CN 41-1243/TG ISSN 1006-852X

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

C/SiC复合材料微孔的电镀金刚石钻头钻削加工

庞继伟 李升 郭明波 王兆辉 袭建人 杨晓涛

庞继伟, 李升, 郭明波, 王兆辉, 袭建人, 杨晓涛. C/SiC复合材料微孔的电镀金刚石钻头钻削加工[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2023, 43(1): 90-95. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2022.0026
引用本文: 庞继伟, 李升, 郭明波, 王兆辉, 袭建人, 杨晓涛. C/SiC复合材料微孔的电镀金刚石钻头钻削加工[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2023, 43(1): 90-95. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2022.0026
PANG Jiwei, LI Sheng, GUO Mingbo, WANG Zhaohui, XI Jianren, YANG Xiaotao. Drilling of C/SiC composite micro holes with electroplated diamond bits[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2023, 43(1): 90-95. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2022.0026
Citation: PANG Jiwei, LI Sheng, GUO Mingbo, WANG Zhaohui, XI Jianren, YANG Xiaotao. Drilling of C/SiC composite micro holes with electroplated diamond bits[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2023, 43(1): 90-95. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2022.0026

C/SiC复合材料微孔的电镀金刚石钻头钻削加工

doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2022.0026
基金项目: 山东省高等学校青创人才引育计划–铁道车辆智能检修技术创新团队(2019152); 山东省职业教育技艺技能传承创新平台–智能制造技艺技能传承创新平台(2018035)。
详细信息
    作者简介:

    庞继伟,男,1974年生,副教授。主要研究方向:硬脆复合材料加工技术、机械CAD/CAM技术。E-mail:2891943913@qq.com

  • 中图分类号: TG58; TQ164; TH162; TB332

Drilling of C/SiC composite micro holes with electroplated diamond bits

  • 摘要:

    用金刚石基本颗粒尺寸分别为20~30,36~54和63~75 μm,直径在0.280~0.440 mm范围的6种电镀金刚石钻头,钻削三维针刺毡基C/SiC复合材料微孔,测试6种钻头的最佳加工工艺参数,分析工艺参数及金刚石基本颗粒尺寸、钻头直径等对微孔加工质量、加工效率的影响。结果表明:在相同钻削速度条件下,进给速度越低时,加工的微孔质量越好;钻头电镀的金刚石磨粒基本颗粒尺寸越大,其钻削效率越高;在6种钻头中,直径为0.300 mm的基体上电镀63~75 μm的磨粒,直径为0.200 mm的基体上电镀36~54 μm的磨粒,能够获得更优的钻孔性能。

     

  • 图  1  6#电镀金刚石钻头外观

    Figure  1.  Appearance of 6# diamond electroplated bit

    图  2  微孔外观图

    Figure  2.  Appearance drawing of micro holes

    图  3  6#钻头加工的微孔放大图

    Figure  3.  Enlarged views of micro holes machined with 6# bit

    图  4  6#钻头断裂图

    Figure  4.  Fracture appearance of 6# bit

    图  5  微孔中残存的断裂的6#钻头

    Figure  5.  Broken 6# bit remaining in micro hole

    图  6  6#钻头磨损外观

    Figure  6.  Wear appearance of 6# bit

    图  7  磨粒基本颗粒尺寸对切深的影响

    Figure  7.  Effects of basic sizes of abrasive particles on single step cutting depths

    图  8  磨粒基本颗粒尺寸对进给速度的影响

    Figure  8.  Effects of basic sizes of abrasive particles on feed speeds

    图  9  试验中微孔数量与钻头对应图

    Figure  9.  Corresponding diagram between the number of micropores and the drill bits in the test

    表  1  钻头规格表

    Table  1.   Specifications of drills

    编号基体
    直径
    D1 / mm
    钻头
    外径
    D2 / mm
    金刚石颗粒
    基本尺寸
    D3 / μm
    金刚石浓度
    c / (颗·mm−1)
    钻头有效
    长度
    L / mm
    1#0.2000.28320~30230~2603.5
    2#0.2000.33136~5460~903.5
    3#0.2000.35863~7520~403.5
    4#0.3000.38620~30360~3905.5
    5#0.3000.42836~54100~1305.5
    6#0.3000.43763~7540~605.5
    下载: 导出CSV

    表  2  钻削试验方案

    Table  2.   Drilling test scheme

    编号钻削速度
    vs / (m·min−1)
    进给速度
    vf / (mm·min−1)
    116.02.0
    211.02.0
    38.02.0
    45.52.0
    54.02.0
    616.03.0
    711.03.0
    88.03.0
    95.53.0
    104.03.0
    1116.05.0
    1211.05.0
    138.05.0
    145.55.0
    154.05.0
    下载: 导出CSV

    表  3  钻头最佳工艺参数

    Table  3.   Optimum technological parameters of bits

    钻头编号钻削速度
    vs / (m·min−1)
    进给速度
    vf / (mm·min−1)
    单步切深
    ap / mm
    最佳值最大允许值
    1#16.00.51.00.01
    2#16.02.02.50.03
    3#16.02.03.00.04
    4#16.01.52.00.02
    5#16.02.03.00.04
    6#16.03.05.00.05
    下载: 导出CSV
  • [1] 张瑾瑜, 王宁, 赵建设, 等. C/SiC复合材料螺旋铣削与钻削制孔效果对比 [J]. 宇航材料工艺,2020,50(5):39-43.

