C-C復合材料切削表面粗糙度的評定方法研究.pdf

1、碳/碳(C/C)復合材料具有高的比模量、高的比強度、耐磨損、耐高溫等優(yōu)良特性，廣泛應用于航空航天領域。但是由于纖維增強的復合材料具有非均質性及各向異性的特點，其切削去除機理不同于普通工程材料的切削去除機理，使得復合材料的切削表面產(chǎn)生了許多特殊的形貌。傳統(tǒng)的表面形貌二維評定方法對復合材料切削表面已不再適用。但是，目前國內(nèi)外在復合材料的設計與使用上仍然采用二維評定方法，這在實際應用中不能真實反映復合材料切削表面的形貌特征。因此，需要對復合材

2、料切削表面形貌的評定方法進行研究，真實反映復合材料切削表面形貌特征，準確預測其表面的使用性能。 基于此，采用TalyScan150型表面粗糙度測試儀對C/C復合材料及硬鋁合金LY12的切削表面進行三維非接觸式測量，得出以下研究成果： (1)通過對C/C復合材料和硬鋁材料切削表面粗糙度二維評定、三維評定及幅度評定參數(shù)進行研究，結果表明：只有采用三維評定方法才能準確描述復合材料切削表面的形貌特征。表面均方根偏差Sq參數(shù)比表面

3、算術平均偏差Sa參數(shù)更能反映復合材料切削表面的形貌特征。因此，表面粗糙度三維評定標準中應優(yōu)先選用Sq作為評定參數(shù)。 (2)采用二維自相關函數(shù)和功率譜密度函數(shù)分析了C/C復合材料切削表面形貌的紋理特征，表明：C/C復合材料銑削表面紋理是各向同性的。通過圖象處理方法研究了C/C復合材料切削表面的分形表征，結果表明：C/C復合材料切削表面具有分形特征，分形維數(shù)可對C/C復合材料切削表面的支撐、摩擦、磨損等性能進行量化描述。 (

4、3)采用三維評定方法、Sq作為評定參數(shù)研究了C/C復合材料切削表面粗糙度的影響因素。結果表明：銑削加工時，C/C復合材料切削表面粗糙度隨著轉速的增大先減小而后增大，隨著切削深度的增大而減小，隨著進給量的增大而增大；車削加工時,C/C復合材料切削表面粗糙度隨著切削速度、進給量、切削深度的增大而增大。其中進給量對C/C復合材料切削表面粗糙度的影響更明顯；纖維方向和材料本身的結構特征將是其切削表面粗糙度最大的影響因素。 (4)從提高加