Al复合材料加工过程中棱边缺陷控制方法的研究.pdf

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1、工具技术SiCp／AI复合材料加工过程中棱边缺陷控制方法的研究丁昊，侯宁，周丽，黄树涛沈阳理工大学摘要：由于SiCp／A1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。关键词：SiCp／AI复合材料；棱边缺陷；控制方法；变深度；变应力

2、中图分类号：TG115．6+3文献标志码：AResearchonControlMethodofEdgeDefectsduringMachiningofSiCp／AlCompositesDingHao，HouNing，ZhouLi，HuangShutaoAbstract：DuetOthematerialpropertiesofSiCp／A1，edgedefectswillformattheexitoftheworkpiecewhenthema—chiningiscompleted，thusdestroyingthesu~facetopographyoftheworkpiece，ther

3、efore，theedgedefectsneedtobeCOn-trolledeffectively．Twomethodsofcontrollingtheedgedefectsareproposedhere：variabledepthcuttingmethodandvaria—blestresscuttingmethod，andthetwomethodsaresimulatedandanalyzedbyfiniteelementsoftware．Theanalysisresultsshowthat：themethodbyincreasingtheexitangleoftheworkp

4、iecetochangethecuttingdepthhasacertaininfluenceontheformationofedgedefects，andwhentheexitangleisgreaterthan45。itcaninhibittheformationoftheedgedefectsef-fectively；anothermethodistouseabafflefixedattheexitoftheworkpieceoftheworkpiecetoachievevariablestress，re-suitSHOWSthatthismethodalsohasinhibi

5、toryeffectontheedgedefectformation．Keywords：SiCp／A1composites；edgedefects；controlmethod；variabledepth；variablestress提出了金属切削过程中主动控制毛刺的一般性加工1引言方法。J．C．Aurich等提出了毛刺的控制方法，认SiCp／A1复合材料具有高的比强度、比刚度和为对毛刺的控制应从以下几方面人手：工件的材料比模量，耐磨以及低的热膨胀系数等优良性能，其优和几何形状、刀具参数和刀具路径、加工参数、冷却异的物理力学性能使其获得了广泛的应用¨J。广剂等。泛应用于结构材料、仪表材

6、料、光学材料、电子材料、本文借助ABAQUS软件建立了有限元模型，分耐磨材料j。但是由于高体积分数的SiCp／A1复析了在切削过程中切削力对棱边质量的影响，进而合材料脆性高且韧性低，加工后常在工件边缘出现分析了控制棱边缺陷的两种方法，并通过有限元仿崩边、碎裂及剥落等棱边缺陷，因此对棱边缺陷控制真检验了两种方法均能有效抑制棱边缺陷的形成。方法的探讨研究是十分必要的。2变深度切削法目前，国内外对控制毛刺及棱边质量都有一定的研究，华南农业大学的王高平总结了切削加工2．1几何模型的建立中控制边角毛刺的方法，认为应从以下几方面着根据正交切削过程切削力的动态变化规律可手：控制切削深度、切削速度、

7、刀具角度、切削方向、知，在刀具切出工件棱边缺陷形成时切削力突然增刀具锋利程度、棱角效应等。上海交通大学的罗大。因此，减小工件出口处切削力可以有效抑制棱蒙_8等通过对毛刺形成机理的研究，通过分析切削边缺陷产生。因为切削深度对切削力的影响最大，用量、刀具材料，几何参数及涂层状况、工艺路线等所以可以减小工件边缘的切削深度来减小出口切削力。为了验证棱边质量的改善效果，建立如图1所基金项目：国家自然科学基金(51175353)；辽宁省高等学校优秀人示的变深度切削几何