SiC_p增强铝基复合材料的铣磨加工实验研究

论文摘要

颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)具有高比强度、高比刚度、高比模量、各向同性、耐磨性及热稳定性好等突出优点,在航空航天领域有广泛的应用和广阔的发展前景。目前,切削加工仍然是SiCp/Al复合材料的主要机械加工手段,但由于SiC颗粒的“反切削”特性,因此在加工过程中存在刀具磨损严重、表面加工质量差,导致加工综合成本高。为解决高质量、高精度的SiCp/Al复合材料的孔、槽、曲面加工问题,本文主要研究铣磨加工方法加工SiCp/Al复合材料的技术问题:对比研究了用树脂基金刚石砂轮、陶瓷基金刚石砂轮、电镀金刚石砂轮加工SiCp/Al复合材料时铣磨力、比铣磨能和表面粗糙度的变化规律。本文主要完成了以下研究工作:(1)通过单因素实验研究铣磨力随铣磨参数的变化规律及原因;通过正交实验,分析磨粒粒度、砂轮形状、结合剂等砂轮参数对铣磨力的影响;建立了铣磨力的经验公式。(2)研究铣磨参数对比铣磨能的影响;利用正交实验,研究砂轮磨粒粒度、砂轮形状、砂轮结合剂类型对比铣磨能的影响,分析产生的原因。(3)借助SEM照片,分析SiCp/Al复合材料铣磨后的表面形貌特点;研究铣磨参数、砂轮参数对表面粗糙度的影响规律;找出了进一步改善表面粗糙度的途径。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 颗粒增强金属基复合材料的切削加工
• 1.2.2 颗粒增强金属基复合材料的特种加工
• 1.2.3 颗粒增强金属基复合材料的磨削加工
• 1.3 研究的主要内容
• 第2章 磨削加工的理论基础
• 2.1 磨削过程
• 2.2 砂轮与工件接触区的磨削要素
• 2.2.1 砂轮有效磨粒数
• 2.2.2 砂轮与工件的几何接触长度
• 2.3 单颗粒磨粒磨削时的磨削要素
• 2.3.1 单颗磨粒的切削路径长度
• 2.3.2 单颗粒磨粒的未变形切屑厚度
• 2.4 本章小结
• 第3章 SiCp/Al复合材料铣磨力的实验研究
• 3.1 铣磨力的定义
• 3.2 实验方案
• 3.2.1 实验条件
• 3.2.2 正交实验设计
• 3.3 加工参数对铣磨力影响的实验结果
• 3.3.1 进给速度对铣磨力的影响
• 3.3.2 铣磨深度对铣磨力的影响
• 3.3.3 线速度对铣磨力的影响
• 3.3.4 小切深大进给与大切深缓进给铣磨加工铣磨力的对比
• 3.4 砂轮参数对铣磨力影响的实验结果
• 3.4.1 磨粒粒度对铣磨力的影响
• 3.4.2 砂轮形状对铣磨力的影响
• 3.4.3 结合剂对铣磨力的影响
• 3.5 结果分析
• 3.5.1 铣磨力经验公式的建立
• 3.5.2 综合分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 SiCp/Al复合材料比铣磨能的实验研究
• 4.1 比铣磨能的定义
• 4.2 工艺参数对比铣磨能影响的实验结果
• 4.2.1 进给速度对比铣磨能的影响
• 4.2.2 铣磨深度对比铣磨能的影响
• 4.2.3 线速度对比铣磨能的影响
• 4.2.4 小切深大进给与大切深缓进给加工比铣磨能的对比
• 4.3 砂轮参数对比铣磨能影响的实验结果
• 4.3.1 磨粒粒度对比铣磨能的影响
• 4.3.2 砂轮形状对比铣磨能的影响
• 4.3.3 结合剂对比铣磨能的影响
• 4.4 实验结果分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 表面粗糙度影响因素分析
• 5.1 铣磨加工的表面形貌特点
• 5.2 表面粗糙度影响因素分析
• 5.2.1 影响因素分析
• 5.2.2 工艺参数对表面粗糙度的影响
• 5.2.3 砂轮参数对表面粗糙度的影响
• 5.3 SiCp/Al 复合材料的精密磨削加工实例
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 1 铣磨力正交实验结果及分析
• 附录 2 比铣磨能正交实验结果及分析
• 致谢