一种微波铁氧体材料小直径深孔的超声振动加工方法
【专利摘要】本发明涉及一种微波铁氧体材料小直径深孔的超声振动加工方法，包括如下步骤：搭建微波铁氧体材料超声振动制孔系统，设置机床电主轴的转速n；设置超声波电源的参数f、A；进行微波铁氧体材料小直径深孔的加工；停止机床电主轴及超声波电源，取下工件。本发明可以解决微波铁氧体材料小直径深孔加工废品率高、刀具磨损快、尺寸精度差、加工成本高的问题，实现该材料零件小直径深孔的高效和高质量加工。
【专利说明】一种微波铁氧体材料小直径深孔的超声振动加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微波铁氧体材料小直径深孔的超声振动加工方法。
【背景技术】
[0002]由于微波铁氧体器件小型化、轻量化、高性能的设计需求，在微波铁氧体材料上经常需要加工出直径小于2mm，长径比大于5的小直径深孔，且由于微波铁氧体器件对电气性能的需求，对孔的尺寸精度及表面质量要求较高。微波铁氧体材料硬度高、脆性强、气孔多、导热系数小，在加工过程中易产生裂纹及脆性断裂，对刀具磨损严重，这些特性给其精密加工带来了困难。
[0003]目前微波铁氧体材料孔的加工普遍采用预制孔工艺，在微波铁氧体原材料压型过程中预置芯模，再通过高温烧结成型。这样形成的孔的尺寸和形位精度较差，直接影响微波铁氧体器件的电气性能，增加了装配、电气调试难度，成品率很低。采用传统的铣削、钻削加工方法对微波铁氧体材料进行小直径深孔的加工时，由于材料的脆性以及加工温度的影响，易出现小孔入口和出口处的崩边、甚至整体的断裂破碎。因此对于小直径深孔，采用传统的孔的加工技术很难实现。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种微波铁氧体材料小直径深孔的超声振动加工方法，解决微波铁氧体材料小直径深孔难以用传统加工方法进行高质量加工的问题。
[0005]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
[0006]一种微波铁氧体材料小直径深孔的超声振动加工方法，包括如下步骤:
[0007]I)搭建微波铁氧体材料超声振动制孔系统
[0008]所述微波铁氧体材料超声振动制孔系统包括机床电主轴、超声振动专用刀柄、金刚石磨杆及超声波电源，所述超声振动专用刀柄的顶端与所述机床电主轴相连接，底端与所述金刚石磨杆相连接，所述超声波电源与所述超声振动专用刀柄的电能输入端相连接；
[0009]2)将微波铁氧体材料的工件装夹在机床工作台上
[0010]将微波铁氧体材料的工件安装在相应的装夹工装上，将装夹工装安装在机床工作台上;
[0011 ] 3)设置机床电主轴的转速η
[0012]启动机床，通过机床控制系统，设置所述机床电主轴的转速，所述超声振动专用刀柄在所述机床电主轴的带动下以与所述机床电主轴同样的转速转动；
[0013]4)设置超声波电源的参数f、A
[0014]启动所述超声波电源，设置超声波电源的频率及超声振动幅值，所述超声振动刀柄接收到超声波电源的电信号后，带动所述金刚石磨杆开始以设置的频率和幅值进行振动；
[0015]5)将所述微波铁氧体材料进行小直径深孔加工；
[0016]6)停止所述机床电主轴及超声波电源，取下微波铁氧体材料的工件，即可。
[0017]本发明的有益效果是:
[0018]本发明方法可以解决微波铁氧体材料小直径深孔加工难度大、废品率高、加工质量不稳定的问题，实现该材料零件小直径深孔的高效和高质量的加工，提高微波铁氧体器件的电气性能，满足微波铁氧体器件小型化、轻量化、高性能的设计需求。
[0019]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0020]进一步，在步骤5)中，将所述微波铁氧体材料进行小直径深孔加工的具体步骤如下:使用电镀金刚石磨杆或金属结合剂金刚石磨杆，采取进刀打孔-退刀排屑的循环方式对所述微波铁氧体材料的工件进行小孔加工，往复循环，直至加工到所需孔的深度Imm?40mmo
