陶瓷基復合材料艙段組件的加工方法技術

本發明專利技術公開了一種陶瓷基復合材料艙段組件的加工方法，以工件的金屬端面為基準找平金屬端面的平面度小于或等于第一預設值；以工件上已加工出的銷孔底孔為基準初定工件中心，進行粗加工出工件外形至留有加工余量，其中，銷孔底孔加工在工件的金屬端面上：渦流檢測加工余量是否均勻；在渦流檢測的結果確認加工余量均勻后，精加工工件外形至尺寸；以金屬端面為基準找平金屬端面的平面度小于或等于第二預設值；以精加工至尺寸后的工件外形為基準再次確定工件中心，進行加工金屬端面至尺寸。本發明專利技術解決了加工陶瓷基復合材料艙段組件時難以控制加工變形帶來的壁厚不均的技術問題，提高了陶瓷基復合材料艙段組件的產品精度。

The processing method of cabin assembly of ceramic matrix composites

The invention discloses a method for processing ceramic composite cabin components, metal workpiece is datum plane leveling metal face of less than or equal to a first preset value; the pin hole bottom on the workpiece were processed with reference to the initial workpiece center, rough machined workpiece shape to a machining allowance among them, the pin hole bottom hole machining in the metal surface of workpiece machining allowance: detection of eddy current is uniform; in eddy current testing results confirm the uniform allowance after finishing to the shape of workpiece size; to metal surface as a benchmark for Pinjin is face flatness is less than or equal to second preset value; the shape of workpiece machining to size the benchmark to determine the workpiece center for processing, metal surface to size. The invention solves the technical problem of processing of ceramic matrix composite cabin component is difficult to control the machining deformation caused by uneven wall thickness, improve the cabin component of ceramic matrix composite materials product precision.

