一種微波鐵氧體材料小直徑深孔的超聲振動加工方法
【專利摘要】本發明涉及一種微波鐵氧體材料小直徑深孔的超聲振動加工方法，包括如下步驟：搭建微波鐵氧體材料超聲振動制孔系統，設置機床電主軸的轉速n；設置超聲波電源的參數f、A；進行微波鐵氧體材料小直徑深孔的加工；停止機床電主軸及超聲波電源，取下工件。本發明可以解決微波鐵氧體材料小直徑深孔加工廢品率高、刀具磨損快、尺寸精度差、加工成本高的問題，實現該材料零件小直徑深孔的高效和高質量加工。
【專利說明】一種微波鐵氧體材料小直徑深孔的超聲振動加工方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種微波鐵氧體材料小直徑深孔的超聲振動加工方法。

【背景技術】
[0002]由于微波鐵氧體器件小型化、輕量化、高性能的設計需求，在微波鐵氧體材料上經常需要加工出直徑小于2mm，長徑比大于5的小直徑深孔，且由于微波鐵氧體器件對電氣性能的需求，對孔的尺寸精度及表面質量要求較高。微波鐵氧體材料硬度高、脆性強、氣孔多、導熱系數小，在加工過程中易產生裂紋及脆性斷裂，對刀具磨損嚴重，這些特性給其精密加工帶來了困難。
[0003]目前微波鐵氧體材料孔的加工普遍采用預制孔工藝，在微波鐵氧體原材料壓型過程中預置芯模，再通過高溫燒結成型。這樣形成的孔的尺寸和形位精度較差，直接影響微波鐵氧體器件的電氣性能，增加了裝配、電氣調試難度，成品率很低。采用傳統的銑削、鉆削加工方法對微波鐵氧體材料進行小直徑深孔的加工時，由于材料的脆性以及加工溫度的影響，易出現小孔入口和出口處的崩邊、甚至整體的斷裂破碎。因此對于小直徑深孔，采用傳統的孔的加工技術很難實現。


【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題是提供一種微波鐵氧體材料小直徑深孔的超聲振動加工方法，解決微波鐵氧體材料小直徑深孔難以用傳統加工方法進行高質量加工的問題。
[0005]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:
[0006]一種微波鐵氧體材料小直徑深孔的超聲振動加工方法，包括如下步驟:
[0007]I)搭建微波鐵氧體材料超聲振動制孔系統
[0008]所述微波鐵氧體材料超聲振動制孔系統包括機床電主軸、超聲振動專用刀柄、金剛石磨桿及超聲波電源，所述超聲振動專用刀柄的頂端與所述機床電主軸相連接，底端與所述金剛石磨桿相連接，所述超聲波電源與所述超聲振動專用刀柄的電能輸入端相連接；
[0009]2)將微波鐵氧體材料的工件裝夾在機床工作臺上
[0010]將微波鐵氧體材料的工件安裝在相應的裝夾工裝上，將裝夾工裝安裝在機床工作臺上;
[0011 ] 3)設置機床電主軸的轉速η
[0012]啟動機床，通過機床控制系統，設置所述機床電主軸的轉速，所述超聲振動專用刀柄在所述機床電主軸的帶動下以與所述機床電主軸同樣的轉速轉動；
[0013]4)設置超聲波電源的參數f、A
[0014]啟動所述超聲波電源，設置超聲波電源的頻率及超聲振動幅值，所述超聲振動刀柄接收到超聲波電源的電信號后，帶動所述金剛石磨桿開始以設置的頻率和幅值進行振動；
[0015]5)將所述微波鐵氧體材料進行小直徑深孔加工；
[0016]6)停止所述機床電主軸及超聲波電源，取下微波鐵氧體材料的工件，即可。
[0017]本發明的有益效果是:
[0018]本發明方法可以解決微波鐵氧體材料小直徑深孔加工難度大、廢品率高、加工質量不穩定的問題，實現該材料零件小直徑深孔的高效和高質量的加工，提高微波鐵氧體器件的電氣性能，滿足微波鐵氧體器件小型化、輕量化、高性能的設計需求。
[0019]在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0020]進一步，在步驟5)中，將所述微波鐵氧體材料進行小直徑深孔加工的具體步驟如下:使用電鍍金剛石磨桿或金屬結合劑金剛石磨桿，采取進刀打孔-退刀排屑的循環方式對所述微波鐵氧體材料的工件進行小孔加工，往復循環，直至加工到所需孔的深度Imm?40mmo
