铝基碳化硅激光辅助微切削仿真及实验研究

发布时间：2021-01-13 05:30

　　为探究激光辅助切削技术对高体积分数铝基碳化硅材料加工质量的影响,利用ABAQUS有限元仿真软件,建立体积分数45%的铝基碳化硅材料切削仿真模型,对铝基碳化硅材料受热后温度场的分布和不同切削参数下的应力分布进行了仿真研究。对铝基碳化硅材料进行了单因素切削实验及激光辅助正交精密微切削实验研究,对实验结果进行分析与探讨。实验结果表明,铝基碳化硅材料在受热后切削过程中应力值有所减小,激光辅助切削技术能有效改善被加工铝基碳化硅材料的表面粗糙度,减少表面形貌缺陷,同时降低刀具磨损。 

【文章来源】：组合机床与自动化加工技术. 2020,(10)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

各切削参数下表面粗糙度值折线图

在表9极差法结果分析中,Kjm表示第j列因素在第m水平所对应的粗糙度和。kjm为Kjm的均值,Rj表示同一因素下kjm的最大值与最小值之差。通过计算所得的数据结果可知,R1=0.151、R2=0.164、R3=0.069,R2>R1>R3,表明三因素对表面粗糙度值影响程度的大小:切削深度>切削速度>激光功率。2.2.3 激光辅助切削对工件表面形貌影响

为探究常规切削与激光辅助切削对被加工表面形貌的影响规律,选取切削速度v=100mm/s、切削深度ap=8μm,激光功率P为0W和20W两组样件,利用扫描电子显微镜观测表面形貌,结果如图6所示。图6中a、b、c为常规切削,d、e、f为激光辅助切削。从常规切削形貌图可以看出,被加工表面完整性较差,存在大量缺陷。表面缺陷主要有:裂纹、空洞、颗粒拔出、颗粒粘结等。由于实验材料中碳化硅颗粒的存在,加工过程中刀具切削刃与工件表面接触,应力集中在切削刃上,切屑分离以及已加工表面出现颗粒断裂和拔出等情况,形成的磨粒进入应力集中的切削刃附近被切削刃挤压,随刀具运动,磨粒若与软基体接触则在加工表面留下犁沟,磨粒若与材料内的颗粒接触,则会产生破碎;材料发生空洞缺陷是由于材料亚表层存在缺陷,导致材料在加工后缺陷暴露;裂纹的产生则是表层磨粒被压入导致。常规切削的被加工表面缺陷很多,铝基碳化硅材料本身的难加工特性会严重影响加工过程,导致表面形貌不完整。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
[1]激光加热辅助车削45%SiCp/Al的温度场仿真与切削试验研究[D]. 盛东营.哈尔滨工业大学 2015



本文编号：2974311