SiCp/Al复合材料高速切削去除机理及表面质量研究

作     者：房玉鑫 王优强 张平 王雪兆 FANG Yu-xin;WANG You-qiang;ZHANG Ping;WANG Xue-zhao

作者机构：青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266525 工业流体节能与污染控制教育部重点实验室山东青岛266520 华东理工大学机械与动力工程学院上海200237 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2022年第51卷第10期

页      面：293-300页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51575289,51705270) 山东省自然科学基金项目(ZR2019PEE028) 

主　　题：SiCp/Al复合材料 高速加工 表面质量 加工硬化 

摘      要：目的探究高速加工下SiCp/2024Al复合材料切屑形成机理及加工表面质量情况,为改善该材料加工性能提供理论依据。方法设计高速正交铣削实验,对SiCp/2024Al复合材料进行不同切削速度下的高速加工,并通过对切屑形态、切削力、切削能耗、加工表面形貌及加工硬化情况进行分析,探明高速加工下材料去除机理及加工表面质量变化。结果在较低速度下复合材料的切屑形成过程为第一变形区的剪切变形和SiC颗粒破碎,切屑形态为锯齿状;切削速度在300~800 m/min时,随着速度的提高复合材料切屑连续性下降,切削速度在1000 m/min时,复合材料韧脆性能发生转变,切屑呈现崩碎状;切削力在切削速度300~1000 m/min时,随速度提高明显减小,主切削力由300 m/min时的320 N左右下降至1000 m/min时的180 N左右,切削能耗显著降低;失效的SiC颗粒破坏加工表面质量,而高速加工对表面质量有一定改善,切削速度由300 m/min提高到1000 m/min时,表面粗糙度由0.68μm下降至0.47μm,加工硬化深度也随切削速度提高而减小。结论在一定条件下,高速加工有助于改善SiCp/2024Al复合材料的加工性能,其动态力学性能将发生变化,切削力和切削能耗下降,加工表面变形程度降低、质量提高。