[0021]進一步，所述電鍍金剛石磨桿或金屬結合劑金剛石磨桿的直徑為Φ0.6mm?Φ 2mm,金剛石粒度為180#?280#。
[0022]進一步，所述進刀打孔-退刀排屑的循環方式的具體工藝條件如下:打孔進給速度為2?5mm/min,退刀進給速度為50?200mm/min,每循環進刀距離為0.05?0.15mm,退刀距離為0.2?0.5mm。
[0023]進一步，在步驟3)中，所述機床電主軸的轉速為3000?5000r/min。
[0024]進一步，在步驟4)中，所述超聲波電源的頻率為20?50KHz，所述超聲振動幅值為10 ?20 μ m。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發明所使用的微波鐵氧體材料超聲振動制孔系統的結構示意圖；
[0026]圖2為本發明微波鐵氧體材料小直徑深孔的超聲振動加工方法的加工過程示意圖；
[0027]附圖中，各標號所代表的部件列表如下:
[0028]1、機床電主軸，2、超聲波電源，3、超聲振動專用刀柄，4、金剛石磨桿，5、工件，6、裝夾工裝，7、機床工作臺。

【具體實施方式】
[0029]以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
[0030]一種微波鐵氧體材料小直徑深孔的超聲振動加工方法，如圖2所示，包括如下步驟:
[0031]I)搭建微波鐵氧體材料超聲振動制孔系統；如圖1所示，包括機床電主軸1、超聲振動專用刀柄3、金剛石磨桿4及超聲波電源2，所述超聲振動專用刀柄3的頂端與所述機床電主軸I相連接，底端與所述金剛石磨桿4相連接，所述超聲波電源2與所述超聲振動專用刀柄3的電能輸入端相連接。
[0032]2)將微波鐵氧體材料的工件5裝夾在機床工作臺7上
[0033]將微波鐵氧體材料的工件5安裝在相應的裝夾工裝6上，將裝夾工裝6安裝在機床工作臺7上；
[0034]3)設置機床電主軸I的轉速η
[0035]啟動機床，通過機床控制系統，設置所述機床電主軸I的轉速η為3000?5000r/min,所述超聲振動專用刀柄3在所述機床電主軸I的帶動下以與所述機床電主軸I同樣的轉速轉動；
[0036]4)設置超聲波電源2的參數f、A
[0037]啟動所述超聲波電源2，設置超聲波電源2的頻率f為20?50KHz及超聲振動幅值A為10?20 μ m，所述超聲振動刀柄3接收到超聲波電源2的電信號后，帶動所述金剛石磨桿4開始以設置的頻率和幅值進行振動；
[0038]5)將所述微波鐵氧體材料進行小直徑深孔加工
[0039]使用直徑為Φ0.6ι?πι?Φ 2mm,金剛石粒度為180#?280#的電鍍金剛石磨桿或金屬結合劑金剛石磨桿，采取進刀打孔-退刀排屑的循環方式對所述微波鐵氧體材料的工件5進行小孔加工,打孔進給速度為2?5mm/min,退刀進給速度為50?200mm/min,每循環進刀距離為0.05?0.15mm,退刀距離為0.2?0.5mm,如沒達到加工尺寸要求，可繼續往復循環，直至加工到所需孔的深度Imm?40mm ；
[0040]6)停止所述機床電主軸I及超聲波電源2，取下微波鐵氧體材料的工件5，即可。
[0041]以下通過幾個具體的實施例以對本發明進行具體的說明。
[0042]實施例1
[0043]針對一種石榴石系微波鐵氧體材料工件上Φ 2mm深20mm的小直徑深孔進行超聲振動加工，如圖2所示,包括如下步驟:
[0044]I)搭建微波鐵氧體材料超聲振動制孔系統；如圖1所示，包括機床電主軸1、超聲振動專用刀柄3、金剛石磨桿4及超聲波電源2，所述超聲振動專用刀柄3的頂端與所述機床電主軸I相連接，底端與所述金剛石磨桿4相連接，所述超聲波電源2與所述超聲振動專用刀柄3的電能輸入端相連接。
