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SiCp/Al复合材料的切削力仿真和实验研究

王景磊  
【摘要】:SiCp/Al复合材料具有比刚度和比模量高,耐磨损、热膨胀系数小等优良的综合特性,已在航空航天、军事、汽车等领域取得了广泛的应用。近年来,SiCp/Al复合材料的切削加工技术受到了极大的关注。 本文利用ABAQUS有限元分析软件对SiCp/Al复合材料进行切削仿真,研究刀具前角、切削深度和切削速度对切削力与切屑的影响。由于SiC颗粒的体积分数高达56%,当对材料整体定义性质时,材料趋近于脆性。当对SiC颗粒和Al基体分别定义性质时,SiC颗粒发生脆性断裂,Al基体发生塑性变形,切屑的仿真结果能够更好地反映微观情形下的实际情况。 为了检验有限元分析的正确性和可行性,同时研究上述各切削参数对已加工表面的粗糙度及表面形貌的影响,利用欧马ME650立式加工中心对SiCp/Al复合材料进行了单因素干式切削实验,采用TR200粗糙度仪测量已加工表面的粗糙度,并通过SEM对已加工表面的形貌进行分析。结果表明:刀具前角、切削深度和切削速度对切削力和切屑的影响与仿真研究得到的结果相吻合,证明有限元分析是正确可行的。


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