【技術實現步驟摘要】
陶瓷基復合材料艙段組件的加工方法
本專利技術屬于機械加工
，特別涉及一種陶瓷基復合材料艙段組件的加工方法。
技術介紹
近年來，隨著科學技術的不斷進步，材料技術得到飛速發展。復合材料已經逐漸成為主導材料之一。復合材料具有質量輕，較高比強度、比模量，抗腐蝕、耐高溫、耐燒蝕性等特點，是飛機、導彈、航天飛行器等武器的理想材料。“金屬+復合材料”是目前在導彈武器系統中比較通用的一類結構件，目前主要采用纏繞、套裝等技術制造。陶瓷基復合材料作為一種新興的復合材料，其抗腐蝕、耐高溫的性能更加強大。隨著航空航天產品的更新換代，對飛行時間、馬赫數的要求越來越高，對防熱復合材料的性能等要求不斷提高，需求也越來越大。現有復合材料艙段組件的加工步驟如下為：(1)以端面銷孔為基準加工工件外形；(2)粗、精加工工件外形至尺寸；(3)精加工各開口至尺寸。由于陶瓷基復合材料的硬度高、脆性大，加工易起層、掉渣，銳邊易崩塊；刀具磨損快，加工易變形，壁厚均勻性、加工余量等與理論狀態有較大差異。現有復合材料艙段組件的加工方法始終使用端面銷孔為基準進行加工會出現加工變形，應用于陶瓷基復合材料艙段組件的加工又無法全面協調加工余量，因此現有復合材料艙段組件的加工方法用于加工陶瓷基復合材料艙段組件時難以控制加工變形帶來的壁厚不均。
技術實現思路
本專利技術實施例提供的一種陶瓷基復合材料艙段組件的加工方法，解決了現有加工方法用于加工陶瓷基復合材料艙段組件時難以控制加工變形帶來的壁厚不均的技術問題。本專利技術實施例提供了一種陶瓷基復合材料艙段組件的加工方法，包括依次執行的如下步驟：以工件的金屬端面為基準，找平所述金屬端面的平面度小于或等于第一預設值；以所述工件上已加工出的銷孔底孔為基準初定工件中心，進行粗加工出工件外形至留有加工余量，其中，所述銷孔底孔加工在所述工件的金屬端面上：渦流檢測所述加工余量是否均勻；在所述渦流檢測的結果確認所述加工余量均勻后，精加工所述工件外形至尺寸；以所述金屬端面為基準找平所述金屬端面的平面度小于或等于第二預設值；以精加工至尺寸后的所述工件外形為基準再次確定工件中心，進行加工所述金屬端面至尺寸。優選的，所述以所述工件上已加工出的銷孔底孔為基準初定工件中心，進行粗加工出工件外形至留有加工余量，包括：從所述工件的小端到大端進行試切所述工件外形的加工面至留有均勻余量；采用多晶體金剛石銑刀按最終狀態留余量沿陶瓷基復合材料的纏繞方向順銑加工所述工件外形的所述加工面均見光。優選的，所述最終狀態留余量為0.5～1mm。優選的，所述精加工所述工件外形至尺寸，具體為：采用單晶體金剛石銑刀沿陶瓷基復合材料的纏繞方向順銑加工所述工件外形至尺寸。優選的，所述以精加工至尺寸后的所述工件外形為基準再次確定工件中心，進行加工所述金屬端面至尺寸，包括依次執行的如下步驟：金屬端面加工步驟：先采用金剛石涂層銑刀的側刃切削所述金屬端面至留有余量，后采用所述金剛石涂層銑刀的底刃分層切削所述金屬端面至尺寸；端面密封凸臺加工步驟：先采用所述金剛石涂層銑刀的側刃切削端面密封凸臺加工位置至單面留余量，后采用所述金剛石涂層銑刀的底刃從上向下順銑分層切削所述端面密封凸臺加工位置至單面留余量，再采用所述金剛石涂層銑刀精加工所述端面密封凸臺加工位置至尺寸；鏜加工端面銷孔至尺寸。優選的，在所述進行加工所述金屬端面至尺寸之后，所述加工方法還包括：壓板從所述金屬端面至外形側面將待加工U型槽的U型槽邊壓緊后，采用螺旋下刀方式進行分段、分層加工出U型槽口；壓板從所述金屬端面至所述外形側面將待加工開口下陷的開口下陷邊壓緊后，采用所述螺旋下刀方式進行分段、分層加工出開口下陷；壓板從所述金屬端面至所述外形側面將待加工密封槽的密封槽邊壓緊后，采用所述螺旋下刀方式進行分段、分層加工出密封槽。優選的，在所述采用所述螺旋下刀方式進行分段、分層加工出密封槽之后，所述加工方法還包括：檢測所述工件的線性尺寸；渦流檢測所述金屬端面中防熱層的壁厚；以所述金屬端面及已經加工至尺寸的端面銷孔為基準進行檢測所述工件的形位公差；通過兩端的所述端面銷孔固定防護板。優選的，所述第一預設值與所述第二預設值均為0.05。本專利技術實施例提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：1、先以加工出的銷孔底孔為基準粗加工工件外形，再用渦流檢測方法確定加工余量均勻性后精加工所述工件外形至尺寸，再以工件外形為基準精加工金屬端面及各開口，從而渦流檢測與基準轉換相結合確定各步驟的加工坐標系，可全面分析陶瓷基復合材料艙段組件的加工余量，從而準確控制加工變形帶來的壁厚不均，并且結合了加工不同特征時為不同加工基準，解決了現有加工方法用于加工陶瓷基復合材料艙段組件時難以控制加工變形帶來的壁厚不均的技術問題，有效提高了陶瓷基復合材料艙段組件的產品精度，以保證滿足產品裝配要求。2、由于壓板從金屬端面至外形側面將待加工U型槽的U型槽邊壓緊后加工出U型槽口；壓板從金屬端面至外形側面將待加工開口下陷的開口下陷邊壓緊后加工出開口下陷；壓板從金屬端面至所述外形側面將待加工密封槽的密封槽邊壓緊后加工出密封槽，加工不同特征對應采用不同的裝夾位置，避免了加工過程中金屬端面的防熱層棱邊起層、掉渣，能保證殼體質量。3、由于采用了防護板固定在金屬端面，保護了金屬端面的防熱層棱邊及密封凸臺。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例中陶瓷基復合材料艙段組件的立體圖；圖2為本專利技術實施例中陶瓷基復合材料艙段組件的俯視圖。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本專利技術實施例提供的一種陶瓷基復合材料艙段組件的加工方法，需要說明的是，在不沖突的情況下，本專利技術中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。如圖1和圖2所示，陶瓷基復合材料艙段組件為薄壁菱形結構，毛坯材料由石墨型鑄造而成，該陶瓷基復合材料艙段組件的加工方法包括依次執行的如下步驟：步驟1、以工件的金屬端面1為基準找平金屬端面1的平面度小于或等于第一預設值。比如，第一預設值為0.05mm，則以工件的金屬端面1為基準找平金屬端面1的平面度≤0.05mm。根據具體實施過程中的加工需求，第一預設值設置為其他大于或小于0.05mm的其他近似值也屬于本專利技術的保護范圍，比如，0,04～0.06均可。步驟2、以工件上已加工出的銷孔底孔為基準初定工件中心，進行粗加工出工件外形至留有加工余量，其中，銷孔底孔加工在工件的金屬端面1上。具體的，依次執行如下試切步驟和粗銑步驟進行粗加工出工件外形至留有加工余量。試切步驟為：從工件的小端到大端進行試切工件外形的加工面至留有均勻余量。粗銑步驟為：采用多晶體金剛石銑刀按最終狀態留余量沿陶瓷基復合材料的纏繞本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種陶瓷基復合材料艙段組件的加工方法，其特征在于，包括依次執行的如下步驟：以工件的金屬端面為基準，找平所述金屬端面的平面度小于或等于第一預設值；以所述工件上已加工出的銷孔底孔為基準初定工件中心，進行粗加工出工件外形至留有加工余量，其中，所述銷孔底孔加工在所述金屬端面上：渦流檢測所述加工余量是否均勻；在所述渦流檢測的結果確認所述加工余量均勻后，精加工所述工件外形至尺寸；以所述金屬端面為基準找平所述金屬端面的平面度小于或等于第二預設值；以精加工至尺寸后的所述工件外形為基準再次確定工件中心，進行加工所述金屬端面至尺寸。

