超精密切削SiCp/Al复合材料力学性能仿真

研究了超精密切削加工SiC_p/Al复合材料的力学性能,运用ABAQUS有限元软件建立三维有限元模型,分析刀具前角和切削速度对切削力的影响。仿真和数据分析表明:平均主切削力随切削速度的增大而增大,随刀具前角的增大而减小;由于SiC颗粒的存在,切削时应力过大容易加快刀具磨损。     

SiCp/Al复合材料超声振动切削加工表面质量试验研究

对超声振动切削颗粒增强金属基复合材料SiCp／Al的表面物理机械性能主要是表面残余应力进行了试验研究．并与普通切削进行了时比分析。试验结果表明：超声振动切削表面产生残余压应力，能够提高工件的抗疲劳强度。超声振动切削SiCp／Al材料已加工表面残余应力大于普通切削该材料的表面残余应力，超声振动切削下表面残余应力随着切削速度的增大，残余压应力减小，但残余应力随切削深度的变化不大。     

原位VCP／Fe复合材料的切削加工性研究

对铸态和退火态的原位VCP／Fe复合材料进行切削试验,就刀具、切削力、切屑形状和表面粗糙度等方面分析其切削加工性,建立了铸态下的切削力和切削用量关系的数学模型。试验表明：铸态VCP／Fe复合材料的切削力水平高,车削时可以得到连续切屑,车削表面粗糙度值Rs可以达到1．6μm,VCP／Fe复合材料经过退火热处理后可以显著改善切削加工性。     

PCD刀具超声振动切削金属基复合材料SiCp/Al的特性研究

试验研究了普通和超声切削新型颗粒增强金属基复合材料SiCp/Al的切削特性 ,得到超声振动切削该材料的切屑形态、切削力变化规律     

颗粒增强SiCp/Al复合材料的振动切削特性研究

通过实验对超声振动切削金属基复合材料的特性进行研究 ,为复合材料的高效加工提供理论依据。     

基于三相微观结构的纤维复合材料切削仿真研究

为了研究纤维增强复合材料在切削过程中的材料去除机理及切削性能,本文建立了基于三相微观结构的纤维增强复合材料的二维有限元切削模型。针对纤维、基体和界面相组成三相微观结构,分别建立了它们的本构模型和失效准则,并完成复合材料二维正交切削的动态物理仿真。通过切削力仿真值与实验值的比较,验证了该模型的准确性和有效性。并基于此模型,分析材料的切屑形成机理、切削损伤及加工参数对切削力的影响。结果表明,纤维增强复合材料的切屑形态、损伤模式和切削力具有明显的各向异性。     

Al-Si/SiCp复合材料微观组织模拟及颗粒分布均匀性定量预测

为研究颗粒偏聚现象进而准确预测复合材料最终性能,在搅拌铸造法制备SiC颗粒增强Al-Si复合材料的试验基础上,对复合材料的微观组织进行数值模拟研究.建立常规凝固条件下相应的宏观传热、等轴枝晶形核、生长以及颗粒推移的二维计算模型,采用一种改进的CA(Cellular automaton)方法耦合有限差分法进行数值计算得到复合材料组织的形成过程.采用一种简便的颗粒均匀性定量分析方法从模拟和试验两个角度研究不同铸造方式、颗粒体积分数及冷却速度对复合材料微观组织以及颗粒分布的影响.模拟得到的复合材料颗粒分布及微观组织与试验结果吻合.     

SiCp/Al复合材料切削过程的颗粒损伤研究

SiCp/Al复合材料动态去除过程中极易发生颗粒损伤,为避免或利用复合材料切削加工过程中的颗粒损伤现象,优化SiCp/Al复合材料切削加工,深入研究了SiCp/Al复合材料切削的颗粒损伤现象及其对切削加工的影响。首先,通过位错塞积理论和切屑根部微观观察,揭示了SiCp/Al复合材料切削的颗粒损伤机理,发现位错塞积引起的应力集中是导致界面脱粘的主因,颗粒断裂主要是由集中应力、刀刃挤压颗粒、局部颗粒聚集挤压以及颗粒连成网状结构引起;然后,基于考虑颗粒影响的动态本构模型、Eshelby等效夹杂理论、Weibull统计分布和刀刃-颗粒接触分析,建立了SiCp/Al复合材料切削的颗粒损伤度模型,并借助图像处理技术验证了模型的有效性;最后,根据颗粒损伤度预测结果,分析了颗粒损伤度对SiCp/Al复合材料切削加工的影响。结果显示,颗粒损伤度增大,会使切屑锯齿化程度增强,并严重降低已加工表面质量;颗粒损伤会显著影响颗粒强化效应,导致切削力随颗粒含量增大先升后降、随颗粒尺寸增大而降低。     

铝复合材料超精密加工表面微观分析

用聚晶金刚石PCD刀具对SiC晶须增强铝复合材料SiCw／2024进行了精密超精密切削试验，并用原子力显微镜和电子探针扫描显微镜进行了检测分析，结果证明，SiCw／2024铝复合材料加工表面粗糙度值达到超精密级的最大障碍在于SiC晶须拔出或压入型的破坏方式，而直接剪断的破坏方式则几乎无影响；SiCw／2024超精密加工表面会产生很薄的加工变质层。     

高速正交切削SiCp/Al复合材料切削温度仿真研究

使用ABAQUS有限元软件对高体分SiCp/Al复合材料的颗粒和基体进行分别定义,仿真研究了高速切削复合材料时的温度场,分析了切削过程中切削用量和刀具角度对工件切削温度的影响。结果表明:在切削过程中,与刀具接触位置的颗粒温度较高且应力值较高;SiC颗粒的温度较Al基体的温度低;第一变形区发现一条沿着剪切角方向非常明显的温升带。在稳定切削阶段,与刀尖接触位置的工件温度较高,且应力集中现象总是发生在SiC颗粒上。随着切削深度和切削深度的增加,切削过程中工件的最高温度均随之增加;随着刀具前角和后角的增大,切削过程中工件的最高温度均随之降低。     

