C-C復(fù)合材料切削表面粗糙度的評(píng)定方法研究.pdf

1、碳/碳(C/C)復(fù)合材料具有高的比模量、高的比強(qiáng)度、耐磨損、耐高溫等優(yōu)良特性，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。但是由于纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料具有非均質(zhì)性及各向異性的特點(diǎn)，其切削去除機(jī)理不同于普通工程材料的切削去除機(jī)理，使得復(fù)合材料的切削表面產(chǎn)生了許多特殊的形貌。傳統(tǒng)的表面形貌二維評(píng)定方法對(duì)復(fù)合材料切削表面已不再適用。但是，目前國內(nèi)外在復(fù)合材料的設(shè)計(jì)與使用上仍然采用二維評(píng)定方法，這在實(shí)際應(yīng)用中不能真實(shí)反映復(fù)合材料切削表面的形貌特征。因此，需要對(duì)復(fù)合材

2、料切削表面形貌的評(píng)定方法進(jìn)行研究，真實(shí)反映復(fù)合材料切削表面形貌特征，準(zhǔn)確預(yù)測其表面的使用性能。 基于此，采用TalyScan150型表面粗糙度測試儀對(duì)C/C復(fù)合材料及硬鋁合金LY12的切削表面進(jìn)行三維非接觸式測量，得出以下研究成果： (1)通過對(duì)C/C復(fù)合材料和硬鋁材料切削表面粗糙度二維評(píng)定、三維評(píng)定及幅度評(píng)定參數(shù)進(jìn)行研究，結(jié)果表明：只有采用三維評(píng)定方法才能準(zhǔn)確描述復(fù)合材料切削表面的形貌特征。表面均方根偏差Sq參數(shù)比表面

3、算術(shù)平均偏差Sa參數(shù)更能反映復(fù)合材料切削表面的形貌特征。因此，表面粗糙度三維評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)優(yōu)先選用Sq作為評(píng)定參數(shù)。 (2)采用二維自相關(guān)函數(shù)和功率譜密度函數(shù)分析了C/C復(fù)合材料切削表面形貌的紋理特征，表明：C/C復(fù)合材料銑削表面紋理是各向同性的。通過圖象處理方法研究了C/C復(fù)合材料切削表面的分形表征，結(jié)果表明：C/C復(fù)合材料切削表面具有分形特征，分形維數(shù)可對(duì)C/C復(fù)合材料切削表面的支撐、摩擦、磨損等性能進(jìn)行量化描述。 (

4、3)采用三維評(píng)定方法、Sq作為評(píng)定參數(shù)研究了C/C復(fù)合材料切削表面粗糙度的影響因素。結(jié)果表明：銑削加工時(shí)，C/C復(fù)合材料切削表面粗糙度隨著轉(zhuǎn)速的增大先減小而后增大，隨著切削深度的增大而減小，隨著進(jìn)給量的增大而增大；車削加工時(shí),C/C復(fù)合材料切削表面粗糙度隨著切削速度、進(jìn)給量、切削深度的增大而增大。其中進(jìn)給量對(duì)C/C復(fù)合材料切削表面粗糙度的影響更明顯；纖維方向和材料本身的結(jié)構(gòu)特征將是其切削表面粗糙度最大的影響因素。 (4)從提高加