高体分铝基碳化硅超声振动钻削的内孔表面质量试验研究

针对高体分铝基碳化硅精密钻削加工技术难题,利用普通超声振动钻削(UVD)和超声振动啄式钻削(UVPD)两种工艺,通过均匀试验设计,对高体分铝基碳化硅套料钻削的内孔表面质量的变化规律及产生原因进行了深入的直观分析和回归分析。结果表明:高体分铝基碳化硅套料钻削时,内孔表面缺陷表现为SiC颗粒拔出、SiC颗粒破裂、Al基体塑性变形三种形式;采用UVD能够获得比普通钻削更好的内孔质量,而采用UVPD的表面粗糙度可比UVD降低20%以上,各工艺条件下表面缺陷特征的差异是导致内孔质量变化的根本原因;无论UVD还是UVPD,超声振幅和进给速度都是影响内孔质量的重要因素,增大超声振幅或降低进给速度都有利于提高内孔质量。

纳米颗粒添加剂对切削油摩擦学性能的影响

切削油是一种常用的切削润滑介质,在高速、精密和难加工材料切削时,其减摩抗磨性能难以满足需要,添加纳米粒度的固体润滑剂是一种有效的解决方法。采用表面活性剂将石墨、MoS_(2)、WS_(2)、SiO_(2)和Al_(2)O_(3)五种纳米颗粒稳定分散于L-MH46绿色切削油中,并配置成不同种类和浓度的纳米颗粒润滑液,进行不同润滑液下YG6硬质合金和Inconel 718镍基合金的摩擦学试验。对摩擦系数进行测试分析,并利用金相显微镜和白光干涉仪对磨损表面进行表征,研究不同纳米颗粒添加剂对切削油减摩抗磨性能的影响。结果表明:向切削油中加入纳米颗粒添加剂能够有效减小摩擦系数、降低磨损程度和提升摩擦表面质量。其中,15%浓度的MoS2颗粒润滑液具有最好的减摩效果,摩擦系数f可降至0.043,10%浓度的SiO_(2)颗粒润滑液可以获得更稳定的摩擦系数(f=0.052);15%浓度的SiO_(2)颗粒润滑液具有最好的抗磨性能,能够获得最优的磨损表面形貌及最小的磨损宽度(585.44μm)。该研究对于切削润滑介质的发展和应用具有一定的参考价值。

CFRP/钛合金叠层结构变参数螺旋铣孔界面加工特性研究

螺旋铣孔是CFRP/钛合金叠层结构件的常用制孔技术,然而两材料切削性能的差异使单一参数下的内孔加工质量难以保证。围绕CFRP/钛合金叠层结构一体化精密制孔的现实需求,设计了变参数螺旋铣孔方案;通过对界面过渡轴向力、界面加工质量和界面处孔径的分析,研究了叠层制孔顺序和变参数位置对界面加工特征的影响规律。结果表明:叠层制孔顺序对界面过渡轴向力、界面加工质量和界面处内孔精度都有显著的影响,而变参数位置的影响主要体现在界面加工质量方面。C/Ti-C方案能获得最佳的界面加工质量,其界面平整度因子仅为Ti/C-Ti的8%;Ti/C制孔顺序能获得较小的两材料界面孔径差值,最小为29μm。基于对界面加工质量和尺寸精度的综合考虑,C/Ti-C变参数方案能够实现最佳的界面加工效果。