[0021]进一步，所述电镀金刚石磨杆或金属结合剂金刚石磨杆的直径为Φ0.6mm?Φ 2mm,金刚石粒度为180#?280#。
[0022]进一步，所述进刀打孔-退刀排屑的循环方式的具体工艺条件如下:打孔进给速度为2?5mm/min,退刀进给速度为50?200mm/min,每循环进刀距离为0.05?0.15mm,退刀距离为0.2?0.5mm。
[0023]进一步，在步骤3)中，所述机床电主轴的转速为3000?5000r/min。
[0024]进一步，在步骤4)中，所述超声波电源的频率为20?50KHz，所述超声振动幅值为10 ?20 μ m。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明所使用的微波铁氧体材料超声振动制孔系统的结构示意图；
[0026]图2为本发明微波铁氧体材料小直径深孔的超声振动加工方法的加工过程示意图；
[0027]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0028]1、机床电主轴，2、超声波电源，3、超声振动专用刀柄，4、金刚石磨杆，5、工件，6、装夹工装，7、机床工作台。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0030]一种微波铁氧体材料小直径深孔的超声振动加工方法，如图2所示，包括如下步骤:
[0031]I)搭建微波铁氧体材料超声振动制孔系统；如图1所示，包括机床电主轴1、超声振动专用刀柄3、金刚石磨杆4及超声波电源2，所述超声振动专用刀柄3的顶端与所述机床电主轴I相连接，底端与所述金刚石磨杆4相连接，所述超声波电源2与所述超声振动专用刀柄3的电能输入端相连接。
[0032]2)将微波铁氧体材料的工件5装夹在机床工作台7上
[0033]将微波铁氧体材料的工件5安装在相应的装夹工装6上，将装夹工装6安装在机床工作台7上；
[0034]3)设置机床电主轴I的转速η
[0035]启动机床，通过机床控制系统，设置所述机床电主轴I的转速η为3000?5000r/min,所述超声振动专用刀柄3在所述机床电主轴I的带动下以与所述机床电主轴I同样的转速转动；
[0036]4)设置超声波电源2的参数f、A
[0037]启动所述超声波电源2，设置超声波电源2的频率f为20?50KHz及超声振动幅值A为10?20 μ m，所述超声振动刀柄3接收到超声波电源2的电信号后，带动所述金刚石磨杆4开始以设置的频率和幅值进行振动；
[0038]5)将所述微波铁氧体材料进行小直径深孔加工
[0039]使用直径为Φ0.6ι?πι?Φ 2mm,金刚石粒度为180#?280#的电镀金刚石磨杆或金属结合剂金刚石磨杆，采取进刀打孔-退刀排屑的循环方式对所述微波铁氧体材料的工件5进行小孔加工,打孔进给速度为2?5mm/min,退刀进给速度为50?200mm/min,每循环进刀距离为0.05?0.15mm,退刀距离为0.2?0.5mm,如没达到加工尺寸要求，可继续往复循环，直至加工到所需孔的深度Imm?40mm ；
[0040]6)停止所述机床电主轴I及超声波电源2，取下微波铁氧体材料的工件5，即可。
[0041]以下通过几个具体的实施例以对本发明进行具体的说明。
[0042]实施例1
[0043]针对一种石榴石系微波铁氧体材料工件上Φ 2mm深20mm的小直径深孔进行超声振动加工，如图2所示,包括如下步骤:
[0044]I)搭建微波铁氧体材料超声振动制孔系统；如图1所示，包括机床电主轴1、超声振动专用刀柄3、金刚石磨杆4及超声波电源2，所述超声振动专用刀柄3的顶端与所述机床电主轴I相连接，底端与所述金刚石磨杆4相连接，所述超声波电源2与所述超声振动专用刀柄3的电能输入端相连接。
