PCD刀具高速铣削高体积分数SiC_p/Al复合材料的表面粗糙度研究

针对PCD刀具高速铣削体积分数为65%的SiCp/Al复合材料,通过单因素和正交试验研究了不同铣削参数对表面粗糙度的影响。研究结果表明:影响SiCp/Al复合材料已加工表面粗糙度的最重要参数是每齿进给量,其次是铣削深度,铣削速度和铣削宽度对表面粗糙度的影响较小;铣削速度与铣削宽度之间存在一定的交互作用;为得到较好的表面粗糙度,可选择较高的铣削速度、适中的铣削深度和铣削宽度、较低的每齿进给量进行加工。     

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。     

正交切削SiC_p/Al复合材料的切削力分析

通过PCD刀具对SiC_p/Al复合材料的正交切削试验,分析了切削用量、铝基体材料、颗粒体分比和颗粒尺寸对切削力大小和波动以及切屑形态的影响。结果表明:对于中高体分比的SiC_p/Al复合材料,其切削速度与基体材料对切削力影响不大,切削力随进给量增大呈线性关系增长,随颗粒尺寸增大切削力下降,且颗粒体分比越大,下降幅度越大;切削力波动与刀—屑接触区颗粒数量有关,随颗粒尺寸增大切削力波动减小,随进给量和切削速度增大切削力波动增大;进给量一定时,在高的切削速度和低的颗粒体分比下,SiC_p/Al复合材料易形成卷曲状切屑,且随着进给量增大,切屑卷曲半径增大。     

SiCp/Al复合材料薄壁件铣削加工内应力的有限元分析

采用三维有限元法分析了SiCp/Al复合材料薄壁件铣削加工的内应力分布。结果表明,在铣削力作用下,SiC颗粒承受较大的力,而铝合金基体承受相对较小的力,且颗粒上的应力分布极不均匀,在颗粒尖角处的应力较大。因此,在SiCp/Al复合材料薄壁件的铣削加工中极易在颗粒边缘发生破损,从而造成严重的表面缺陷。     

高速铣削SiC_p/Al复合材料表面形貌功率谱密度研究

为了研究切削参数对高速铣削SiCp/Al复合材料表面微观形貌的影响,本文采用不同切削参数进行了高速铣削实验,利用Talyscan150型表面粗糙度测试仪对加工表面进行测量,对获得的表面数据进行功率谱密度(PSD)分析。结果表明:高速铣削SiC颗粒增强铝基复合材料时,进给量与铣削深度对功率谱密度影响不大,切削速度是主要影响因素,并且随着切削速度的增大,功率谱密度值降低,表面质量提高。加工表面的主要空间波长成分能够反映加工工艺条件对加工表面形貌的影响。     

SiC_p/Al复合材料高速铣削加工表面质量及切屑形成机制

使用聚晶金刚石(PCD)刀具,对碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)进行高速铣削加工,研究了加工表面质量及切屑的形成机制。结果表明:刀具进给波纹、工件材料塑性侧流、刀具-工件相对振动和增强颗粒去除过程留下的孔洞、微裂纹、基体撕裂等是SiCp/Al复合材料高速铣削加工表面的主要形成机制;增大切削速度、使用冷却液、降低增强颗粒体积分数、减小增强颗粒尺寸均有助于提高加工表面质量;切屑形态为不均匀锯齿状,增强颗粒体积分数、热处理状态等对切屑形成有显著影响,绝热剪切、孔洞/微裂纹动态形成和扩展是切屑的主要形成机制。     

超声振动铣削加工Ti6Al4V的表面残余应力研究

建立了包含振动铣削、移除铣刀、载荷释放及降温等多个分析步的超声振动铣削三维有限元模型,对铣削表面的残余应力进行了仿真。通过有限元计算,得到了不同振动参数和铣削用量条件下加工表面的残余应力大小与分布情况,并根据振动切削表面残余应力的影响机制对仿真结果进行了分析。研究结果表明,对工件施加超声振动后,切削表面残余拉应力值明显减小;振动参数和铣削速度对残余应力的影响较大,而进给量对残余应力的影响较小,并通过相关实验验证了有限元仿真结果的正确性。     

基于ABAQUS/Explicit的SiC_p/Al复合材料三维微孔钻削有限元仿真

应用ABAQUS中Explicit显式求解器,基于微观尺度下的Johnson-Cook本构方程,对高体积分数SiC_p/Al复合材料微孔钻削过程进行了三维有限元仿真。研究了钻孔过程中钻削轴向力和扭矩的变化特性以及不同主轴转速和进给速度下钻削轴向力和扭矩的变化规律。此外,对不同主轴转速下钻屑形态的变化特性进行了分析。研究结果为颗粒增强金属基复合材料的微孔钻削工艺参数制定提供了参考。     

工件材料特性对SiC_p/Al复合材料高速铣削加工性的影响

使用聚晶金刚石刀具(PCD),在切削速度为1 200 m/min下,研究了增强颗粒体分比与尺寸、热处理状态和冷却方式等对SiC p/2009Al复合材料高速铣削加工性的影响。结果表明:减小体分比或使用冷却液有助于明显改善SiC p/2009Al复合材料高速铣削加工性。材料经热处理后,加工表面质量明显提高,但切削力显著增大、刀具耐用度明显降低、切屑锯齿形更加明显。体分比一定时,在一定程度范围内增大增强颗粒尺寸有助于降低切削力和切削温度、延长刀具耐用度,但加工表面质量有所下降。     

