苗永鑫,焦安源,李海一,刘杰,孙鹏.高体积分数SiCp/Al复合材料的螺旋铣削试验研究[J].表面技术,2024,53(14):164-172.
MIAO Yongxin,JIAO Anyuan,LI Haiyi,LIU Jie,SUN Peng.Experimental Study of Helical Milling of High Volume Fraction SiCp/Al Composites[J].Surface Technology,2024,53(14):164-172 |
| 高体积分数SiCp/Al复合材料的螺旋铣削试验研究 |
| Experimental Study of Helical Milling of High Volume Fraction SiCp/Al Composites |
| 投稿时间：2023-08-13 修订日期：2024-01-06 |
| DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2024.14.015 |
| 中文关键词: SiCp/Al复合材料 螺旋铣削 切削机理 有限元仿真 表面质量 |
| 英文关键词:SiCp/Al composites helical milling cutting mechanism finite element simulation surface quality |
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| Author | Institution |
| MIAO Yongxin | School of Mechanical Engineering and Automation, Liaoning Anshan 114051, China |
| JIAO Anyuan | School of Applied Technology, University of Science and Technology Liaoning, Liaoning Anshan 114051, China |
| LI Haiyi | School of Mechanical Engineering and Automation, Liaoning Anshan 114051, China |
| LIU Jie | School of Mechanical Engineering and Automation, Liaoning Anshan 114051, China |
| SUN Peng | School of Mechanical Engineering and Automation, Liaoning Anshan 114051, China |
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| 中文摘要: |
| 目的 分析体积分数为55%的SiCp/Al复合材料在螺旋铣削加工条件下的材料去除机理，提高制孔的孔径精度和表面质量，降低表面粗糙度，为螺旋铣削加工提供一定理论基础。方法 首先，基于螺旋铣削运动规律分析复合材料中单一碳化硅颗粒的受力状况及不同去除形式。其次，对铝基体、碳化硅颗粒以及刀具进行建模，模拟碳化硅颗粒在加工过程中的去除形式，并分析3种典型去除形式对表面粗糙度的影响。再次，以螺旋铣削的方式，采用直径为4 mm的PCD铣刀在8 mm厚的SiCp/Al复合材料上制备直径为6 mm的孔。通过响应面法，以主轴转速、进给速度和螺距作为优化变量，孔径精度和表面粗糙度作为优化指标，建立相应的响应分析模型，得到切削参数与优化指标的多元回归方程，研究各工艺参数之间的交互作用。最后，对响应面法得到的较优工艺参数进行试验验证。结果 当主轴转速为3 388 r/min(切削速度为42.575 m/min)、进给速度为175 mm/min、螺距为0.26 mm时，制孔满足孔径H7的技术要求，表面粗糙度Ra值为1.530 3 μm。结论 适当提高切削速度可增大颗粒被切断的概率，相较于颗粒被挤压和颗粒被拔出，颗粒被切断时已加工表面质量更好。 |
| 英文摘要: |
| The work aims to analyze the material removal mechanism, simulation and experimental results of SiCp/Al composites with a volume fraction of 55% under the conditions of helical milling machining, to summarize the rules affecting the accuracy of the hole diameter and the surface quality, to meet the technical requirements of the hole diameter H7 and reduce the surface roughness, and at the same time, to provide a certain theoretical basis for the helical milling machining of SiCp/Al composites with high volume fractions. |
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