高速铣削高体积分数SiC_p/Al复合材料时PCD刀具磨损机理研究

针对体积分数为65%的碳化硅颗粒增强铝基复合材料Si Cp/6063Al,采用聚晶金刚石(PCD)刀具对其进行了高速铣削试验,利用体视显微镜和扫描电镜(SEM)观察、分析PCD刀具前、后刀面磨损形貌的形成机理。研究结果表明:增强相Si C颗粒的高频刻划和冲击是导致刀具发生磨粒磨损、晶粒脱落、崩刃和剥落的主要原因;PCD刀具自身存在孔隙、组织不均等制造缺陷,加速了刀具发生晶粒脱落的情况发生,并在铝合金基体材料粘结物的产生、脱落过程中发生粘结磨损。     

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。     

PCD刀具高速铣削钛合金表面粗糙度的研究

通过利用回归正交设计和单因素试验设计方案进行了PCD刀具高速铣削钛合金TA15的粗糙度试验。建立了表面粗糙度与铣削用量之间的数学模型,并进行了方差分析,验证了模型的可靠度。单因素试验中对影响表面粗糙度较大的因素做了重点研究,分析了影响机理。试验为合理选择PCD刀具高速铣削参数,保证良好的加工表面品质提供了依据。     

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。     

高体积分数SiCp/Al复合材料高速铣削力影响因素研究

通过PCD刀具高速铣削高体积分数SiCp/Al复合材料试验,研究了铣削速度、进给量、铣削深度和铣削宽度对三向铣削分力的影响,并进行了SiCp/Al复合材料基体材料的铣削力对比.研究结果表明,进给量和铣削深度对三向铣削分力的影响较大,而铣削速度和铣削宽度对三向铣削分力的影响较小,并且SiC颗粒增加了材料的强度,使三向铣削分力数值增大.在只考虑控制铣削力大小的情况下应选取适中的铣削参数,如铣削速度、较大的铣削宽度和较小的进给量及铣削深度.     

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。     

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。     

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。     

航空铝7050高速铣削表面粗糙度试验研究

为了研究铣削速度3 000 m/min以上时主要铣削参数如何影响航空铝试件的表面粗糙度,设计铣削试验,分析试验数据,揭示了周期进给速度和铣削速度的变化与试件表面粗糙度大小的关系,最后总结得出影响航空铝7050试件加工表面粗糙度的主要因素和实现"以铣代磨"的铣削参数。     

高速铣削7050-T7451铝合金表面粗糙度研究

高速铣削广泛用于航空铝合金材料的加工,以7050-T7451铝合金材料为试验对象,运用正交试验方法分析研究了铣削该铝合金材料时,切削速度、切削深度、切削宽度和每齿进给量4个因素对表面粗糙度的影响规律,并通过多元非线性回归分析得出表面粗糙度的经验公式.研究结果表明:加工表面呈交叉织网状形貌,表面粗糙度随每齿进给量和铣削深度的增大而增大,随切削速度的增大而减小,切宽对铝合金表面粗糙度的影响不明显.铣削参数对表面粗糙度的影响显著性依次为:每齿进给量fz切削速度v轴向切削深度ap径向切削宽度ae.     

PCD刀具高速铣削SiCp/Al复合材料切削温度试验研究

采用夹丝半人工热电偶法,在600- 1200m/min速度范围内对PCD刀具高速铣削SiCp/2009Al复合材料时的切削温度进行了研究,采用单接点热电偶快速标定装置对热电偶(SiCp/2009Al—康铜)测量的热电势进行了标定试验,获得了各种复合材料的温度标定曲线.研究结果表明,在本文试验条件下,铣削温度瞬时最高值可...     

SiC_p/Al复合材料高速铣削工艺过程参量预测模糊专家系统研究

使用聚晶金刚石(PCD)刀具在600-1200m/min切削速度范围内对SiCp/2009Al复合材料进行高速铣削试验。对刀具耐用度、表面粗糙度、切削力、切削温度等工艺参量进行了测量。运用VC++及WXCLIPS软件开发了一套具有自学习功能的模糊专家系统,对SiCP/2009Al复合材料高速铣削加工中的上述工艺参量进行预测。经验证,预测结果与试验结果有很好的一致性。     

CVD金刚石薄膜刀具加工SiC_p/Al的切削磨损研究

采用金刚石薄膜涂层刀具加工SiCp/Al复合材料，研究了切削参数、刀具材料、刀具几何参数和工件材料对金刚石薄膜涂层刀具磨损的影响规律，同时研究了SiCp/Al复合材料切削加工性能。     

高速铣削表面粗糙度建模与预报

在五轴高速加工中心上,采用多元回归正交试验法对45#中碳钢和P20模具钢进行了高速铣削试验。基于概率统计和回归分析原理,建立了表面粗糙度预测模型,并对回归方程和回归系数分别进行了显著性检验。通过分析正交试验直观图,研究了铣削用量对表面粗糙度的影响。为合理选择铣削参数提供了可靠的依据。     

20 vol％SiCp/Al复合材料—硬质合金摩擦磨损表面形貌研究

以YG6X硬质合金为对磨材料,借助MMUD-5摩擦磨损试验机研究了载荷、转速和温度对20vol%SiC_p/Al复合材料干滑动摩擦磨损性能的影响,并采用SH-4000M扫描电镜和VHX-2000三维超景深光学显微镜对试样的摩擦磨损带进行观察。结果表明:当载荷小于150N时,表面质量较好,只有轻度涂覆现象;当载荷大于200N时,随着载荷的增加,表面质量越来越差,表面磨损主要为犁沟和剥离;在较低转速下,表面磨损主要是剥离和犁沟;在较高速度下,材料表面因较高的温度产生塑性形变,出现了裂纹和粘着磨损;当温度超过100℃后,磨损表面产生塑性变形,且随着温度升高,表面磨损由犁沟和剥离转变成粘着磨损和颗粒拔出等损伤。