[0045]2)將微波鐵氧體材料的工件5裝夾在機床工作臺7上
[0046]將微波鐵氧體材料的工件5安裝在相應的裝夾工裝6上，將裝夾工裝6安裝在機床工作臺7上；
[0047]3)設置機床電主軸I的轉速η
[0048]啟動機床，通過機床控制系統，設置所述機床電主軸I的轉速η為3800r/min，所述超聲振動專用刀柄3在所述機床電主軸I的帶動下以與所述機床電主軸I同樣的轉速轉動；
[0049]4)設置超聲波電源2的參數f、A
[0050]啟動所述超聲波電源2，設置超聲波電源2的頻率f為20KHz及超聲振動幅值A為20 μ m，所述超聲振動刀柄3接收到超聲波電源2的電信號后，帶動所述金剛石磨桿4開始以設置的頻率和幅值進行振動；
[0051 ] 5)將所述微波鐵氧體材料進行小直徑深孔加工
[0052]使用直徑為Φ2πιπι，金剛石粒度為180#的電鍍金剛石磨桿，采取進刀打孔-退刀排屑的循環方式對所述微波鐵氧體材料的工件5進行小孔加工,打孔進給速度為5mm/min,退刀進給速度為200mm/min,每循環進刀距離為0.15mm,退刀距離為0.5mm,如沒達到加工尺寸要求，可繼續往復循環，直至加工到所需孔的深度20_ ；
[0053]6)停止所述機床電主軸I及超聲波電源2，取下微波鐵氧體材料的工件5，即可。
[0054]實施例2
[0055]針對一種石榴石系微波鐵氧體材料工件上Φ Imm深1mm的小直徑深孔進行超聲振動加工，如圖2所示,包括如下步驟:
[0056]I)搭建微波鐵氧體材料超聲振動制孔系統；如圖1所示，包括機床電主軸1、超聲振動專用刀柄3、金剛石磨桿4及超聲波電源2，所述超聲振動專用刀柄3的頂端與所述機床電主軸I相連接，底端與所述金剛石磨桿4相連接，所述超聲波電源2與所述超聲振動專用刀柄3的電能輸入端相連接。
[0057]2)將微波鐵氧體材料的工件5裝夾在機床工作臺7上
[0058]將微波鐵氧體材料的工件5安裝在相應的裝夾工裝6上，將裝夾工裝6安裝在機床工作臺7上；
[0059]3)設置機床電主軸I的轉速η
[0060]啟動機床，通過機床控制系統，設置所述機床電主軸I的轉速η為4200r/min，所述超聲振動專用刀柄3在所述機床電主軸I的帶動下以與所述機床電主軸I同樣的轉速轉動；
[0061 ] 4)設置超聲波電源2的參數f、A
[0062]啟動所述超聲波電源2，設置超聲波電源2的頻率f為35KHz及超聲振動幅值A為12 μ m，所述超聲振動刀柄3接收到超聲波電源2的電信號后，帶動所述金剛石磨桿4開始以設置的頻率和幅值進行振動；
[0063]5)將所述微波鐵氧體材料進行小直徑深孔加工
[0064]使用直徑為Φ 1mm，金剛石粒度為240#的金屬結合劑金剛石磨桿，采取進刀打孔-退刀排屑的循環方式對所述微波鐵氧體材料的工件5進行小孔加工，打孔進給速度為3mm/min,退刀進給速度為100mm/min,每循環進刀距離為0.08mm,退刀距離為0.3mm,如沒達到加工尺寸要求，可繼續往復循環，直至加工到所需孔的深度10_ ；
[0065]6)停止所述機床電主軸I及超聲波電源2，取下微波鐵氧體材料的工件，即可。
[0066]實施例3
[0067]針對一種尖晶石系微波鐵氧體材料工件上Φ 0.6mm深6_的小直徑深孔進行超聲振動加工，如圖2所示,包括如下步驟:
[0068]I)搭建微波鐵氧體材料超聲振動制孔系統；如圖1所示，包括機床電主軸1、超聲振動專用刀柄3、金剛石磨桿4及超聲波電源2，所述超聲振動專用刀柄3的頂端與所述機床電主軸I相連接，底端與所述金剛石磨桿4相連接，所述超聲波電源2與所述超聲振動專用刀柄3的電能輸入端相連接。
[0069]2)將微波鐵氧體材料的工件5裝夾在機床工作臺7上
[0070]將微波鐵氧體材料的工件5安裝在相應的裝夾工裝6上，將裝夾工裝6安裝在機床工作臺7上；
[0071]3)設置機床電主軸I的轉速η
