某複合材料晶元上覆合角加工技巧

2022-11-11 06:21:05 字數 3112 閱讀 7971

t ni薏。

北京遙測技術研究所(100076)尹京偉

在某些特殊領域的產品零件材料經常採用複合材料,且零件形狀各異,造成機械加工方法也不好正常確定。若外形為異形,則定位加工難度加大。那麼針對某金屬與非金屬複合材料,首先,應解決材料的可加工性;其次是解決外形形狀的可加工性,從而實現零件的加工成形。

例:某電路零件晶元的外形形似正四角星形狀(見圖1),晶元的材料是可加工陶瓷為基體,兩

面附著紫銅薄皮的復合板材(見圖2)。

技術要求

l未注倒角45。2保持銳邊圖1

一、生產加工中

遇到的問題

(1)由於材料特

殊,在材料切割及外形

加工時,不能採用通用

圖2類銑削刀具完成板材的切割及最終的銑削加工,原因是銑削刀具切割的不連續性,會造成材料邊緣及零件夾角產生崩裂。

(2)結合復合角的特殊性和材料的特殊性,

36參磊柵工

此零件不適合在數控加工中心上完成加工。

(3)因材料基體的特殊性,加工中不能使用

切削液。

(4)零件較小,無法採用通用類夾具完成定

位裝夾加工。

二、解決思路及方案

首先,刀具的使用應根據陶瓷的基體特性,採用薄砂輪片在普通臥式銑床上將原較大板材切割成正方形,結合零件外形復合角的特性,在普通立式銑床上加工復合角,必須製作特殊刀具,提高切削連續性及切削刀具的紅硬性,並確定刀具進給的方

式,才能防止切削過程中零件四角尖點的崩裂問題,從而實現此材料的可加工性。

其次,由於零件外形的斜面屬於復合斜面,在普通立式銑床上加工,需用工裝進行轉化,使零件

加工平面與工具機工作台臺面相平行,且零件兩個單側側面交線與工具機縱向導軌軌跡重合,來實現各個

角度的可加工性。

1.復合角的分析計算

(1)零件四角星上的空間斜面是相對於空間

座標系中三個座標平面都傾斜的平面,它是由空間中不在同一直線上的三個點或兩平行直線來確定的。這種平面的加工,由實踐中得到的經驗是首先

確定它與兩個座標面的傾角,這樣其傾斜方向就可確定了(見圖3)。

(2)計算:已知側面倒角求 gah(側面公共邊與底面夾角)。

設日g/l

(1)圖

3一tan(45。一 1)](2)由式(1)和式(2)得

tan gag 4

一tan(45。一1)])

即(3)復合角的轉換:沿零件的橫縱對稱平面和零件底面做 、y、z三座標係平面,獲得側面△ gc的法相向量為

側面△age的法相向量為

cos45。×雲

所以側面夾角0有

cos 0:

:2sin281.

結果:在圖3所示座標系中,以 c為軸線,使gac平面沿反向正向旋轉/gah的互餘角90。

是gac平面上的ga軸線垂直

於軸並相交,同時平行於鈾。然後,以ga為軸線,以法相負方向旋轉6。,使gac平面平行於坐

標係側平面z日y,這樣可實現44.68。平面和6。平面在胎具上形成後,使得gac平面平行於胎具基

面,且ga與軸重合。

即在零件側面交線偏轉44.68。後,還需水平

旋轉0/2=6。,才可使零件復合斜面與工具機檯面平

行。2.胎具的最終確定

六面體上加工出零件基面與胎具夾緊面的夾角=90。一實現了符合角度的二維旋轉,並在胎具的底面的兩側分別加工出6。

的倒角,從而實現了復合角度的三維旋轉,最終轉

囂化為零件加工平面與胎具底面倒角面相平行,且零

件側面交線與工具機縱向導軌軌跡重合的情況(見圖

4)。以萎ll/^f

\未注公差±o02

圖 4由於復合角的加工使零件前後形狀發生改變,

需要在胎具銑出左右兩個凹模,分別實現零件在胎

具中的定位。用自製壓板及螺釘夾緊(見圖5、圖

6)。圖

5圖63.刀具的確定及切削引數選用

(i)為了避免刀具在切削過程中與夾具的干涉現象,製作了t字形刀具(見圖7)。刀具基體採用了t9a優質碳素工具鋼。並採用磨削原理,在切削刃部分鍍一層金剛石粉,以提高切削連續性。

圖7參磊冷加工腳;37

t n慧

高硬度內球面上軸向油槽加工

漳州職業技術學院 (福建

363000)

張明建某公司有多種大型、特大型系列鉸接球窩產品,因工作時承受過載,需在內球面上加工ⅳ條(~≥20)均布軸向自潤滑油槽(見圖1)。該系列大型、特大型鉸接球窩熱處理硬度達58~62hrc,在內球面上加工軸向油槽,加工工藝性差(需四軸、甚至五軸數控銑床,採用球頭銑刀工件繞球心擺角加工),再由於軸向油槽為非敞開油槽,加工工藝性更差。若熱處理前先加工油槽,油

槽需加工較深,且易造成熱處理後精車、細車內球c圖1

(2)在立式銑床上,選用主軸轉速進給速度

(3)在切削過程中,選擇正確的切削進給方向,避免崩尖現象。

三、結語

通過以上方法,成功將電路零件晶元的外形尺

寸加工到圖樣尺寸。本文給普通銑床加工複雜的復

合斜面提供了一定的參考思路,並給某些非金屬複合材料的切削加工提供了一些參考。mw

(收稿日期

38,一露冷加工

面加工刀具因斷續切削交變載荷衝擊而崩刃,刀具

成本高,另油槽先加工若存在加工缺陷易造成熱處理後區域性應力集中;若熱處理後內球面精加工好再加工油槽,會由於工件硬度高,油槽難於加工。基於上述加工工藝難點,尚未有效降低成本的加工手段,該公司鉸接球窩內球面上軸向油槽採用熱處理後內球面精加工好,再數控電火花加工油槽,數控電火花加工這些軸向油槽,加工費很高。

1.加工方法

基十上述鉸接球窩內球面上軸向油槽的加工工藝難點,本文提出鉸接球窩熱處理後內球面精加工,數控銑床裝加長90。角度頭夾持砂輪磨削軸向

油槽的加工方法,可解決這一難題。具體加工方法

如下:在數控銑床裝如圖2n示加長90。角度頭,數控銑床裝上90。角度頭後,刀具旋轉中心線叮以與主軸旋轉中心線成90。加工

工件。該角度頭輸入轉速與輸

出轉速為1:1,切削液為外冷

轉內冷,因此,數控銑床主軸必須裝有與90。角度頭外冷轉內冷裝置對接的專用接頭,切

削液壓力需達以

上,將磨削產生的磨屑及時衝

走,以免堵塞砂輪孔隙,影響砂輪的自銳性。

圖 2將角度頭的銑

鑽削頭改裝成能裝

夾如圖3n示非標定

制砂輪,該非標定圖3

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