SiC_p/Al复合材料微孔钻削试验研究

对SiC_p/Al复合材料进行直径为0. 5mm的连续微孔钻削试验,研究了钻削力特性曲线以及在不同的主轴转速和进给速度下钻削力的变化规律;采用固定循环的啄钻加工方式对材料进行微孔钻削,通过设计正交试验探讨了不同主轴转速、进给速度和单步钻深对钻削力的影响,运用多元曲线拟合手段得出基于试验数据的钻削力数学表达式;评价了不同加工方式对钻削力大小、钻孔质量和刀具磨损方面的影响,为SiC_p/Al复合材料的微孔钻削机理研究提供了参考。     

SiCp/Al复合材料超声振动辅助切削研究现状与进展

阐述了SiC_p/Al复合材料在切削过程中存在的一些问题,从SiC_p/Al复合材料超声振动辅助加工中的刀具材料与刀具磨损、切屑与切削力以及表面质量三个方面概述了SiC_p/Al复合材料切削加工的研究现状,对促进SiC_p/Al复合材料高效切削加工的措施进行了总结。     

超声高速铣削SiC_P/Al试验研究

颗粒增强铝基复合材料(SiC_P/Al)以其优异的性能倍受世界各国重视。但由于其内部含有高强度、高硬度的增强颗粒(SiCP),使得切削加工变得非常困难。为解决SiC_P/Al的机械加工难题,利用自主研制的超声铣削系统,对高速超声铣削SiC_P/Al进行了实验研究。文中分析了切削参数对切削力的影响,并对普通与超声加工SiCP的变形破坏方式、工件表面的微观结构和切削过程中的刀具磨损状况进行了对比分析。研究表明:与普通铣削相比,超声高速铣削可以降低铣削力;使用PCD刀具在高速铣削时,可有效改善SiC_P/Al工件表面质量。     

SiC_p/Al复合材料铣削残余应力的有限元分析

SiC_p/Al复合材料属于典型难加工材料,大量Si C颗粒离散分布其中,导致在铣削加工高体积分数SiC_p/Al复合材料时,加工表面容易出现应力分布不均现象,严重影响材料的稳定性。为了研究SiC_p/Al复合材料加工表面残余应力,通过ABAQUS有限元分析软件建立了SiC_p/Al复合材料三维铣削有限元模型,并分析了切削工艺参数对残余应力的影响。结果表明:切削速度对残余应力变化影响较小,每齿进给量对残余应力变化影响较大,所得结果与经验计算值吻合较好。     

刀具几何参数对高速铣削SiCp/Al复合材料温度的影响研究

研究了PCD刀具高速铣削铝基复合材料时刀具几何参数对切削温度的影响。利用A baqus软件,对PCD刀具高速铣削SiCp/Al复合材料薄壁件进行仿真模拟。刀具回转直径为10 mm,切削线速度为300 m/min,改变刀具的前角和后角仿真出铣削时刀具和工件的温度场。通过对比数据,得出刀具角度变化对切削温度的影响规律,从而为实际加工时刀具几何参数的选择提供依据。     

C/E复合材料螺旋铣削制孔方法抑制缺陷产生的机理

传统钻削加工碳纤维/环氧树脂(Carbon/epoxy,C/E)复合材料时容易产生加工缺陷,而螺旋铣削作为一种新的制孔方法在航空材料的加工中逐渐受到关注。为分析螺旋铣削制孔方法抑制缺陷产生的机理,以传统钻削加工为参照,分别利用螺旋铣削及传统钻削两种方法对C/E复合材料进行制孔试验,并对螺旋铣削与传统钻削刀具的运动轨迹进行分析。在具有相同的加工效率及刀具切削速度的基础上,对两种加工方法的加工参数进行优化。进行制孔对比试验,并对制孔过程中的切削温度、切削力及加工质量进行检测与分析。结果表明,切削温度是影响C/E复合材料制孔质量的重要因素,且由于螺旋铣削制孔时的切削温度显著低于传统钻削制孔温度,因此螺旋铣削制孔质量明显优于传统钻削制孔质量。螺旋铣削制孔时的切削温度较传统钻削时降低69℃以上,降幅大于36%,因此有效避免了制孔出口处的撕裂及分层现象。     

SiC颗粒增强铝基复合材料高速铣削工艺研究

从颗粒增强金属基复合材料的应用和切削加工现状出发 ,针对SiC颗粒增强铝基复合材料的高速切削加工性能进行了试验分析。通过铣削试验 ,研究了铣削速度对铣削力、加工表面粗糙度、表面形貌以及刀具磨损的影响 ,分析了该材料的高速切削机理 ,并获得了能够保证对其进行高效高精度加工的合理工艺参数。     

T6热处理对SiC_p/Al复合材料高速铣削加工性的影响

使用聚晶金刚石(PCD)刀具,在切削速度为1200m/min下对碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料进行铣削加工试验,研究SiCp/Al复合材料经T6热处理后对其高速铣削加工性的影响。结果表明:经T6热处理后,切削力/切削温度明显高于未热处理材料,切屑锯齿形明显,加工过程不稳定性增加,刀具承受冲击作用增大,导致PCD刀具发生较严重的崩刃、剥落、冲击裂纹等磨损形式,从而刀具使用寿命显著低于高速铣削未热处理材料。T6热处理材料高速铣削表面粗糙度Ra/Rz值一般低于未热处理材料,其加工表面变质层深度也显著低于未热处理材料,加工表面存在较少的坑洞、微裂纹、基体撕裂、基体涂覆等加工所致缺陷。     

SiCp/Al复合材料高速铣削的有限元仿真研究

运用有限元分析软件ABAQUS建立了三维斜角铣削模型,对SiCp/Al复合材料的的高速铣削过程进行模拟。首先分析了切削过程中SiCp/Al复合材料的应力、应变的分布规律,然后分析了不同等效切削厚度对切屑形状和温度场的影响,最后分析了切削参数对切削力的影响规律。铣削过程的有限元模拟为SiCp/Al复合材料高速铣削加工的工艺参数优化、刀具参数的合理选择提供了参考。     

SiC_p/Al复合材料复杂曲面的精密加工刀具设计

针对高体积分数SiC_p/Al复合材料复杂曲面难加工问题,设计了一种四刃PCD球头立铣刀。首先分析了SiC_p/Al材料性能和工件结构,得到刀具设计要求;其次通过对刀具和工件材料的对比分析,确定了刀具材料为PCD材料以及刀片参数;再次综合实验数据和金属切削原理,优化设计了刀具的基本几何参数,建立了刀具模型;最后进行了新刀具的加工实验,结果表明:设计的球头立铣刀提高了铣削加工性能,有效增加了刀具寿命,可为SiC_p/Al复合材料在航空航天等领域的推广使用提供借鉴。