材料塑性，以此提高材料去除率，避免技工过程中出现裂纹，降低切削力，减少刀具磨损，但会导致铝基软化，易产生积屑瘤，并会出现温度高铝基软化覆盖材料表面，影响加工效率。因此，亟需一种加工装置及方法，使得铝基碳化硅材料的铝基软化、切屑塑性增强并快速切除，减少颗粒破碎，降低切削力，减少刀具磨损，提高加工效率并节约加工成本。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种针对铝基碳化硅复合材料的加工装置，其首先是激光束对工件待加工部分进行加热，将铝基软化，停止发射激光，然后微刃铣刀进行铣削处理。在激光辅助加热软化基础上，应用一种阵列型疏密齿微刃铣刀，使得加工效率提高、表面完整性增强、刀具寿命提高、颤振减少、塑性切除等。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种针对铝基碳化硅复合材料的加工装置，包括计算机、激光辅助加热部分和铣削加工部分；

铣削加工部分包括机床工作台、机床主轴和微刃铣刀；

机床主轴垂直朝下设置，机床主轴下端设有弹簧夹头，微刃铣刀上端部装夹弹簧夹头内；

机床工作台上设置有夹持器，夹持器上夹持有铝基碳化硅复合材料的工件，夹持器连接有三向测力仪，三向测力仪通过数据采集卡与计算机连接；计算机的显示器实时显示工件受力变化；

激光辅助加热部分设置在机床工作台旁边，激光辅助加热部分对工件待加工部位进行加热，工件通过热电偶丝与计算机连接。

激光辅助加热部分包括激光发生器、角度调节支架和激光发射头；激光发射头安装在角度调节支架上，激光发生器与激光发射头连接。

微刃铣刀为阵列型疏密齿铣削刀具，选用金刚石刀具，主要包括一体结构且同中心线的刀柄、刀颈和刀杆，刀杆外圆沿圆周方向均匀设置有四组铣削结构，四组铣削结构对应的圆心角沿圆周方向依次增大，每组铣削结构均包括沿刀杆圆周间隔设置的第一列切削刃、第二列切削刃和第三列修光刃，第一列切削刃沿长度方向间隔设有若干个第一离散分屑槽形成若干个第一刀齿，第二列切削刃沿长度方向间隔设有若干个第二离散分屑槽形成若干个第二刀齿，第一离散分屑槽和第二离散分屑槽交错布置，第一列切削刃与第二列切削刃之间、第二列切削刃与第三列修光刃之间均设有齿间分屑槽。