SiCp/Al复合材料高速切削的研究现状

介绍了SiCp/Al复合材料的特点、应用现状和加工难度,综合评述了SiCp/Al复合材料高速切削的国内外研究现状,分析了目前存在的主要问题及今后的研究方向。     

PCD刀具超声振动车削SiC_p/Al复合材料时的切削力特性研究

用PCD刀具对SiCp/Al复合材料进行了超声振动车削与普通车削的对比试验 ,探讨了切削速度、进给量和切深三种切削参数在两种切削状态下对切削力的影响规律 ,得出了超声振动车削SiCp/Al复合材料的主切削力经验公式。     

清洁切削高温合金涂层刀具切削性能及加工表面完整性

针对高温合金高速干切削刀具磨损严重、加工表面质量差等突出问题,基于清洁切削技术,采用硬质合金涂层刀具进行高速铣削高温合金GH2132试验,研究干式切削、液氮不同喷射温度对涂层刀具切削性能以及加工表面完整性的影响规律,探究运用清洁切削高温合金来延长涂层刀具寿命和提高加工表面质量的可行性。研究表明：液氮低温切削GH2132时的切削合力随喷射温度的降低而增大,切削区温度在-150～-190℃喷射时已完全处于低温状态;随着液氮喷射温度的降低,刀具涂层剥落面积明显减小,且降低了黏结磨损和氧化磨损,在-150℃喷射条件下可获得较长的刀具寿命;加工表面粗糙度S_a在-30～-150℃喷射条件下获得较小值,随喷射温度的降低,加工硬化和残余拉应力分别增大和减小;与干式切削相比,液氮切削喷射温度在-150～-190℃下可显著延长涂层刀具寿命并提高加工表面质量。     

SiCp/Al复合材料薄壁件车削力的仿真研究

应用有限元分析软件ABAQUS对Si Cp/Al复合材料薄壁件车削力进行了仿真研究,得到了切削用量对切削力的影响规律,并结合文献的实验成果对相应规律进行了分析。仿真结果表明:在Si Cp/Al复合材料薄壁件车削过程中,随切削速度的增大,三向切削分力(轴向力Fx、径向力Fy、切向力Fz)均增大,但径向力Fy增幅很小;随进给量的增大,三向切削分力都有增大的趋势;随背吃刀量的增大,三向切削分力均显著增大;背吃刀量是影响切削力的主要因素。     

复合材料切割工艺装置研究

文中简要介绍了复合材料的组成、性能特点及加工特点,并针对加工特点及要求,优化其加工工艺,提出了用通用工艺装置代替专用机床加工复合材料零件,对不同的工艺装置进行了比较分析,较详细地介绍了工艺装置的组成、各部分功能及设计要求。使用该工艺装置,可对不同尺寸的复合材料进行切割加工。     

Al_2O_3/Ti(CN)复合刀具材料的制备及切削性能研究

利用热压烧结工艺制备出Al2 O3 /Ti(CN)复合陶瓷刀具材料。测得该材料的平均抗弯强度为 82 0MPa ,平均断裂韧性为 7.4MPa·m1/ 2 ,维氏硬度为 2 0 .4GPa。通过与陶瓷刀具材料LT5 5、SG4的切削性能进行对比试验 ,发现其连续切削淬硬钢的性能高于SG4,但耐磨性能比LT5 5稍低 ,是一种适合连续切削铸铁与淬硬钢、尤其适合断续切削淬硬钢的刀具材料。     

颗粒增强铝复合材料切削力特性研究

通过SiCp／2024铝复合材料的车削试验,阐述了刀具材料、切削用量(v0、f、αp)及颗粒增强相SiCp含量、粒度等因素对切削力的影响规律,发现了当增强相体积分数V1约为17％～18％以上时,用K类硬质合金刀具切削会出现切深分力Fp、进给分力F1大于主切削力Fe的现象,且SiCp含量越高差值越大,并提出用切削力系数K表述这一现象。认为K类硬磕合金可用于粗加工、半精加工,且加工表面会出现“熨平”现象。从切削力这一因素来看,PCD是精加工颗粒增强铝复合材料的最佳刀具材料。     

热沉衬底金刚石/铜复合材料表面金属化工艺研究

为了改善金刚石/铜复合材料的表面特性,采用化学镀镍与电镀金结合的方式。先通过SnCl₂溶液和PdCl₂溶液对复合材料表面进行敏化、活化等预处理,并研究预处理对后续化学镀镍层产生的影响。通过SEM（扫描电子显微镜）、EDXS（能量色散X射线光谱仪）、OM（光学显微镜）和热振、高温烘烤等实验措施数据的分析对复合镀层进行研究,研究结果表明,通过化学镀加电镀的方法在金刚石/铜复合材料表面得到了高结合力、均匀致密的镍合金镀层。     

SiC_p/Al复合材料三维斜角切削分析

为进一步了解切削方法对SiC_p/Al复合材料切削时的影响,运用有限元软件ABAQUS建立三维斜角切削几何模型,基于对SiC_p/Al复合材料性能的影响因素及棱边缺陷的形成机理的了解,分别分析斜角切削时刀尖圆弧半径对切削力和对复合材料出口棱边缺陷的影响。分析试验结果及有效数据得出的结论为复合材料棱边缺陷的研究提供了理论依据。