一种可陶瓷化树脂基复合材料螺纹孔加工方法与流程

本发明涉及复合材料机加工技术领域，特别涉及一种可陶瓷化树脂基复合材料螺纹孔加工方法。

背景技术

近年来，随着科学技术的不断进步，材料技术得到飞速发展。复合材料作为一种新型材料已经逐渐成为21世纪的主导材料之一。复合材料具有质量轻，较高比强度、比模量，抗腐蚀、耐高温、耐烧蚀性等特点，是飞机、导弹、航天飞行器等武器的理想材料。目前复合材料结构件主要采用模压、缠绕、套装等方式制造成型。

可陶瓷化树脂基复合材料作为一种新型的复合材料，其密度、抗烧蚀性、耐高温性等更加优良。随着航空航天产品的更新换代，对飞行时间、马赫数、机动能力的要求越来越高，对防热复合材料的性能要求不断提高，需求也越来越大。

由于可陶瓷化树脂基复合材料具有材料硬度高、脆性大，加工易出现起层、掉渣、崩块、裂纹等缺陷，加工过程中纤维断裂，收缩变形较大，加工过程中易产生裂纹，刀具磨损严重等缺陷和问题。现有可陶瓷化树脂基复合材料的螺纹孔加工方法为：钳工钻底孔、钳工在钻床上用丝锥加工螺纹孔、加大螺纹底孔、更换多把丝锥修正螺纹孔。

现有技术中的加工方法的加工效率较低，无法保障螺纹孔的精度、内部及外观质量。

技术实现要素：

本申请提供了一种可陶瓷化树脂基复合材料螺纹孔加工方法，解决了或部分解决了现有技术中加工效率较低，无法保障螺纹孔的精度、内部及外观质量的技术问题。

本申请提供了一种可陶瓷化树脂基复合材料螺纹孔加工方法，包括以下步骤：

准备待加工件，所述待加工件为可陶瓷化树脂基复合材料平板；

通过铣削加工完成所述待加工件的螺纹底孔的加工；

以所述螺纹底孔的轴心为加工基准，通过螺纹铣削加工所述待加工件的内螺纹，继而完成所述可陶瓷化树脂基复合材料平板的螺纹孔的加工。

作为优选，所述准备待加工件包括：

加工所述待加工件的两面至设定厚度值；

通过硬质合金铣刀加工所述待加工件的外形。

作为优选，所述通过铣削加工完成所述待加工件的螺纹底孔的加工，具体为：通过硬质合金铣刀螺旋铣削所述待加工件的螺纹底孔。

作为优选，所述通过螺纹铣削加工完成所述待加工件的内螺纹，具体为：

通过梳齿硬质合金螺纹铣刀铣削所述内螺纹至设定尺寸。

作为优选，所述螺纹铣刀的参数控制为：转速300～400rpm，进给量80～200mm/min。

作为优选，所述通过梳齿硬质合金螺纹铣刀铣削所述内螺纹至设定尺寸之后，所述方法还包括：

在所述螺纹铣刀的参数控制不变的情况下，通过所述梳齿硬质合金螺纹铣刀再空加工一次所述内螺纹。

作为优选，所述通过螺纹铣削加工完成所述待加工件的内螺纹，具体为：通过聚晶金刚石螺纹铣刀铣削所述内螺纹至所述内螺纹的设定尺寸。

作为优选，所述通过螺纹铣削加工所述待加工件的内螺纹之后，还包括：通过硬质合金铣刀将所述螺纹底孔按照螺纹小径偏差的正差再加工一次所述螺纹底孔。

作为优选，所述通过螺纹铣削加工所述待加工件的内螺纹之后，还包括：检测所述内螺纹的精度。

作为优选，所述检测所述内螺纹的精度，包括：

通过螺纹环塞规检测所述内螺纹的精度；

通过声谐振技术检测所述内螺纹的内部裂纹；

通过人工目视检测所述内螺纹的外观质量。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请公开了一种可陶瓷化树脂基复合材料螺纹孔加工方法，首先准备了可陶瓷化树脂基复合材料平板，也即待加工件，然后通过铣削加工完成待加工件的螺纹底孔的加工，螺纹底孔的加工无需人为加大，不会像现有技术人为加大螺纹底孔而难以保证螺纹精度；除此之外，由于采用了通过铣削加工完成待加工件的螺纹底孔的加工，还会以螺纹底孔的坐标系轴心为加工基准，通过螺纹铣削加工待加工件的内螺纹，进而完成可陶瓷化树脂基复合材料平板的螺纹孔的加工；由于通过螺纹铣削完成内螺纹加工，而没有采用丝锥加工螺纹孔，故而能保证螺纹精度、内部质量及外观质量，上述加工工序的设计，先将螺纹底孔加工完成，再以其为基准加工螺纹孔，不会反复返工，能显著提高可陶瓷化树脂基复合材料平板的螺纹孔的加工效率，这样，有效解决了现有技术中加工效率较低，无法保障螺纹孔的精度、内部及外观质量的技术问题，实现了提高螺纹孔加工效率，保障螺纹孔的精度、内部及外观质量的技术效果。

