中高體積分數(shù)鋁基復合材料精密鉆銑加工研究.pdf

1、鋁基復合材料(SiCp/Al)具有高比強度、高比模量、耐高溫、耐磨損、熱膨脹系數(shù)小、抗磁抗振性好以及尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)異的物理性能和力學性能，在航空航天和軍事等領域得到越來越廣泛的應用。在復合材料構件的制造流程中，機械加工是復合材料制備成型后必不可少的重要環(huán)節(jié)。然后由于Al合金基體和SiC顆粒增強體截然不同的物理、力學性能致使SiCp/Al復合材料成為典型的難加工材料。SiCp/Al復合材料的機械加工技術成為影響其在實際中應用的關鍵因素，

2、對SiCp/Al復合材料構件使用性能和使用壽命具有重要的影響，并已經(jīng)成為制約其發(fā)展應用的瓶頸所在。
　　本文結合ZZ“十二五”預先研究項目和04專項子課題項目“復合材料用金剛石磨料系列刀具的研制及其應用”，開展研究工作，以SiCp/Al復合材料為研究對象，從SiCp/Al復合材料物理性能和加工缺陷成因分析切入，通過對缺陷形成的抑制對策研究，提出了SiCp/Al復合材料低損傷磨削制孔新原理、SiCp/Al復合材料制孔缺陷評價方、Si

3、Cp/Al復合材料精密銑削加工工藝。在此基礎上，開展了SiCp/Al復合材料加工工藝試驗研究。論文主要研究內(nèi)容和取得的學術成果如下:
　　(1)對體積分數(shù)為45％～65％的SiCp/Al復合材料制孔崩邊缺陷進行了三維試驗觀測和統(tǒng)計分析，建立了制孔崩邊缺陷模型，提出了一種基于崩邊體積的SiCp/Al復合材料崩邊缺陷程度評價方法。研究結果表明:崩邊缺陷是SiCp/Al復合材料制孔的主要缺陷，且崩邊缺陷主要產(chǎn)生在制孔出口處。采用該方法能

4、夠?qū)Σ煌瑓?shù)下制孔崩邊缺陷程度進行客觀真實的評價，對優(yōu)化制孔工藝參數(shù)具有一定的指導意義。
　　(2)針對傳統(tǒng)硬質(zhì)合金麻花鉆在鉆削SiCp/Al復合材料時極易造成磨損甚至折斷的現(xiàn)狀。提出SiCp/Al復合材料低損傷磨削制孔新原理，并采用研制的磨削制孔刀具對SiCp/Al復合材料進行了多組鉆削參數(shù)試驗，其合理性和可行性得到了驗證。
　　(3)針對硬質(zhì)合金銑刀在銑削SiCp/Al復合材料中存在銑削表面質(zhì)量差、表面粗糙度大和銑刀容易