电镀金刚石钻头钻削高体积分数SiCp/Al复合材料入口棱边缺陷的研究

采用电镀金刚石钻头对碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)进行了实验研究,分析了入口棱边缺陷形貌及形成机理。通过钻削实验,研究了切削速度对孔入口棱边缺陷的影响。结果表明:钻孔入口棱边缺陷主要有宏观断裂缺口、颗粒脱落、颗粒断裂及破碎、塑性凸起等。切削速度越小,宏观断裂缺口和颗粒脱落造成的缺陷越明显;切削速度越大,颗粒断裂及破碎造成的缺陷越明显,且更容易出现多种破损形式的组合。

超声辅助切削SiCp/Al复合材料棱边缺陷有限元仿真研究

对超声辅助切削SiCp/Al复合材料棱边缺陷进行了有限元仿真研究,分析了超声激励方式、切削参数对SiCp/Al复合材料棱边缺陷的影响。结果表明:相比于普通切削,超声辅助切削改善其棱边缺陷,其中刀具Y方向振动方式切削显著减小棱边缺陷,次之为椭圆振动方式切削和X方向振动方式切削;超声辅助切削时,大切深不利于形成优良的棱边质量;刀具Y方向振动方式切削下,小范围变化的前角对棱边缺陷几乎没有影响,而X方向振动方式切削下,刀具前刀面的磨损会导致棱边缺陷更加严重。

SiCp/Al复合材料加工过程中棱边缺陷控制方法的研究

由于SiCp/Al的材料特性,加工完成后会在工件的出口处形成一定的棱边缺陷,破坏工件的表面形貌,本文提出了两种控制棱边缺陷的方法:变深度切削法和变应力切削法,并通过有限元软件对两种方法进行仿真分析。结果表明:通过增加工件出口角来改变切削深度的方法对棱边缺陷的形成有一定影响,且当出口角α大于45°时能有效抑制棱边缺陷的形成;另一种方法是借助在出口处固定一个挡板来实现变应力,结果显示这种方法也能对棱边缺陷的形成有抑制效果。

SiC_p/Al复合材料钻削加工棱边缺陷影响因素的研究

为了研究Si Cp/Al复合材料的边缘断裂特性及钻削机理,运用ABAQUS有限元软件建立了钻削模型,选用适当的本构模型和材料参数,分析了钻削加工的棱边缺陷形成过程及钻削过程中切削参数对棱边缺陷的影响。结果表明,在主轴转速不变的情况下,增加进给量会增加钻头与工件的接触面积,从而使切削力增加,进而会增加棱边缺陷的尺寸。得出的结论可以为Si Cp/Al复合材料钻削加工及棱边缺陷的控制提供理论依据。

切削SiCp/Al复合材料刀尖圆弧半径对棱边缺陷的影响

运用有限元软件ABAQUS建立了二维切削有限元模型,模拟了碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料的切削过程。通过切削过程中等效应力的变化分析了棱边缺陷的形成过程,进而研究刀尖圆弧半径对切削时出口棱边缺陷的影响。结果表明,在其他切削条件相同的情况下,棱边缺陷随刀尖圆弧半径的增加而逐渐增大。

SiCp/Al复合材料车削加工棱边质量的控制方法研究

为了有效抑制SiCp/Al复合材料车削加工棱边的缺陷,建立了切削参数与棱边缺陷尺寸之间的数学回归模型,把棱边缺陷高度值H和长度值L作为试验的评价指标,主要考虑切削深度、主轴转速、进给量三个参数单独作用时对棱边缺陷的影响。最终找到了控制棱边缺陷尺寸的最优切削参数组合,并结合试验优化加工工艺参数从而控制棱边质量。得出的结论可以为SiCp/Al复合材料棱边缺陷的研究和控制策略提供合理的理论依据。

