專利名稱：陶瓷材料高速等應(yīng)力切削防裂加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脆硬材料的防裂切削，按國際專利分類表(IPC)劃分屬作業(yè)運輸部，成型分部，機床；銑削大類，特殊エ件的銑削、特殊銑削加工小類，脆硬材料防裂切削的高速加エ技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
陶瓷，與金屬相比具有硬度高、熱穩(wěn)定性好、耐磨耐蝕性優(yōu)等特性。被用作耐火材料、陶瓷顏料，在機械、電子、光學(xué)、航空航天、生物、化學(xué)等領(lǐng)域已經(jīng)有一定程度的應(yīng)用。正因陶瓷的淬硬性，也給機械加工帶來很大難度，目前主要通過高溫?zé)Y(jié)、高速磨削和激光切割成形來生產(chǎn)氧化鋯等陶瓷制品，而燒結(jié)的變形、破裂缺陷，磨削的熱裂紋、幾何精準(zhǔn)度不高以及刀具使用壽命短等不足，激光加工零件表面的局部剝落、表面光潔度難控制等不利，均限制了陶瓷現(xiàn)在應(yīng)用的廣度和深度。按傳統(tǒng)エ藝方法，若加工過程中保持切削用量恒定，在不降低切削效率的情況下，試驗表明陶瓷切削很難避免加工裂紋、剝落甚至折斷等現(xiàn)象。其主要原因脆性陶瓷在切削過程中，切削カ隨著陶瓷顯微組織不同、刀具撓性變形以及切削刃漸進磨鈍等，是頻繁變化的。本發(fā)明通過構(gòu)建材料動態(tài)切削力切削(在切削過程中，試件承受切削力的斷面處的實時剪切應(yīng)カ理論上恒等于ー個安全應(yīng)カ的切削)模型，給出滿足等剪應(yīng)カ切削的進給量與切削時間、切削深度函數(shù)關(guān)系式，進而提出適合去除多層材料的變切深的等剪應(yīng)カ切削5軸加工刀軌生成方法。該方法實施結(jié)果表明，在不降低切削效率的情況下，高速切削陶瓷可以避免崩裂、剝落甚至折斷的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種陶瓷材料高速等應(yīng)カ切削防裂加工方法，以解決陶瓷在切削過程中產(chǎn)生崩裂、剝落甚至折斷現(xiàn)象，避免造成陶瓷エ件報廢帶來的加工成本上升等問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是該陶瓷切削防裂加工方法的步驟如下
(I)高速銑削過程等剪應(yīng)カ設(shè)計切削力模型
將復(fù)雜薄壁件制作成多用預(yù)制品并采用懸伸夾持加工，加工件看成ー懸臂梁，受三向切削力，其切削斷面的實時剪應(yīng)カ是隨加工過程中斷面的形狀和大小變化而變化的，n :刀具轉(zhuǎn)速ダ:刀具間歇前進方向'Fa :刀具軸向カ'Fr :刀具徑向カ'Ft :刀具軸向カ'Lc :加工件懸伸長度；那么，加工件在切削斷面處受純剪應(yīng)カ為
權(quán)利要求
1.陶瓷材料高速等應(yīng)カ切削防裂加工方法，該陶瓷切削防裂加工方法的步驟如下 (I)高速銑削過程等剪應(yīng)カ設(shè)計切削力模型 將復(fù)雜薄壁件制作成多用預(yù)制品并采用懸伸夾持加工，加工件看成ー懸臂梁，受三向切削力，其切削斷面的實時剪應(yīng)カ是隨加工過程中斷面的形狀和大小變化而變化的，n :刀具轉(zhuǎn)速ダ:刀具間歇前進方向'Fa :刀具軸向カ'Fr :刀具徑向カ'Ft :刀具軸向カ'Lc :加工件懸伸長度；那么，加工件在切削斷面處受純剪應(yīng)カ為—At⑴ 式(I)中,刀具軸向和周向切削力的合力；ij:切削部位瞬時斷面面積;那么，根據(jù)式(I),加工過程等剪應(yīng)カ表示為
全文摘要
本發(fā)明公開了陶瓷材料高速等應(yīng)力切削防裂加工方法，其步驟如下Step1等距三維實體模型；Step2獲取加工刀軌的最小廓形；Step3變切深加工刀軌計算；Step4變切深加工刀軌優(yōu)化；Step5切削過程進給量計算；Step6插入切入切出過渡刀軌；Step7所有切削行加工刀軌生成；Step8結(jié)束。本發(fā)明解決陶瓷在切削過程中產(chǎn)生崩裂、剝落甚至折斷現(xiàn)象，避免造成陶瓷工件報廢帶來的加工成本上升等問題。
文檔編號B28D1/18GK102773928SQ20121026840
公開日2012年11月14日 申請日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者孫全平 申請人:淮陰工學(xué)院