【技術特征摘要】
1.一種陶瓷基復合材料艙段組件的加工方法，其特征在于，包括依次執行的如下步驟：以工件的金屬端面為基準，找平所述金屬端面的平面度小于或等于第一預設值；以所述工件上已加工出的銷孔底孔為基準初定工件中心，進行粗加工出工件外形至留有加工余量，其中，所述銷孔底孔加工在所述金屬端面上：渦流檢測所述加工余量是否均勻；在所述渦流檢測的結果確認所述加工余量均勻后，精加工所述工件外形至尺寸；以所述金屬端面為基準找平所述金屬端面的平面度小于或等于第二預設值；以精加工至尺寸后的所述工件外形為基準再次確定工件中心，進行加工所述金屬端面至尺寸。2.如權利要求1所述的陶瓷基復合材料艙段組件的加工方法，其特征在于，所述以所述工件上已加工出的銷孔底孔為基準初定工件中心，進行粗加工出工件外形至留有加工余量，包括：從所述工件的小端到大端進行試切所述工件外形的加工面至留有均勻余量；采用多晶體金剛石銑刀按最終狀態留余量沿陶瓷基復合材料的纏繞方向順銑加工所述工件外形的所述加工面均見光。3.如權利要求2所述的陶瓷基復合材料艙段組件的加工方法，其特征在于，所述最終狀態留余量為0.5～1mm。4.如權利要求1所述的陶瓷基復合材料艙段組件的加工方法，其特征在于，所述精加工所述工件外形至尺寸，具體為：采用單晶體金剛石銑刀沿陶瓷基復合材料的纏繞方向順銑加工所述工件外形至尺寸。5.如權利要求1所述的陶瓷基復合材料艙段組件的加工方法，其特征在于，所述以精加工至尺寸后的所述工件外形為基準再次確定工件中心，進行加工所述金屬端面至尺寸，包括依次...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王躍強，張穎，
申請(專利權)人：湖北三江航天紅陽機電有限公司，
類型：發明
國別省市：湖北,42