SiCp/Al复合材料加工边缘断裂特性分析

应用线弹性断裂力学有限元法计算了SiCp/Al复合材料加工边缘的应力强度因子,定量地表征了工件边缘材料的断裂特性。建立了棱边缺陷形成的力学模型和数学模型。根据断口微观结构特征得出:裂纹的萌生扩展是棱边缺陷形成的主要原因。统计分析了棱边缺陷体积与切削力的二次回归数学模型,获得了棱边缺陷体积随切削力的增加呈非线性单调递增的特性。

高体分SiC_(p)/Al复合材料薄壁小孔钻削工艺机理与实验研究

目的研究高体分SiC_(p)/Al2024复合材料小孔钻削表面质量和出入口棱边缺陷形貌,为钻削加工提供一定理论基础。方法用ABAQUS软件对薄壁板钻削加工的整个过程进行三维仿真模拟,采用直径为3 mm的PCD钻头对70%(体积分数)的SiC_(p)/Al复合材料薄壁件进行钻削,采用单因素实验方案,通过改变主轴转速和进给速度检测复合材料已加工表面棱边的缺陷,并通过钻削实验验证有限元仿真的正确性。结果薄壁小孔钻孔形成的过程中,表面会出现大量的凹坑、裂纹及划痕。当主轴转速N为3000、4000、5000 r/min,进给速度V_(f)为0.05、0.1075、0.1 m/min时,小孔内表面的粗糙度随主轴转速和进给速度的增大而明显降低。发现进给速度是影响钻削棱边缺陷质量的主要原因之一,随着进给速度的增大,断裂缺口的缺陷越明发显,毛刺的高度和厚度逐渐增加,缺陷越发严重;主轴转速对棱边缺陷质量的影响较小,主轴转速增大,颗粒与基体产生变形的现象较少,毛刺的高度和厚度也逐渐减小,材料脱离及断裂缺口现象得到明显改善。结论当主轴转速为5000 r/min、进给速度为0.1 m/min时,加工表面较为光滑,材料的表面形貌较好,粗糙度为1.331μm。棱边缺陷随进给速度的增大和主轴转速的减小变得严重。

SiCp/Al复合材料钻削加工的有限元和试验研究

为了研究碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料钻削加工的棱边缺陷,通过对工件和钻头进行二维简化建模以及对工件的网格划分,利用ABAQUS/Explicit中的动力显示模块进行钻削模拟。通过改变每齿进给量fy观察复合材料的棱边缺陷,并对仿真结果进行分析,同时和试验结果进行对比。结果表明:工件的棱边缺陷的大小随着进给量的大小而呈线性变化,此结果与试验结果大体一致。该研究可为进一步研究碳化硅铝基(SiCp/Al)复合材料的棱边缺陷提供理论依据。

金刚石涂层刀具钻削高比分SiC_p/Al复合材料试验研究

SiC_p/Al复合材料与传统的金属材料相比,具有优异的物理和热学性能。但在孔加工中,棱边加工缺陷成为影响其在高端产品中使用的主要问题之一。开展金刚石涂层刀具钻削SiC_p/Al复合材料的试验研究,对试验力学信号进行分析,对出入口棱边缺陷形成机理及形貌特征做出了解释。结果表明:使用金刚石涂层刀具钻削SiC_p/Al复合材料时,每步钻削深度、进给速度和主轴转速对轴向力的作用依次减弱;出口处质量明显优于入口处,入口缺陷形成机理主要是Al基体的断裂和SiC颗粒脱落;金刚石涂层钻头适合用于加工SiC_p/Al复合材料。对于SiC_p/Al复合材料的实际加工应用有一定的参考价值。

SiC_p/Al复合材料三维斜角切削分析

为进一步了解切削方法对SiC_p/Al复合材料切削时的影响,运用有限元软件ABAQUS建立三维斜角切削几何模型,基于对SiC_p/Al复合材料性能的影响因素及棱边缺陷的形成机理的了解,分别分析斜角切削时刀尖圆弧半径对切削力和对复合材料出口棱边缺陷的影响。分析试验结果及有效数据得出的结论为复合材料棱边缺陷的研究提供了理论依据。