切削參數(shù)對SiCp-Al復(fù)合材料棱邊缺陷的影響.pdf

1、SiCp/Al復(fù)合材料以其優(yōu)異的機(jī)械力學(xué)性能而成為一種新型材料,被廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械、激光電子等機(jī)加工及精密超精密領(lǐng)域。然而材料內(nèi)部增強(qiáng)顆粒的存在使得材料內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變不均，因而易出現(xiàn)裂紋，在加工工件的入口、出口處容易成棱邊缺陷。出口邊緣缺陷尺寸形貌變化多端，隨機(jī)性強(qiáng)，因而成為阻礙SiCp/Al復(fù)合材料充分利用的一關(guān)鍵因素。因而本文結(jié)合實(shí)際現(xiàn)狀，研究了切削參數(shù)對SiCp/Al復(fù)合材料加工棱邊缺陷的影響，為其以后的應(yīng)用提供更有價(jià)值

2、的參考。創(chuàng)新的主要內(nèi)容如下:
　　1.正交切削下刀尖圓弧半徑對SiCp/Al復(fù)合材料棱邊缺陷的影響
　　建立二維切削模型，利用ABAQUS有限元軟件對棱邊缺陷的形成過程進(jìn)行模擬，形成過程可分為:剪切變形、裂紋形成、裂紋擴(kuò)展及斷裂三大階段。分析結(jié)果表明，切削力是導(dǎo)致棱邊缺陷形成的重要因素。改變刀尖圓弧值，分析切削力對出口棱邊缺陷尺寸的影響，得出刀尖圓弧值與切削力、棱邊缺陷的變化關(guān)系：都是隨圓弧值的增加而增大。
　　2.二

3、維切削狀態(tài)下刀尖圓弧半徑對應(yīng)的最小切削深度及切削深度對切屑形態(tài)的影響
　　通過有限元模擬得出刀尖圓弧半徑與最小切深的關(guān)系，即hmin=0.5r。分析切深對切削過程的影響及SiCp/Al復(fù)合材料正常切屑形態(tài)—非連續(xù)型鋸齒狀切屑，并通過和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式研究分析了切削深度與切屑形態(tài)的關(guān)系，隨著切深的增加，切屑鋸齒化程度加劇，而且齒寬及齒長都增加。
　　3.三維斜角、直角切削狀態(tài)下切削參數(shù)（刀尖圓弧半徑、刀具前角）對棱邊缺陷的影響

4、
　　建立三維斜角、直角切削模型，通過有限元模擬分析刀尖圓弧值、刀具前角對切削力及棱邊缺陷的影響，分析知切削力和棱邊缺陷都與刀具刃弧呈同向增加趨勢，都是隨刀具刃弧值的增加而增大；但與刀具前角的關(guān)系正好相反，因?yàn)榈毒咔敖窃黾颖磺邢鲗硬牧献冃螠p小，受到的壓應(yīng)力降低，因而裂紋源減少，棱邊缺陷尺寸減小。另外通過直角、斜角的對比得出刃傾角對切削過程的影響，刃傾角的存在減小了刀具接觸工件時的沖擊力，降低了切削振動。不僅如此切屑沿刃傾角傾斜方向