C-SiC復(fù)合材料加工機(jī)理和可加工性研究.pdf

1、C/SiC復(fù)合材料是一種新型材料,其硬度高、彈性模量高、熱導(dǎo)率小、強(qiáng)度高,材料呈各項(xiàng)異性,加工時(shí)切削力大、刀具磨損快。同時(shí),材料層間強(qiáng)度較低,且具有強(qiáng)脆性,進(jìn)行切削加工時(shí),材料表面易呈層狀、塊狀崩落、撕脫,導(dǎo)致分層、毛刺、撕裂等缺陷,易出現(xiàn)嚴(yán)重的表面缺陷,加工難度很大,是典型的難加工材料。為解決這種復(fù)合材料加工的難題,本論文首先通過(guò)試驗(yàn)研究驗(yàn)證了C/SiC復(fù)合材料三種加工工藝的加工性能,得出了C/SiC復(fù)合材料在采用PCD刀具鉆削和電鍍

2、金剛石磨削刀具磨削時(shí)具有良好的加工性能,而銑削性能較差的結(jié)論。其次,通過(guò)三維針刺C/SiC復(fù)合材料單向碳纖維束層單刃劃切試驗(yàn),搭建了C/SiC復(fù)合材料二元切削模型,研究了不同切削纖維角單顆粒切削時(shí)的纖維斷裂方式和微觀缺陷情況,分析了切削纖維角對(duì)切削缺陷形成的影響規(guī)律,總結(jié)了切削參數(shù)對(duì)C/SiC復(fù)合材料切削質(zhì)量影響規(guī)律的微觀機(jī)理,得出了切削纖維角對(duì)C/SiC復(fù)合材料切削質(zhì)量影響最大的結(jié)論。此外,分析了鉆削、銑削、磨削加工C/SiC復(fù)合材料

3、的表面缺陷類型和產(chǎn)生原因,探尋了C/SiC復(fù)合材料表面粗糙度的評(píng)價(jià)方法,研究了不同加工條件、不同工藝參數(shù)下銑削、鉆削、磨削加工C/SiC復(fù)合材料的表面粗糙度情況和影響規(guī)律,得出了對(duì)C/SiC復(fù)合材料加工表面質(zhì)量的評(píng)價(jià)推薦以毛刺、撕裂和崩邊等表面缺陷為主,以傳統(tǒng)表面粗糙度的檢測(cè)結(jié)果作為輔助參考的結(jié)論。最后,通過(guò)對(duì)C/SiC復(fù)合材料鉆削和銑磨刀具、加工質(zhì)量、切削力、切削熱的試驗(yàn)研究,優(yōu)化了C/SiC復(fù)合材料鉆削和銑磨加工工藝,得出了PCD刀