SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料超精密車(chē)削的基礎(chǔ)研究.pdf

1、碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料（SiCp/Al復(fù)合材料）具有比強(qiáng)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(chē)、光學(xué)精密儀器等領(lǐng)域獲得日益廣泛的應(yīng)用，其中通過(guò)精密、超精密加工獲得的SiCp/Al零部件主要應(yīng)用于衛(wèi)星軸承/天線、激光反射鏡、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等。近年來(lái)，有關(guān)SiCp/Al復(fù)合材料的超精密切削技術(shù)受到人們的極大關(guān)注，但關(guān)于該類(lèi)材料的超精密切削機(jī)理及表面形成機(jī)制研究尚處于起步階段。本

2、文開(kāi)展了SiCp/Al復(fù)合材料超精密車(chē)削機(jī)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(fù)合材料超精密車(chē)削切屑形成機(jī)制 對(duì)鋸齒型切屑變形時(shí)的應(yīng)力、應(yīng)變進(jìn)行了計(jì)算，并結(jié)合切屑內(nèi)部不同位置的顯微硬度測(cè)試分析，探明了該材料超精密車(chē)削時(shí)第一、第二變形區(qū)材料的變形規(guī)律。通過(guò)切屑形態(tài)及切屑根部組織的觀察，并結(jié)合SiCp/Al復(fù)合材料的本身特性以及切削時(shí)剪切區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變和溫度環(huán)境，研究了剪切區(qū)微裂紋的動(dòng)態(tài)萌生

3、和擴(kuò)展機(jī)制，以及此種動(dòng)態(tài)行為對(duì)切屑形態(tài)及切屑形成過(guò)程的影響。探討了切屑厚度準(zhǔn)周期變化的內(nèi)在機(jī)制，將剪切角周期變化和微裂紋的動(dòng)態(tài)影響相結(jié)合，建立了適應(yīng)含不同顆粒體分比的該材料的切屑形成過(guò)程模型。 2. SiCp/Al復(fù)合材料超精密車(chē)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(duì)振動(dòng)、進(jìn)給量和刀具圓弧半徑組成的進(jìn)給波紋、增強(qiáng)顆粒含量及尺寸、增強(qiáng)顆粒的去除方式等角度探討了SiCp/Al復(fù)合材料超精密車(chē)削表面形成機(jī)

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(qiáng)度關(guān)系、刀具磨損狀況等對(duì)增強(qiáng)顆粒去除方式的影響。闡述了SiCp/Al復(fù)合材料超精密車(chē)削表面形成過(guò)程與加工表面缺陷的關(guān)系，并對(duì)SiCp/Al復(fù)合材料超精密車(chē)削表面缺陷進(jìn)行了全面的評(píng)估。 3. SiCp/Al復(fù)合材料超精密車(chē)削表面粗糙度研究 研究了增強(qiáng)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(duì)SiCp/Al復(fù)合材料超精密車(chē)削表面