含细长斜孔特征的铁氧体板类小结构件加工方法及其工装与流程

本专利涉及一种含细长斜孔特征的铁氧体板类小结构件加工方法及其工装，可实现空间尺寸30×30×20以内，孔径Φ1mm～Φ3mm铁氧体板类小结构件的高效精密加工。

背景技术：

铁氧体属于典型的硬脆材料，铁氧体小结构件一般采用PCD铣刀和金刚石磨头进行型面或孔特征的加工，刀具磨损严重，表面质量较差，且装夹的方式多是压板固定。但对于小结构件而言，压板压紧的装夹方式存在不足，除了需要频繁调整压紧位置外，装夹力度也较难把握，倘若压紧力度较小造成摩擦力不足，则加工过程中工件存在移动的风险，若压紧力过大，易造成工件断裂；同时对于铁氧体小结构件上的细长斜孔的加工存在着装夹困难、孔口易崩边等诸多问题。目前随着铁氧体在航空航天领域的应用日益广泛，迫切需要解决此类含细长斜孔特征的铁氧体小结构件加工的难题，提高加工质量，降本增效。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可实现含细长斜孔特征的铁氧体板类小结构件高效加工方法及其工装，结构件示意图如图1，涉及到的工装包括：基座、定位销、左固定支撑装置、右固定支撑装置、磁力吸盘、压紧条，其中磁力吸盘固定在机床工作台上，铣外形时将基座放在磁力吸盘上，毛坯固定在基座上；钻孔时左固定支撑装置和右固定支撑装置均放在基座上，相对安装，工件嵌入左、右支撑装置中，左、右固定支撑装置上有定位用的销孔，将定位销插入两销孔中定位，压紧条为钢件，放在左、右固定支撑装置和工件上，具体实施技术方案如下：

第一步：采用胶结方式将铁氧体毛坯底面粘在基座上，基座尺寸根据零件尺寸确定；将基座固定在磁力吸盘上，如图2所示，基座采用磁力固定，克服了以往铁氧体小结构件铣削加工压板压紧装夹需频繁调整压紧位置，装夹力度难把握的缺点；

第二步：采用金刚石铣磨头代替PCD铣刀超声振动辅助铣磨加工结构件外部型面轮廓至图纸尺寸要求，铣磨加工相对于铣削加工具有切削力小、刀具耐用度高、成本低、表面质量好等优势；

第三步：对于结构件侧面上的斜孔特征，设计了方便拆卸的钢质左右对开辅助支撑钻孔工装，辅助支撑的内部轮廓仿照结构件外形设计，能够与结构件外形匹配，且左右件上均设有定位销孔及钻孔导向孔，销孔中插入定位销加以定位；进行钻孔可有效降低孔口崩边程度，提高成品率，工装侧面上设有钻孔导向孔。第二步铣磨加工完成后拆下工件，将待加工细长斜孔的工件嵌在左固定装置和右固定装置之中，左、右固定装置相对安装，其尺寸和外形根据零件外形轮廓确定，手动夹紧，插入定位销进行定位，并将工装放在磁力吸盘上，打表找正工装后，将压紧条置于上方，限制Z轴方向自由度，如图3、4所示，找正完毕后，将钢质压紧片放在工装上方限制工件Z轴方向自由度，启动磁力吸盘即完成工件装夹，然后采用金刚石套料钻经过工装导向孔超声振动辅助进行结构件细长斜孔加工。

超声振动辅助加工工艺参数如下：

一、金刚石铣磨头铣磨外形轮廓：

铣磨头直径：Φ8-Φ12；转速n＝90000～12000r/min；进给f＝400～600mm/min；铣磨端面切深a_p1＝0.05-0.1mm，铣磨侧面切深a_p2＝0.1～0.3mm；超声振幅A＝9-10um。

二、金刚石套料钻钻孔：

套料钻直径：Φ1-Φ3；转速n＝10000～13000r/min；钻削Φ1～Φ2孔时进给：f＝5～8mm/min，钻削Φ2～Φ3孔时进给：f＝10～15mm/min；每2mm深提刀排屑一次；超声振幅A＝9-10um。

附图说明

图1为含细长斜孔特征的铁氧体板类小结构件结构示意图；其中，(a)为含细长斜孔特征的铁氧体板类小结构件侧视图；(b)为图(a)的A-A剖视图；

图2为一种含细长斜孔特征的铁氧体板类小结构件铣磨外形工装；

图3为一种含细长斜孔特征的铁氧体小结构件斜孔加工工装分解图；

图4为一种含细长斜孔特征的铁氧体小结构件斜孔加工工装俯视图；

1：基座；2：定位销；3：左固定支撑装置；4：右固定支撑装置；5：磁力吸盘；6压紧条；7：结构件毛坯。

具体实施方式

下面通过实例对发明做进一步的说明，但是需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

本发明的目的在于提供一种可实现含细长斜孔特征的铁氧体板类小结构件高效加工方法及其工装，结构件示意图如图1，涉及到的工装包括：基座、定位销、左固定支撑装置、右固定支撑装置、磁力吸盘、压紧条，具体实施技术方案如下：

第一步：采用胶结方式将铁氧体毛坯底面粘在基座上，将基座固定在磁力吸盘上，如图2所示，基座靠磁力固定；

第二步：采用金刚石铣磨头代替PCD铣刀超声振动辅助铣磨加工结构件外部型面轮廓至图纸尺寸要求；

第三步：对于结构件侧面上的斜孔特征，设计了方便拆卸的钢质左右对开辅助支撑钻孔工装，辅助支撑的内部轮廓仿照结构件外形设计，能够与结构件外形匹配，且左右件上均设有定位销孔及钻孔导向孔，销孔中插入定位销加以定位；进行钻孔可有效降低孔口崩边程度，提高成品率，工装侧面上设有钻孔导向孔。第二步铣磨加工完成后拆下工件，将待加工细长斜孔的工件嵌在左固定装置和右固定装置之中，左、右固定装置相对安装，手动夹紧，插入定位销进行定位，并将工装放在磁力吸盘上，打表找正工装后，将压紧条置于上方，限制Z轴方向自由度，如图3、4所示，找正完毕后，将钢质压紧片放在工装上方限制工件Z轴方向自由度，启动磁力吸盘即完成工件装夹，然后采用金刚石套料钻经过工装导向孔超声振动辅助进行结构件细长斜孔加工。

超声振动辅助加工工艺参数如下：

一、金刚石铣磨头铣磨外形轮廓：

铣磨头直径：Φ12；转速n＝10000r/min；进给f＝500mm/min；铣磨端面切深a_p1＝0.08mm，铣磨侧面切深a_p2＝0.2mm；超声振幅A＝9.9um。

二、金刚石套料钻钻孔：

套料钻直径：Φ1.2和Φ2；转速n＝10000r/min；钻削Φ1.2孔时进给：f＝5mm/min，钻削Φ2孔时进给：f＝12mm/min；每2mm深提刀排屑一次；超声振幅A＝9.9um。

使用本加工方法及工装，避免了铁氧体小结构件加工过程中需频繁调整压板压紧位置，压板预紧力过大工件按易断裂，细长斜孔加工直接钻孔时孔口崩边严重的问题，保证结构件形位公差要求的同时大大提高了加工效率，对此类含细长斜孔特征的铁氧体小结构件加工有一定的借鉴意义。