    ZHANG Jinyu, WANG Ning, ZHAO Jianshe, et al. Comparison between helical milling and drilling of C/SiC composite materials [J]. Aerospace Materials & Technology,2020,50(5):39-43.
    [2] 王丹. 硬脆非金属材料微结构微细加工关键技术研究 [D]. 上海: 上海交通大学, 2011.

    WANG Dan. Research on key techniques of micro machining of micro-structure on hard and brittle non-metallic materials [D]. Shanghai: Shanghai Jiao Tong University, 2011.
    [3] 龙慧玲, 蔡元沛. 提高玻璃钻孔金刚石工具钻孔性能的研究 [J]. 超硬材料工程,2010,22(6):20-23. doi: 10.3969/j.issn.1673-1433.2010.06.006

    LONG Huiling, CAI Yuanpei. Research on improving the performances of diamond tool for drilling glass [J]. Superhard Material Engineering,2010,22(6):20-23. doi: 10.3969/j.issn.1673-1433.2010.06.006
    [4] 湛青坡, 刘含莲, 黄传真, 等. 超声振动辅助铣磨加工工艺对Cf/SiC复合材料加工表面质量的影响 [J]. 工具技术,2019,53(2):17-21. doi: 10.3969/j.issn.1000-7008.2019.02.004

    ZHAN Qingpo, LIU Hanlian, HUANG Chuanzhen, et al. Effect of ultrasonic vibration assisted mill-grinding technology on surface quality of Cf/SiC composite [J]. Tool Engineering,2019,53(2):17-21. doi: 10.3969/j.issn.1000-7008.2019.02.004
    [5] 鲍永杰, 高航, 李凤全. 电镀金刚石钻头钻削碳纤维复合材料研究 [J]. 金刚石与磨料磨具工程,2009(3):38-42. doi: 10.3969/j.issn.1006-852X.2009.03.009

    BAO Yongjie, GAO Hang, LI Fengquan. Researchs on drilling CFRP(carbon fiber reinforced plastics)with diamond electroplated drill bit [J]. Diamond & Abrasives Engineering,2009(3):38-42. doi: 10.3969/j.issn.1006-852X.2009.03.009
    [6] 陈意, 柏有才. 微孔复合加工技术进展 [J]. 内燃机与配件,2021(6):20-21. doi: 10.3969/j.issn.1674-957X.2021.06.010

    CHEN Yi, BO Youcai. Progress in microporous composite processing technology [J]. Internal Combustion Engine & Parts,2021(6):20-21. doi: 10.3969/j.issn.1674-957X.2021.06.010
    [7] 张国栋, 邓建新, 张克栋, 等. C/C-SiC复合材料钻削加工工艺研究 [J]. 工具技术,2014,48(9):12-16. doi: 10.3969/j.issn.1000-7008.2014.09.004

    ZHANG Guodong, DENG Jianxin, ZHANG Kedong, et al. Study of technique in drilling C/C-SiC composites [J]. Tool Engineering,2014,48(9):12-16. doi: 10.3969/j.issn.1000-7008.2014.09.004
    [8] 赵鹏, 黄树涛, 周丽. 电镀金刚石钻头钻削高体积分SiCp/Al复合材料入口棱边缺陷的研究 [J]. 金刚石与磨料磨具工程,2012,32(4):37-41.

    ZHAO Peng, HUANG Shutao, ZHOU Li. Research on entrance edge defect when drilling high volume fraction SiCp/Al composites with diamond electroplated drill bit [J]. Diamond & Abrasives Engineering,2012,32(4):37-41.
    [9] 邵国栋, 史振宇. 钎焊金刚石磨粒钻钻削C/SiC陶瓷基复合材料孔时切屑对钻削过程的影响 [J]. 金刚石与磨料磨具工程,2022,42(3):348-355. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0212

    SHAO Guodong, SHI Zhenyu. Effect of chips on drilling process when drilling C/SiC ceramic matrix composite holes with brazed diamond abrasive drill [J]. Diamond & Abrasives Engineering,2022,42(3):348-355. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0212
  • 加载中
图(9) / 表(3)
计量
  • 文章访问数:  380
  • HTML全文浏览量:  79
  • PDF下载量:  53
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-03-22
  • 修回日期:  2022-08-17
  • 录用日期:  2022-09-15
  • 刊出日期:  2023-02-20

目录

    /

    返回文章
    返回