纳米硬质合金刀具切削Al/SiC_p复合材料的实验

针对SiC颗粒硬度高,切削Al/SiCp复合材料时刀具磨损剧烈,本文提出用具有较高硬度、韧性及良好抗磨损能力的WC-7Co制备纳米硬质合金刀具,并对Al/SiCp复合材料进行了切削实验。研究了纳米硬质合金刀具磨损机理和Al/SiCp复合材料的切屑去除机理,以及刀尖处后刀面磨损值。研究认为,纳米硬质合金刀具磨损的机理为SiC颗粒的微切削作用引起的磨料磨损,及SiC颗粒对刀尖刃口的高频、断续冲击引起的微崩刃及微破损;Al/SiCp复合材料的切削实质是断续切削;去除机理为切屑的崩碎去除;纳米硬质合金后刀面磨损值较普通硬质合金小30%～50%。实验表明,纳米硬质合金较普通硬质合金更适于加工Al/SiCp复合材料。     

冲刺2018 山高刀具实力全面提升 山高刀具大中华区总经理Bo Udsen先生媒体见面会在北京举行

<正>10月16日,山高刀具大中华区总经理Bo Udsen先生媒体见面会在北京举行,来自全国各地的媒体记者近30人出席。Bo Udsen为山高刀具丹麦前董事总经理,于8月1日起,Bo Udsen被正式任命为山高大中华区董事总经理,他将在上海任职并向负责亚太地区的山高刀具副总裁汇报。     

SiCp/Al复合材料切削仿真与实验研究

由于SiCp/Al颗粒增强复合材料具有高比模量、高比强度、耐磨性好、耐高温和导热导电性能良好等优异性能,使其在工程应用中成为了传统金属的精良替代品。针对体积分数为45%的SiCp/Al颗粒增强复合材料进行切削研究,建立切削仿真模型,从应力场的分布情况、颗粒的断裂与破碎机理以及切屑表面的裂纹扩展等方面对切削机理进行仿真分析,并通过铣削实验进行了验证。结果表明,颗粒的断裂与破碎主要发生在剪切区和工件与切屑的分离面,同时由于颗粒的存在会使切屑表面产生微裂纹,微裂纹的扩展是影响切屑表面形态的重要因素。     

TiB_2/Al复合材料喷丸后微区残余应力的有限元模拟

采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件建立了颗粒增强TiB2/Al复合材料的喷丸模型,并对喷丸后残余应力分布进行了预测;然后对复合材料进行了喷丸试验,对残余应力进行了检测;将试验结果与模拟结果进行了对比。结果表明:该复合材料喷丸后残余应力分布的试验结果与模拟结果基本相符;喷丸后最表层部分增强体呈拉应力状态,在材料残余压应力场内,由于增强体和基体材料力学性能的差异,增强体的残余应力值普遍大于基体中的。     

高速铣削高体积分数SiCp/Al复合材料表面形貌及切屑机制的研究

为了研究高体积分数SiCp/Al复合材料的切削机理及工件表面形貌,采用PCD刀具对干式切削和水溶性冷却液浇注冷却的湿式切削两种切削条件下的高速铣削进行了研究。结果表明,在对颗粒尺寸大、体积分数高的SiCp/Al复合材料进行高速铣削时,干式切削无论是在工件已加工表面形貌和微观结构,还是在切屑形成及形貌上,都好于湿式切削。两种切削条件下均可获得较理想的表面粗糙度。     

SiCp/Al复合材料加工边缘断裂特性分析

应用线弹性断裂力学有限元法计算了SiCp/Al复合材料加工边缘的应力强度因子,定量地表征了工件边缘材料的断裂特性。建立了棱边缺陷形成的力学模型和数学模型。根据断口微观结构特征得出:裂纹的萌生扩展是棱边缺陷形成的主要原因。统计分析了棱边缺陷体积与切削力的二次回归数学模型,获得了棱边缺陷体积随切削力的增加呈非线性单调递增的特性。     

SiCp/Al复合材料钻削加工的有限元和试验研究

为了研究碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料钻削加工的棱边缺陷,通过对工件和钻头进行二维简化建模以及对工件的网格划分,利用ABAQUS/Explicit中的动力显示模块进行钻削模拟。通过改变每齿进给量fy观察复合材料的棱边缺陷,并对仿真结果进行分析,同时和试验结果进行对比。结果表明:工件的棱边缺陷的大小随着进给量的大小而呈线性变化,此结果与试验结果大体一致。该研究可为进一步研究碳化硅铝基(SiCp/Al)复合材料的棱边缺陷提供理论依据。     

SiCp/Al复合材料镀金工艺研究

SiCp/Al复合材料导电性差、膨胀系数低,尤其是不具备钎焊能力。为了满足封装壳体的良好钎焊性能,必须对其表面进行镀金改性处理。文中针对SiC体积分数高达60%以上的SiCp/Al复合材料进行镀金工艺研究,主要目的是解决镀金层与基材之间的结合力难题。通过工艺试验,采用工艺分步实施化学镀镍、热处理、电镀镍、电镀金步骤,得到的镀层表面光滑平整,没有明显的结瘤和夹杂,与基材的结合力强。该工艺作为SiCp/Al可焊性表面处理技术之一,对于其他铝基复合材料表面处理具有重要的参考价值。     

SiCP/Al复合材料延性去除加工的有限元分析

以断裂力学的有关理论为依据,运用ABAQUS有限元分析软件研究在固定的磨削速度下,单个磨粒磨削单颗粒SiCp/Al复合材料的延性去除问题.结果表明:SiC颗粒所受到的拉伸应力和压缩应力都随磨削深度的增加而增大;SiC颗粒发生延性去除的极限切深为0.6μm,SiC颗粒发生延性去除时其最大压缩应力大于26GPa,同时最大拉...