[0072]啟動機床，通過機床控制系統，設置所述機床電主軸I的轉速η為5000r/min，所述超聲振動專用刀柄3在所述機床電主軸I的帶動下以與所述機床電主軸I同樣的轉速轉動；
[0073]4)設置超聲波電源2的參數f、A
[0074]啟動所述超聲波電源2，設置超聲波電源2的頻率f為50KHz及超聲振動幅值A為10 μ m，所述超聲振動刀柄3接收到超聲波電源2的電信號后，帶動所述金剛石磨桿4開始以設置的頻率和幅值進行振動；
[0075]5)將所述微波鐵氧體材料進行小直徑深孔加工
[0076]使用直徑為Φ0.6mm，金剛石粒度為280#的金屬結合劑金剛石磨桿，采取進刀打孔-退刀排屑的循環方式對所述微波鐵氧體材料的工件5進行小孔加工，打孔進給速度為2mm/min,退刀進給速度為50mm/min,每循環進刀距離為0.05mm,退刀距離為0.2mm,如沒達到加工尺寸要求，可繼續往復循環，直至加工到所需孔的深度6mm ；
[0077]6)停止所述機床電主軸I及超聲波電源2，取下微波鐵氧體材料的工件，即可。
[0078]以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種微波鐵氧體材料小直徑深孔的超聲振動加工方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)搭建微波鐵氧體材料超聲振動制孔系統， 所述微波鐵氧體材料超聲振動制孔系統包括機床電主軸、超聲振動專用刀柄、金剛石磨桿及超聲波電源，所述超聲振動專用刀柄的頂端與所述機床電主軸相連接，底端與所述金剛石磨桿相連接，所述超聲波電源與所述超聲振動專用刀柄的電能輸入端相連接； 2)將微波鐵氧體材料的工件安裝在相應的裝夾工裝上，將裝夾工裝安裝在機床工作臺上； 3)啟動機床，通過機床控制系統，設置所述機床電主軸的轉速，所述超聲振動專用刀柄在所述機床電主軸的帶動下以與所述機床電主軸同樣的轉速轉動； 4)啟動所述超聲波電源，設置超聲波電源的頻率及超聲振動幅值，所述超聲振動刀柄接收到超聲波電源的電信號后，帶動所述金剛石磨桿開始以設置的頻率和幅值進行振動； 5)將所述微波鐵氧體材料進行小直徑深孔加工； 6)停止所述機床電主軸及超聲波電源，取下微波鐵氧體材料的工件，即可。
2.根據權利要求1所述的微波鐵氧體材料小直徑深孔的超聲振動加工方法，其特征在于，在步驟5)中，將所述微波鐵氧體材料進行小直徑深孔加工的具體步驟如下:使用電鍍金剛石磨桿或金屬結合劑金剛石磨桿，采取進刀打孔-退刀排屑的循環方式對所述微波鐵氧體材料的工件進行小孔加工，往復循環，直至加工到所需孔的尺寸要求Imm?40mm。
3.根據權利要求2所述的微波鐵氧體材料小直徑深孔的超聲振動加工方法，其特征在于，所述電鍍金剛石磨桿或金屬結合劑金剛石磨桿的直徑為Φ 0.6mm?Φ 2mm,金剛石粒度為 180# ?280#。
4.根據權利要求2所述的微波鐵氧體材料小直徑深孔的超聲振動加工方法，其特征在于，所述進刀打孔-退刀排屑的循環方式的具體工藝條件如下:打孔進給速度為2?5mm/min,退刀進給速度為50?200mm/min,每循環進刀距離為0.05?0.15mm,退刀距離為0.2 ?0.5mm。
5.根據權利要求1至4任一項所述的微波鐵氧體材料小直徑深孔的超聲振動加工方法，其特征在于，在步驟3)中，所述機床電主軸的轉速為3000?5000r/min。
6.根據權利要求1至4任一項所述的微波鐵氧體材料小直徑深孔的超聲振動加工方法，其特征在于，在步驟4)中，所述超聲波電源的頻率為20?50KHz，所述超聲振動幅值為10 ?20 μ m0
【文檔編號】B24B1/04GK104148994SQ201410363511
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】賈文錚, 卞玉柱, 史興寬 申請人:北京無線電測量研究所