一种SiCf/SiC复合材料微小孔钻削方法

技术特征：

1.一种sicf/sic复合材料微小孔钻削方法，其特征在于具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述一种sicf/sic复合材料微小孔钻削方法，其特征在于：所述制备预制孔的方法为：

3.根据权利要求2所述一种sicf/sic复合材料微小孔钻削方法，其特征在于：所述预制孔的尺寸确定，结合仿真及试验分析，在保证有效消除激光热致性缺陷对成形孔质量的影响和预留加工余量的基础上，将预制孔尺寸确定为最终成形孔尺寸的60％。

4.根据权利要求1所述一种sicf/sic复合材料微小孔钻削方法，其特征在于：所述夹具包括底座和夹持部件；两个夹持部件相对设置，并通过位置调整机构安装于底座上；

5.根据权利要求4所述一种sicf/sic复合材料微小孔钻削方法，其特征在于：所述位置调整机构包括螺杆、螺母、导向杆，所述螺杆贯穿并转动连接于底座上，两个螺母分别通过螺纹安装于螺杆上、并分别与两个夹持部件的固定端连接；旋转螺杆，通过螺母将其旋转运动转化为两个夹持部件的直线运动，以改变两个夹持部件的位置和间距；所述导向杆与螺杆平行安装，并贯穿两个夹持部件，用于夹持部件移动时的限位和导向。

6.根据权利要求1所述一种sicf/sic复合材料微小孔钻削方法，其特征在于：所述专用刀具的钻头几何参数为：钻头直径为0.5mm，柄部直径为4mm，刀具总长为50mm，螺旋排屑槽长度为5mm，刃长为7.5mm，顶角为120°。

7.根据权利要求1所述一种sicf/sic复合材料微小孔钻削方法，其特征在于：所述测试振动状态为，启动超声波发生器后将水用毛刷蘸在专用刀具上，设置并调整超声振动参数，直至刀具表面能明显看到雾化效果，即超声振动效果处在共振状态，此时的超声振动参数合理可行。

8.根据权利要求7所述一种sicf/sic复合材料微小孔钻削方法，其特征在于：所述超声振动辅助扩孔加工时采用的钻削加工切削参数：超声振动辅助钻削主轴转速为13000r/min，进给速度为6mm/min；在超声振动辅助钻削加工中使超声振动设备的电源处于打开状态。

9.根据权利要求1所述一种sicf/sic复合材料微小孔钻削方法，其特征在于：所述超声振动辅助扩孔加工时冷却方式采用普通的水基冷却液。

10.一种sicf/sic复合材料微小孔钻削系统，其特征在于：包括sicf/sic复合材料的定位夹具、毫秒激光器、数控加工机床、超声波发生器、光学检测设备、激光测振仪、冷却设备；用于实施权利要求1-9任一项所述一种sicf/sic复合材料微小孔钻削方法；

技术总结
本发明一种SiC<subgt;f</subgt;/SiC复合材料微小孔钻削方法，属于硬脆性难加工陶瓷基复合材料的微小孔加工技术领域；首先采用毫秒激光在SiC<subgt;f</subgt;/SiC复合材料上实现高效率微小通孔的加工，并结合仿真及试验验证，确定合适的预制孔尺寸及激光加工参数，将毫秒激光制孔产生的热影响区、重铸层等热致性缺陷有效控制在最终成形孔的尺寸范围内；其次选用超声振动辅助加工进行最终成形孔的制备，以减小了刀具与工件之间的接触时间和摩擦效应；最后，采用定制几何尺寸的高硬度、耐磨损的PDC(聚晶金刚石)钻头对已制备好预制孔的SiC<subgt;f</subgt;/SiC复合材料进行超声振动辅助钻削试验，可将激光制备预制孔过程中产生的热影响区、重铸层等缺陷有效去除，实现SiC<subgt;f</subgt;/SiC复合材料高精度、高质量的微小孔加工。

技术研发人员：汪文虎,肖培乾,蒋松山,熊一峰,林琳
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/7/18