[0045]2)将微波铁氧体材料的工件5装夹在机床工作台7上
[0046]将微波铁氧体材料的工件5安装在相应的装夹工装6上，将装夹工装6安装在机床工作台7上；
[0047]3)设置机床电主轴I的转速η
[0048]启动机床，通过机床控制系统，设置所述机床电主轴I的转速η为3800r/min，所述超声振动专用刀柄3在所述机床电主轴I的带动下以与所述机床电主轴I同样的转速转动；
[0049]4)设置超声波电源2的参数f、A
[0050]启动所述超声波电源2，设置超声波电源2的频率f为20KHz及超声振动幅值A为20 μ m，所述超声振动刀柄3接收到超声波电源2的电信号后，带动所述金刚石磨杆4开始以设置的频率和幅值进行振动；
[0051 ] 5)将所述微波铁氧体材料进行小直径深孔加工
[0052]使用直径为Φ2πιπι，金刚石粒度为180#的电镀金刚石磨杆，采取进刀打孔-退刀排屑的循环方式对所述微波铁氧体材料的工件5进行小孔加工,打孔进给速度为5mm/min,退刀进给速度为200mm/min,每循环进刀距离为0.15mm,退刀距离为0.5mm,如没达到加工尺寸要求，可继续往复循环，直至加工到所需孔的深度20_ ；
[0053]6)停止所述机床电主轴I及超声波电源2，取下微波铁氧体材料的工件5，即可。
[0054]实施例2
[0055]针对一种石榴石系微波铁氧体材料工件上Φ Imm深1mm的小直径深孔进行超声振动加工，如图2所示,包括如下步骤:
[0056]I)搭建微波铁氧体材料超声振动制孔系统；如图1所示，包括机床电主轴1、超声振动专用刀柄3、金刚石磨杆4及超声波电源2，所述超声振动专用刀柄3的顶端与所述机床电主轴I相连接，底端与所述金刚石磨杆4相连接，所述超声波电源2与所述超声振动专用刀柄3的电能输入端相连接。
[0057]2)将微波铁氧体材料的工件5装夹在机床工作台7上
[0058]将微波铁氧体材料的工件5安装在相应的装夹工装6上，将装夹工装6安装在机床工作台7上；
[0059]3)设置机床电主轴I的转速η
[0060]启动机床，通过机床控制系统，设置所述机床电主轴I的转速η为4200r/min，所述超声振动专用刀柄3在所述机床电主轴I的带动下以与所述机床电主轴I同样的转速转动；
[0061 ] 4)设置超声波电源2的参数f、A
[0062]启动所述超声波电源2，设置超声波电源2的频率f为35KHz及超声振动幅值A为12 μ m，所述超声振动刀柄3接收到超声波电源2的电信号后，带动所述金刚石磨杆4开始以设置的频率和幅值进行振动；
[0063]5)将所述微波铁氧体材料进行小直径深孔加工
[0064]使用直径为Φ 1mm，金刚石粒度为240#的金属结合剂金刚石磨杆，采取进刀打孔-退刀排屑的循环方式对所述微波铁氧体材料的工件5进行小孔加工，打孔进给速度为3mm/min,退刀进给速度为100mm/min,每循环进刀距离为0.08mm,退刀距离为0.3mm,如没达到加工尺寸要求，可继续往复循环，直至加工到所需孔的深度10_ ；
[0065]6)停止所述机床电主轴I及超声波电源2，取下微波铁氧体材料的工件，即可。
[0066]实施例3
[0067]针对一种尖晶石系微波铁氧体材料工件上Φ 0.6mm深6_的小直径深孔进行超声振动加工，如图2所示,包括如下步骤:
[0068]I)搭建微波铁氧体材料超声振动制孔系统；如图1所示，包括机床电主轴1、超声振动专用刀柄3、金刚石磨杆4及超声波电源2，所述超声振动专用刀柄3的顶端与所述机床电主轴I相连接，底端与所述金刚石磨杆4相连接，所述超声波电源2与所述超声振动专用刀柄3的电能输入端相连接。
[0069]2)将微波铁氧体材料的工件5装夹在机床工作台7上
[0070]将微波铁氧体材料的工件5安装在相应的装夹工装6上，将装夹工装6安装在机床工作台7上；
[0071]3)设置机床电主轴I的转速η
