本發(fā)明涉及火焰筒加工，具體為一種sicf/sic陶瓷基復(fù)合材料火焰筒側(cè)面孔加工方法及火焰筒。
背景技術(shù)：
1、sicf/sic陶瓷基復(fù)合材料（silicon?carbide?fiber?reinforced?siliconcarbide?matrix?composites，）是一種以碳化硅纖維為增強體、碳化硅陶瓷為基體的高性能復(fù)合材料，它結(jié)合了碳化硅纖維的高強度、高模量和陶瓷基體的耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等特性，具有密度低、承溫能力高、高硬度等特點，在先進航空發(fā)動機熱端零部件領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，sicf/sic陶瓷基復(fù)合材硬度高、脆性大、以及材料的不均勻性特性使其在機械加工中面臨著刀具磨損大甚至難以加工、材料可加工性差等難題。
2、在航空發(fā)動機領(lǐng)域中，要求耐高溫的sicf/sic陶瓷基復(fù)合材料燃燒室火焰筒內(nèi)、外壁尺寸和形狀要與發(fā)動機匹配且質(zhì)量輕，采用環(huán)形薄壁結(jié)構(gòu)，壁面上設(shè)計有多個不同直徑并與軸線成一定角度的側(cè)面孔?，F(xiàn)有加工常采用常規(guī)的鉆削加銑的方法加工側(cè)面孔，不僅需要頻繁更換刀具，易產(chǎn)生刀具磨損，而且孔口區(qū)域極易產(chǎn)生分層、撕裂、毛刺、崩塊等缺陷，加工效率低，且產(chǎn)品成品率低、損耗大。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的側(cè)面孔加工刀具種類需求多、產(chǎn)品加工精度度及加工效率低、成本高的問題，本發(fā)明提供一種sicf/sic陶瓷基復(fù)合材料火焰筒側(cè)面孔加工方法及火焰筒。
2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
3、本發(fā)明提供一種sicf/sic陶瓷基復(fù)合材料火焰筒側(cè)面孔加工方法，包括：
4、獲取待加工側(cè)孔的直徑，并確認(rèn)銑磨刀具直徑；
5、根據(jù)銑磨刀具直徑，選擇合適結(jié)構(gòu)的銑磨刀具，并采用平面螺旋與軸向分層結(jié)合徑向螺旋的走刀方式，對待加工側(cè)孔進行銑磨加工，得到側(cè)面孔；其中，銑磨加工時，銑磨刀具的軸線與待加工側(cè)孔的設(shè)計軸線平行。
6、可選地，所述銑磨刀具為pcd密齒微刃銑刀。
7、可選地，所述銑磨刀具包括刀柄及與刀柄連接的銑磨部；所述銑磨部的端部設(shè)置有避讓槽，所述避讓槽與銑磨部端面設(shè)置有轉(zhuǎn)接弧。
8、可選地，所述避讓槽為圓形避讓槽，深度為0.5～1mm。
9、可選地，獲取待加工側(cè)孔的直徑，并確認(rèn)銑磨刀具直徑的方法為：
10、b=φa／2-(φd+φc)/2
11、b-r≥0.5mm
12、其中，r為轉(zhuǎn)接弧的半徑；φa為待加工側(cè)孔的直徑；φd為銑磨刀具直徑；φc為避讓槽的直徑。
13、可選地，所述采用平面螺旋與軸向分層結(jié)合徑向螺旋的走刀方式，對待加工側(cè)孔進行銑磨加工，得到側(cè)面孔的方法為：
14、采用平面螺旋與軸向分層的走刀方式，對待加工側(cè)孔進行粗加工至孔單邊余量達(dá)到某一閾值，結(jié)束粗加工；
15、粗加工結(jié)束后，采用徑向螺旋的走刀方式，對待加工側(cè)孔加工至要求孔徑，得到側(cè)面孔。
16、可選地，所述平面螺旋與軸向分層的走刀方式進給的螺距為0.20～0.30mm；所述徑向螺旋的走刀方式進給的螺距為0.05～0.10mm。
17、可選地，銑磨加工的加工參數(shù)為：
18、轉(zhuǎn)速n：10000～18000rpm/min；
19、進給速度f：100～300mm/min；
20、切削深ap：0.05～0.1mm。
21、可選地，銑磨加工時，在待加工側(cè)孔的出口部位采用聚四氟乙烯進行輔助支撐。
22、本發(fā)明還提供一種sicf/sic陶瓷基復(fù)合材料火焰筒，利用上述側(cè)面孔加工方法加工。
23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