附图说明

图1为本申请实施例提供的可陶瓷化树脂基复合材料螺纹孔加工方法的流程示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种可陶瓷化树脂基复合材料螺纹孔加工方法，解决了或部分解决了现有技术中加工效率较低，无法保障螺纹孔的精度、内部及外观质量的技术问题，通过铣削加工完成待加工件的螺纹底孔的加工；以螺纹底孔的坐标系为基准，通过铣削加工完成待加工件的内螺纹，然后再通过铣削加工修正螺纹底孔，最后再检测内螺纹的精度，实现了提高螺纹孔加工效率，保障螺纹孔的精度、内部及外观质量的技术效果。

参见附图1，本申请提供了一种可陶瓷化树脂基复合材料螺纹孔加工方法，包括以下步骤：

s1：准备待加工件，待加工件为可陶瓷化树脂基复合材料平板。

s2：通过铣削加工完成待加工件的螺纹底孔的加工。

s3：以螺纹底孔的轴心为加工基准，通过螺纹铣削加工待加工件的内螺纹，继而完成可陶瓷化树脂基复合材料平板的螺纹孔的加工。

除此之外，在完成可陶瓷化树脂基复合材料平板的螺纹孔的加工之后，还会通过铣削加工修正螺纹底孔，最后再检测内螺纹的精度。

其中，通过铣削加工完成待加工件的螺纹底孔的加工；以螺纹底孔的坐标系为基准，通过铣削加工完成待加工件的内螺纹；检测内螺纹的精度，上述加工工序的设计，能显著提高可陶瓷化树脂基复合材料平板的螺纹孔加工效率，通过螺纹铣削完成内螺纹加工，能保证螺纹精度、内部质量及外观质量。

进一步的，步骤s1包括：加工待加工件的两面至设定厚度值；通过硬质合金铣刀加工待加工件的外形。

进一步的，步骤s2具体为：通过硬质合金铣刀螺旋铣削待加工件的螺纹底孔，螺纹底孔的孔径公差按照小径偏差的正差控制。

作为第一种实现方式，步骤s3具体为：通过梳齿硬质合金螺纹铣刀铣削内螺纹，一次或多次铣削至内螺纹的设定尺寸，最好是一次铣削完成作业；其中，螺纹铣刀的参数控制为：转速300～400rpm，进给量80～200mm/min。

进一步的，步骤s3通过梳齿硬质合金螺纹铣刀铣削内螺纹的工序完成后，在螺纹铣刀的参数控制不变的情况下，通过梳齿硬质合金螺纹铣刀再空加工一次内螺纹。

作为另一种实现方式，步骤s3具体为：通过聚晶金刚石螺纹铣刀(pcd螺纹铣刀)铣削内螺纹，铣削至内螺纹的设定尺寸。当然，可以一次或者多次铣削至内螺纹的设定尺寸，最好是一次铣削完成作业。

进一步的，步骤s3完成后，即螺纹孔的加工完成后，可以通过硬质合金铣刀将螺纹底孔按照螺纹小径偏差的正差再加工一次螺纹底孔，即实现螺纹底孔的修正加工，采用螺旋铣削螺纹底孔和修正加工，能良好保证螺纹底孔的尺寸。

进一步的，在检测内螺纹的精度的具体实施过程中，通过螺纹塞规检测内螺纹的精度，通过声谐振技术检测内螺纹的内部裂纹；通过人工目视检测内螺纹的外观质量，采用上述检测手段能有效控制螺纹孔精度和缺陷。

下面通过具体实施例来详细介绍本申请的可陶瓷化树脂基复合材料螺纹孔加工方法：

待加工零件为口盖结构，材料由可陶瓷化树脂基复合材料模压而成。

口盖结构的毛坯尺寸为160mm×50mm×22mm，零件尺寸为140mm×35mm×20mm，其上的螺纹孔为m16×2-6h(数量不等，为示意)，螺纹孔加工依次包括：

1、加工螺纹底孔步骤：

加工口盖两面至厚度尺寸为20mm。

用硬质合金铣刀加工口盖外形。

螺旋铣削螺纹底孔，孔径尺寸按螺纹小径极限偏差的正差，即φ14⁺0^0.21控制。

依次加工所有螺纹底孔。

2、加工螺纹孔步骤：

以螺纹底孔的加工基准及坐标系保持不变。

用m16×2梳齿硬质合金螺纹铣刀铣削内螺纹，螺纹铣削参数：s＝300rpm，f＝100mm/min；采用pcd螺纹铣刀时，切削参数：s＝1500rpm，f＝1800mm/min。

在加工程序、切削参数不变的情况下，用梳齿螺纹铣刀再铣削一次内螺纹。

同样的方法，加工其他螺纹孔。

3、螺纹底孔的修正步骤：

用硬质合金铣刀将螺纹底孔按φ14⁺0^0.21再加工一次。

4、检测步骤：

采用专用螺纹塞规检测螺纹孔精度。

采用声谐振技术检测螺纹孔内部裂纹。

采用人工目视检测螺纹孔外观质量。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。