SiCp/Al复合材料超声振动磨削材料去除与加工表面质量研究

发布时间：2021-03-26 12:23

　　颗粒增强铝基（SiCp/Al）复合材料具有高比强度和高弹性模量等优良物理性能,同时密度低,高温性能好,在航空航天等领域应用范围越来越广。但随着该材料中增强项颗粒体积分数的增加,其加工性能越来越差,传统的加工方法难以保证加工质量。超声振动磨削可以减小切削力,提高切削效率,研究这种加工方法下材料的去除过程,开展适合复合材料加工表面微观形貌的评价方法研究,对提高该类材料加工表面质量具有极其重要的意义。论文以磨粒运动为切入点,运用所建立的两种超声磨削加工中的磨粒运动轨迹方程,从单颗磨粒的运动轨迹和切削长度的角度分析了超声振动对材料去除过程的影响。分析结果表明,超声振动能减小磨削力,提高端面磨削加工效率;对侧面超声磨削,超声振动能提高材料去除效率。结合压痕实验和刻划实验,从切削力和切屑形貌的角度进一步分析了超声振动对材料的去除过程的影响,普通刻划和超声刻划对比实验结果表明,超声振动有益于减少切削力,形成小切屑,提高已加工表面质量。要研究超声磨削SiCp/Al复合材料的加工表面质量,首先要建立起表面评价标准。论文针对二维粗糙度表征的缺点,优选了三维粗糙度中幅度参数和空间参数对复合材料加工表面进行评... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 SiCp/Al复合材料加工国内外研究概况
        1.2.1 SiCp/Al复合材料去除研究现状
        1.2.2 SiCp/Al表面质量研究现状
        1.2.3 三维粗糙度表征的研究现状
        1.2.4 分形表征的研究现状
        1.2.5 超声振动加工的研究现状
    1.3 国内外研究现状的总结
    1.4 课题的主要研究内容
第2章 SiCp/Al复合材料超声磨削材料去除过程的研究
    2.1 引言
    2.2 端面超声磨削加工材料去除过程分析
        2.2.1 磨粒运动轨迹对材料去除过程的影响
        2.2.2 单颗磨粒切削长度对材料去除的影响
    2.3 侧面超声磨削加工材料去除过程分析
        2.3.1 磨粒运动轨迹对材料去除的影响
        2.3.2 单颗磨粒切削长度对材料去除过程的影响
    2.4 材料去除过程的显微压痕实验研究
        2.4.1 实验设计
        2.4.2 实验结果及分析
    2.5 材料去除过程的刻划实验研究
        2.5.1 实验设计
        2.5.2 实验结果及分析
    2.6 本章小结
第3章 SiCp/Al复合材料超声磨削加工表面的三维粗糙度评价
    3.1 引言
    3.2 超声磨削实验方案及粗糙度信息的提取
    3.3 表面三维粗糙度表征参数的选择
    3.4 采样条件对三维粗糙度参数的影响
    3.5 端面超声磨削加工参数对表面形貌的影响及分析
        3.5.1 主轴转速的影响分析
        3.5.2 进给速度的影响分析
        3.5.3 切削深度的影响分析
        3.5.4 超声振幅的影响分析
    3.6 侧面超声磨削加工参数对表面形貌的影响及分析
        3.6.1 主轴转速的影响分析
        3.6.2 进给速度的影响分析
        3.6.3 切削深度的影响分析
        3.6.4 超声振幅的影响分析
    3.7 本章小结
第4章 SiCp/Al复合材料超声磨削加工表面的分形表征
    4.1 引言
    4.2 三维分形标准的确定
    4.3 分形维数计算方法的选择
    4.4 采样条件对分形维数的影响
    4.5 端面超声磨削切削参数对分形维数的影响
        4.5.1 主轴转速的影响分析
        4.5.2 进给速度的影响分析
        4.5.3 切削深度的影响分析
        4.5.4 超声振幅的影响分析
    4.6 侧面超声磨削切削参数对分形维数的影响
        4.6.1 主轴转速的影响分析
        4.6.2 进给速度的影响分析
        4.6.3 切削深度的影响分析
        4.6.4 超声振幅的影响分析
    4.7 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]2D and 3D milled surface roughness of high volume fraction Si Cp/Al composites[J]. Tao WANG,Li-jing XIE,Xi-bin WANG,Teng-yi SHANG.  Defence Technology. 2015(02)
[2]磨削高体积分数SiCp/Al复合材料表面形成机制[J]. 于晓琳,赵文珍,黄树涛,周丽.  沈阳工业大学学报. 2012(06)
[3]SiCp/Al复合材料三维表面粗糙度信息提取方法[J]. 刘赛,周明,王阳俊.  哈尔滨工业大学学报. 2012(03)
[4]PCD刀具超声铣削SiCp/Al复合材料的试验研究[J]. 高国富,何全茂,董小磊,向道辉,赵波.  制造业自动化. 2010(03)
[5]颗粒增强铝基复合材料振动切削力特性的研究[J]. 周明,何俊.  制造技术与机床. 2008(05)
[6]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的航空航天应用[J]. 崔岩.  材料工程. 2002(06)
[7]复合材料的切削加工表面结构与表面粗糙度[J]. 全燕鸣,叶邦彦.  复合材料学报. 2001(04)
[8]三维表面形貌的分形维数计算方法[J]. 李成贵,董申.  航空精密制造技术. 2000(04)
[9]精加工表面的分形特征研究[J]. 李成贵,董申,卢泽生.  中国机械工程. 1999(08)
[10]粗糙表面的分形特征与分形表达研究[J]. 葛世荣.  摩擦学学报. 1997(01)

博士论文
[1]SiC颗粒增强铝基复合材料铣磨加工及其关键技术研究[D]. 都金光.哈尔滨工业大学 2014
[2]SiC颗粒增强铝基复合材料超精密车削的基础研究[D]. 葛英飞.南京航空航天大学 2007

硕士论文
[1]SiC/Al复合材料铣磨加工工艺参数的优化选择[D]. 李万青.哈尔滨工业大学 2011



本文编号：3101579