24、本發(fā)明提供一種sicf/sic陶瓷基復(fù)合材料火焰筒側(cè)面孔加工方法，該方法通過獲取待加工側(cè)孔的直徑確認(rèn)銑磨刀具直徑，可根據(jù)孔徑動態(tài)匹配刀具直徑降低刀具懸伸量，抑制顫振，以減少崩邊、破裂或分層的現(xiàn)象；配合采用平面螺旋與軸向分層結(jié)合徑向螺旋的走刀方式，對待加工側(cè)孔進行銑磨加工，通過逐層去除材料，減小切削力，對于高脆性sicf/sic材料可進一步有效抑制加工微裂紋和邊緣崩缺，同時，螺旋走刀路徑延長了銑磨刀具與材料的接觸周期，促進切削熱均勻散逸，避免局部溫升過高導(dǎo)致的材料相變或熱應(yīng)力開裂；該方法簡單且整個過程只需一種刀具實現(xiàn)加工，不僅對刀具種類需求低，且具有多自由度兼容性，可適合各種角度的孔加工，走刀路徑可經(jīng)參數(shù)化建模，實現(xiàn)孔的快速工藝派生，在保證加工成品率及產(chǎn)品質(zhì)量的同時，極大縮短加工周期，降低加工成本，該方法通過創(chuàng)新性的運動學(xué)規(guī)劃與工藝參數(shù)耦合設(shè)計，在難加工陶瓷基復(fù)合材料的高效精密加工領(lǐng)域具有顯著技術(shù)突破，特別適用于航空發(fā)動機熱端部件批量化生產(chǎn)場景。
25、所述銑磨刀具為聚晶金剛石密齒微刃銑刀，pcd在高溫下仍保持化學(xué)惰性，具有極高的耐磨損特性，有效避免與sic發(fā)生擴散磨損，實現(xiàn)跨晶粒微破碎而非宏觀崩裂，密集分布的微刃通過相位差切入材料，使切削力波動幅值降低60%～70%，抑制高頻顫振，保障ra滿足設(shè)計要求。
26、所述銑磨刀具包括刀柄及與刀柄連接的銑磨部；所述銑磨部的端部設(shè)置有避讓槽，所述避讓槽與銑磨部端面設(shè)置有轉(zhuǎn)接弧，通過對銑磨刀具轉(zhuǎn)接弧及避讓槽的設(shè)計，使銑磨刀具形成階梯式容屑空間，通過對避讓槽與銑磨刀具直徑的動態(tài)約束，保障銑磨部切削刃有效加工的同時，消除銑磨刀具徑向偏擺導(dǎo)致的干涉風(fēng)險，形成“漸進式切削包絡(luò)面”，進一步提升加工精度及加工質(zhì)量。
27、在進行銑磨加工時，采用平面螺旋與軸向分層的走刀方式，進行粗加工，以連續(xù)漸變半徑實現(xiàn)材料等體積切除，可有效避免脆性材料的突發(fā)性斷裂。分層厚度控制將最大未變形切厚限制在sic晶粒尺寸以下，使材料以微破碎形式去除；粗加工結(jié)束后，采用徑向螺旋的走刀方式，進行精加工，通過刀具側(cè)刃的幾何包絡(luò)效應(yīng)，將殘留余量逐步削減至公差帶內(nèi)，同時切削力逐漸降低，徹底消除邊緣崩缺風(fēng)險，為航空發(fā)動機熱端部件極限工況下的孔加工提供標(biāo)準(zhǔn)化解決方案。
28、所述平面螺旋與軸向分層的走刀方式進給的螺距為0.20～0.30mm；所述徑向螺旋的走刀方式進給的螺距為0.05～0.10mm，粗加工螺距的控制可以保障切削的穩(wěn)定性，同時，形成“斷屑-排屑”周期循環(huán)，配合離心力排屑，提升粗加工效率；精加工螺距的控制實現(xiàn)每轉(zhuǎn)切削刃重疊率高，保障加工精度。
29、所述銑磨加工的加工參數(shù)的設(shè)置能夠保障加工的熱輸入平衡及切削深度的控制，延長刀具的使用壽命并保障銑磨加工的精度及質(zhì)量。
30、銑磨加工時，在待加工側(cè)孔的出口部位采用聚四氟乙烯進行輔助支撐，聚四氟乙烯在待加工側(cè)孔的出口側(cè)形成柔性緩沖，通過彈性變形吸收銑磨刀具貫穿瞬間的突發(fā)性沖擊載荷，從而進一步抑制待加工側(cè)孔的崩邊、破裂或分層；同時，聚四氟乙烯具有良好的耐溫性及低熱導(dǎo)率，能夠有效阻隔切削熱向非加工區(qū)傳導(dǎo)，進而防止熱應(yīng)力誘導(dǎo)的微裂紋擴展，從而保障產(chǎn)品加工的成品率。
31、一種sicf/sic陶瓷基復(fù)合材料火焰筒，利用上述側(cè)面孔加工方法加工，該火焰筒因包含上述sicf/sic陶瓷基復(fù)合材料側(cè)孔加工工藝的創(chuàng)新與突破，具有穩(wěn)定性好、密度低、使用壽命長的特點，將推動軍民航空領(lǐng)域技術(shù)升級，為航空發(fā)動機的低成本制造技術(shù)奠定基礎(chǔ)，加速航空發(fā)動機的產(chǎn)業(yè)化進程。