SiC_p_Al复合材料高速铣削切削力模型建立.pdf

学术论文 RESEARCH SiC /Al 复合材料高速铣削切削力模型建立 * p High-Speed Milling-Force Model for SiC /Al Composites p 南京航空航天大学 边卫亮　傅玉灿　徐九华　张　帅 南 京 工 程 学 院 葛英飞　　　　　　　　　　　　 [ 摘要 ] 使用聚晶金刚石（PCD ）刀具并采用正交 碳化硅颗粒增强铝基（SiC /Al）复合材料兼具金属 p 试验设计法，对含不同体分比的碳化硅颗粒增强铝基复 与非金属的综合性能，与传统的金属相比，具有高比强 合材料（SiC /2009Al ）进行高速铣削试验。在测量切削 度、高比模量、耐磨、导电 / 导热性好、抗辐射、热膨胀系 p 力和切屑厚度的基础上，建立了剪切角、剪切应力和摩 数低等性能，目前已成为发达国家争夺高新技术优势的 擦角的预测模型，并结合金属切削基本理论公式建立了 热点之一，并作为先进复合材料将逐步取代部分传统的 切削力的预测模型。该模型包含铣削速度、每齿进给量、 金属材料而应用于航空航天、汽车、电子、光学仪器以及 径向切宽、增强颗粒体分比等重要参数，模型对进给方 其他民用工业等领域 [1] 。虽然 SiC /Al 复合材料的应用 p 向最大铣削力预测值的平均误差为 5.9% ，对铣刀径向 范围越来越广，应用前景越来越广阔，但这种复合材料 切深方向最大铣削力预测值的平均误差为 9.2% ，皆高 本身的特点也给它的切削加工带来了很大的困难和挑 于普通经验公式的预测精度，从而可对 SiC /2009Al 复 战。上述 SiC /Al 复合材料的优良性能，主要是由于材 p p 合材料高速铣削时的铣削力进行有效预测。 料中包含了硬度高、刚性好、低热膨胀系数的 SiC 增强 关键词：颗粒增强铝基复合材料　高速铣削　铣 相，这些增强相在提高材料的综合性能的同时，也使复 削力模型　PCD 刀具 合材料的后续加工变得非常困难。高速切削 SiC /Al 复 p [ABSTRACT] High-speed milling tests are car- 合材料时，坚硬的 SiC（硬度约为 HV2700~3500）不仅 ried out on the SiCp/Al compos