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PCD刀具高速铣削SiCp/Al复合材料理论和试验研究

发布时间:2023-03-21 10:56
  SiCp/Al复合材料是一种广泛运用在航天、电子领域的难加工材料。SiCp/Al复合材料具有高比强度和比刚度、耐疲劳、耐腐蚀、耐磨、低密度、低热膨胀系数及良好的尺寸稳定性和导热性等许多优异的力学性能和物理性能。但是,由于SiCp/Al复合材料中增强相SiC颗粒的存在导致了刀具磨损严重、加工表面质量差等一系列的问题。本文基于PCD刀具高速铣削SiCp/Al复合材料工艺基础试验,围绕刀具磨损、表面质量和铣削力等方面,进行了试验研究和理论分析,为建立SiCp/Al复合材料窄槽的高速铣削加工工艺,指导实际生产提供了一定的理论依据和工艺基础。 本文的主要研究结论如下: 1.基于位错理论,从材料本身特性出发分析了SiCp/Al复合材料制备过程中产生的缺陷,提出了铣削加工中三种材料去除过程的模型:铝基体包裹增强颗粒发生位错滑移、SiC颗粒剪切断裂或者破碎、SiC颗粒剥落或者压入加工表面。 2. SiCp/Al复合材料表面缺陷形成的最主要原因是增强体SiC颗粒的拔出以及PCD刀具中金刚石颗粒的脱落。通过扫描电子显微镜的观察分析验证了SiCp/Al复合材料已加工表面的三种主要缺陷:二次耕犁、凹坑和突起这...

【文章页数】:77 页

【学位级别】:硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
        1.1.1 SiC 颗粒增强型铝基复合材料简介
        1.1.2 高速切削技术概述
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 SiCp/Al 复合材料去除机理研究
        1.2.2 刀具磨损研究
        1.2.3 切削力研究
        1.2.4 表面完整性研究
    1.3 主要研究内容
第2章 高速铣削 SiCp/Al 复合材料切削研究基础
    2.1 SiCp/Al 复合材料铣削加工去除机理
        2.1.1 SiCp/Al 复合材料物理力学特性
        2.1.2 SiCp/Al 复合材料模型简化
        2.1.3 SiCp/Al 复合材料基体去除机理
        2.1.4 SiC 颗粒增强体的去除机理
        2.1.5 SiCp/Al 复合材料的去除机理分析
    2.2 铣削形貌观察
    2.3 刀具的选择
    2.4 现有高速铣削 PCD 刀具几何结构理论研究分析
        2.4.1 高速立铣刀结构特点
        2.4.2 铣刀几何参数对加工性能及刀具耐用度的影响
    2.5 本章小结
第3章 高速铣削 SiCp/Al 复合材料刀具磨损研究
    3.1 试验条件及测量方法
    3.2 不同几何结构对刀具磨损的影响
    3.3 不同颗粒度对刀具磨损的影响
        3.3.1 颗粒度对刀具磨损的影响
        3.3.2 试验结果与分析
    3.4 铣削不同体积分数 SiCp/Al 复合材料刀具磨损对比
    3.5 刀具磨损形态以及机理分析
        3.5.1 PCD 刀具的前刀面磨损形态分析
        3.5.2 PCD 刀具的后刀面磨损形态分析
        3.5.3 PCD 刀具的磨损机理分析
    3.6 刀具磨损对表面粗糙度的影响
    3.7 本章小结
第4章 高速铣削 SiCp/Al 复合材料铣削力研究
    4.1 铣削力的理论分析与动态测量
        4.1.1 铣削力的理论分析
        4.1.2 铣削力的动态测量
    4.2 试验设计与安排
    4.3 试验结果与分析
        4.3.1 单因素试验结果及分析
        4.3.2 正交试验结果及分析
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 论文总结
    5.2 课题展望
参考文献
攻读硕士期间发表论文与研究成果清单
致谢



本文编号:3766891

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