SiC顆粒增強鋁基復合材料超精密車削的基礎研究.pdf

1、碳化硅顆粒增強鋁基復合材料（SiCp/Al復合材料）具有比強度和比模量高、耐高溫、耐磨損、耐疲勞、熱膨脹系數(shù)小、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)異的綜合性能，已在航空航天、汽車、光學精密儀器等領域獲得日益廣泛的應用，其中通過精密、超精密加工獲得的SiCp/Al零部件主要應用于衛(wèi)星軸承/天線、激光反射鏡、慣性導航系統(tǒng)等。近年來，有關SiCp/Al復合材料的超精密切削技術受到人們的極大關注，但關于該類材料的超精密切削機理及表面形成機制研究尚處于起步階段。本

2、文開展了SiCp/Al復合材料超精密車削機理及工藝的研究，完成了以下頗具創(chuàng)新性的研究工作： 1. SiCp/Al復合材料超精密車削切屑形成機制 對鋸齒型切屑變形時的應力、應變進行了計算，并結(jié)合切屑內(nèi)部不同位置的顯微硬度測試分析，探明了該材料超精密車削時第一、第二變形區(qū)材料的變形規(guī)律。通過切屑形態(tài)及切屑根部組織的觀察，并結(jié)合SiCp/Al復合材料的本身特性以及切削時剪切區(qū)的應力、應變和溫度環(huán)境，研究了剪切區(qū)微裂紋的動態(tài)萌生

3、和擴展機制，以及此種動態(tài)行為對切屑形態(tài)及切屑形成過程的影響。探討了切屑厚度準周期變化的內(nèi)在機制，將剪切角周期變化和微裂紋的動態(tài)影響相結(jié)合，建立了適應含不同顆粒體分比的該材料的切屑形成過程模型。 2. SiCp/Al復合材料超精密車削表面形成及加工表面缺陷 從工件材料膨脹側(cè)流、刀具-工件相對振動、進給量和刀具圓弧半徑組成的進給波紋、增強顆粒含量及尺寸、增強顆粒的去除方式等角度探討了SiCp/Al復合材料超精密車削表面形成機

4、制。研究了切削用量、冷卻條件、刀具刃口半徑、基體和界面兩者強度關系、刀具磨損狀況等對增強顆粒去除方式的影響。闡述了SiCp/Al復合材料超精密車削表面形成過程與加工表面缺陷的關系，并對SiCp/Al復合材料超精密車削表面缺陷進行了全面的評估。 3. SiCp/Al復合材料超精密車削表面粗糙度研究 研究了增強顆粒含量、尺寸及分布，切削用量、冷卻條件、刀具材料及其幾何參數(shù)、刀具磨損狀況等對SiCp/Al復合材料超精密車削表面