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摘要
目的 研究SiCp/Al复合材料切削过程中的表面损伤形成机制。方法 以SiCp/Al复合材料为对象展开基于二维切削仿真和试验研究，建立了包含铝合金2A14、SiC增强颗粒以及界面特性的SiCp/Al切削仿真模型，对作用于不同SiC颗粒部位的材料表面缺陷进行分析；接着利用高速直线电机搭建映射二维切削的试验平台，在不同材料去除的条件下，利用扫描电子显微镜和白光干涉仪对切削表面形貌进行测试，分析和验证切削表面损伤形成的条件。结果 SiCp/Al复合材料切削表面损伤机理取决于SiC颗粒相对刀具切削路径的位置：刀尖作用在SiC颗粒的中上部时，表面损伤主要为基体撕裂、颗粒破碎；作用在SiC颗粒的中部时，表面损伤为颗粒破碎导致的裂纹和凹坑；作用在SiC颗粒的中下部时，表面损伤为颗粒拔出导致的凹坑。随着切削深度的增加，凹坑逐渐增多，表面粗糙度随之增大。结论 利用二维切削模型仿真方法和高速直线电机试验，可以有效的研究复合材料切削损伤形成机制。SiC颗粒相较于刀具切削路径的位置会导致不同的切削损伤；SiCp/Al复合材料表面质量会随着切削速度的提升而有所改善。
- 出版日期2023
- 单位上海航天设备制造总厂; 上海理工大学
