论文题目: Al2O3f+Cf/ZL109混杂复合材料的切削加工性研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料加工工程
作者: 代汉达
导师: 刘耀辉,高印寒
关键词: 金属基复合材料,短纤维,混杂,切削加工性
文献来源: 吉林大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文以优化后的Al2O3f+Cf/ZL109 混杂复合材料为研究对象,对其切削加工性和钻削加工性首次进行了全面系统的研究,揭示了该混杂复合材料的切削加工规律,分析了纤维的种类、含量及纤维位向、切削速度、切削深度和进给量等因素对刀具磨损、切削力和加工表面质量的影响及其机理,优化了切削用量和刀具材料;在分析了M.E.Merchant 单一剪切平面切削模型对于Al2O3f+Cf/ZL109 混杂复合材料的适应性的基础上,对该混杂复合材料的切削变形机理、切屑形成机理和断屑机理、刀具磨损机理首次进行了比较深入的研究,并首次建立了Al2O3f+Cf/ZL109 混杂复合材料对刀具的磨损量与Al2O3f纤维含量之间关系的数学模型;对低频复合振动钻削方法提高该混杂复合材料的加工性的可行性问题进行了探讨,优化了振动参数。对以上问题的研究结果表明,Al2O3f+Cf/ZL109 混杂复合材料由于对刀具磨损较严重,因而表现出较差的切削加工性,其中纤维含量特别是Al2O3f 纤维含量是影响其加工性的最重要因素,采用金刚石刀具可明显提高其加工性,采用振动切削方法是改善其加工性的有效手段。本研究对于促进Al2O3f+Cf/ZL109 混杂复合材料在航空航天及汽车等民用领域上的应用具有重要的理论价值和实际意义。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 选题意义
1.2 非连续增强金属基复合材料的性能及研究现状
1.2.1 非连续增强金属基复合材料的性能及发展
1.2.2 非连续增强金属基复合材料的研究热点及展望
1.3 非连续增强金属基复合材料的制备方法
1.3.1 粉末法
1.3.2 喷射沉积法
1.3.3 铸造法
1.3.4 原位复合法
1.4 非连续增强铝基复合材料的加工性研究现状
1.4.1 单一颗粒增强铝基复合材料的加工性研究现状
1.4.2 单一晶须或短纤维增强铝基复合材料的加工性研究现状
1.4.3 混杂增强铝基复合材料的加工性研究现状
1.5 短纤维和晶须增强铝基复合材料切削机理研究现状
1.5.1 塑性变形特点及切屑
1.5.2 加工表面结构及残余应力
1.6 本文主要研究内容
第二章 A1_2O_(3f)+C_f/ZL109 混杂复合材料的制备及工艺参数优化
2.1 概述
2.2 A1_2O_(3f)+C_f/ZL109 混杂复合材料的制备
2.2.1 原材料
2.2.2 所用设备
2.2.3 A1_2O_(3f)+C_f/ZL109 混杂复合材料的挤压铸造及热处理
2.3 A1203f+Cf/ZL109 混杂复合材料的性能及制备工艺参数优化
2.3.1 力学性能和耐磨性能
2.3.2 一些主要参数对混杂复合材料性能的影响规律及其优化
2.4 A1_2O_(3f)+C_f/ZL109 混杂复合材料的显微组织及界面结构
2.5 本章小结
第三章 A1_2O_(3f)+C_f/ZL109 混杂复合材料的切削加工性研究
3.1 实验条件、设备和材料
3.2 刀具磨损影响因素的实验研究
3.2.1 纤维含量对刀具磨损的影响
3.2.2 切削用量对刀具磨损的影响
3.3 切削力影响因素的实验研究
3.3.1 纤维含量对切削力的影响
3.3.2 切削用量对切削力的影响
3.4 表面粗糙度影响因素的实验研究
3.4.1 纤维含量对表面粗糙度的影响
3.4.2 切削用量对表面粗糙度的影响
3.4.3 纤维取向对表面粗糙度的影响
3.5 刀具材料对切削加工性的影响
3.5.1 PCD 和CBN 刀具的特点
3.5.2 不同刀具的磨损
3.5.3 不同刀具的加工表面粗糙度
3.5.4 加工表面完整性及适用刀具材料
3.6 本章小结
第四章 A1_2O_(3f)+C_f/ZL109 混杂复合材料的切削机理研究
4.1 单一剪切平面切削模型的适应性分析
4.1.1 M.E.Merchant 单一剪切平面切削模型及其适应性特征
4.1.2 单一剪切平面切削模型的适应性分析
4.2 A1_2O_(3f)+C_f/ZL109 混杂复合材料的切削变形研究
4.2.1 A1_2O_(3f)+C_f/ZL109 混杂复合材料的切屑形成机理研究
4.2.2 A1_2O_(3f)+C_f/ZL109 混杂复合材料的断屑机理研究
4.2.3 A1_2O_(3f)+C_f/ZL109 混杂复合材料的切削变形及机理分析
4.3 A1_2O_(3f)+C_f/ZL109 混杂复合材料对刀具磨损的机理研究
4.3.1 刀具磨损的表征方法及磨损形式
4.3.2 A1_2O_(3f)+C_f/ZL109 混杂复合材料对刀具的磨损机理分析
4.4 刀具磨损量与A1_2O_3f 纤维含量之间关系的数学模型研究
4.4.1 刀具后刀面磨损体积与磨损量VB间关系的建立
4.4.2 A1_2O_(3f) 短纤维与刀具后刀面间划擦次数的确定
4.4.3 刀具磨损量VB 与A1_2O_(3f) 纤维含量之间关系的数学模型
4.4.4 模型验证
4.5 本章小结
第五章 A1_2O_(3f)+C_f/ZL109 混杂复合材料的钻削和低频复合振动钻削加工
5.1 前言
5.2 实验条件、设备和材料
5.3 A1_2O_(3f)+C_f/ZL109 混杂复合材料的钻削加工
5.3.1 钻头磨损
5.3.2 钻削力
5.3.3 表面质量
5.4 A1_2O_(3f)+C_f/ZL109 混杂复合材料的低频复合振动钻削加工
5.4.1 永磁复合激振器
5.4.2 钻头磨损
5.4.3 钻削力
5.4.4 表面形貌
5.4.5 振动钻削精度
5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及科研情况
致谢
摘要
Abstract
发布时间: 2005-08-26
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