[0072]启动机床，通过机床控制系统，设置所述机床电主轴I的转速η为5000r/min，所述超声振动专用刀柄3在所述机床电主轴I的带动下以与所述机床电主轴I同样的转速转动；
[0073]4)设置超声波电源2的参数f、A
[0074]启动所述超声波电源2，设置超声波电源2的频率f为50KHz及超声振动幅值A为10 μ m，所述超声振动刀柄3接收到超声波电源2的电信号后，带动所述金刚石磨杆4开始以设置的频率和幅值进行振动；
[0075]5)将所述微波铁氧体材料进行小直径深孔加工
[0076]使用直径为Φ0.6mm，金刚石粒度为280#的金属结合剂金刚石磨杆，采取进刀打孔-退刀排屑的循环方式对所述微波铁氧体材料的工件5进行小孔加工，打孔进给速度为2mm/min,退刀进给速度为50mm/min,每循环进刀距离为0.05mm,退刀距离为0.2mm,如没达到加工尺寸要求，可继续往复循环，直至加工到所需孔的深度6mm ；
[0077]6)停止所述机床电主轴I及超声波电源2，取下微波铁氧体材料的工件，即可。
[0078]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种微波铁氧体材料小直径深孔的超声振动加工方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)搭建微波铁氧体材料超声振动制孔系统， 所述微波铁氧体材料超声振动制孔系统包括机床电主轴、超声振动专用刀柄、金刚石磨杆及超声波电源，所述超声振动专用刀柄的顶端与所述机床电主轴相连接，底端与所述金刚石磨杆相连接，所述超声波电源与所述超声振动专用刀柄的电能输入端相连接； 2)将微波铁氧体材料的工件安装在相应的装夹工装上，将装夹工装安装在机床工作台上； 3)启动机床，通过机床控制系统，设置所述机床电主轴的转速，所述超声振动专用刀柄在所述机床电主轴的带动下以与所述机床电主轴同样的转速转动； 4)启动所述超声波电源，设置超声波电源的频率及超声振动幅值，所述超声振动刀柄接收到超声波电源的电信号后，带动所述金刚石磨杆开始以设置的频率和幅值进行振动； 5)将所述微波铁氧体材料进行小直径深孔加工； 6)停止所述机床电主轴及超声波电源，取下微波铁氧体材料的工件，即可。
2.根据权利要求1所述的微波铁氧体材料小直径深孔的超声振动加工方法，其特征在于，在步骤5)中，将所述微波铁氧体材料进行小直径深孔加工的具体步骤如下:使用电镀金刚石磨杆或金属结合剂金刚石磨杆，采取进刀打孔-退刀排屑的循环方式对所述微波铁氧体材料的工件进行小孔加工，往复循环，直至加工到所需孔的尺寸要求Imm?40mm。
3.根据权利要求2所述的微波铁氧体材料小直径深孔的超声振动加工方法，其特征在于，所述电镀金刚石磨杆或金属结合剂金刚石磨杆的直径为Φ 0.6mm?Φ 2mm,金刚石粒度为 180# ?280#。
4.根据权利要求2所述的微波铁氧体材料小直径深孔的超声振动加工方法，其特征在于，所述进刀打孔-退刀排屑的循环方式的具体工艺条件如下:打孔进给速度为2?5mm/min,退刀进给速度为50?200mm/min,每循环进刀距离为0.05?0.15mm,退刀距离为0.2 ?0.5mm。
5.根据权利要求1至4任一项所述的微波铁氧体材料小直径深孔的超声振动加工方法，其特征在于，在步骤3)中，所述机床电主轴的转速为3000?5000r/min。
6.根据权利要求1至4任一项所述的微波铁氧体材料小直径深孔的超声振动加工方法，其特征在于，在步骤4)中，所述超声波电源的频率为20?50KHz，所述超声振动幅值为10 ?20 μ m0
【文档编号】B24B1/04GK104148994SQ201410363511
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】贾文铮, 卞玉柱, 史兴宽 申请人:北京无线电测量研究所