高速铣削高体积分数SiCpAl复合材料表面形貌及切屑机制的研究.docx

高速铣削高体积分数SiCpAl复合材料表面形貌及切屑机制的研究
摘要：
本文通过高速铣削高体积分数SiCp/Al复合材料的表面形貌和切屑机制的研究，探究了该复合材料在高速铣削过程中的加工特性和表面质量。实验结果表明，高体积分数SiCp/Al复合材料在高速铣削时出现了较大的表面粗糙度和切屑现象，其原因主要是由于SiC颗粒在加工中的断裂和脱离导致的。同时，根据切屑的形貌和划痕观察，也发现了SiC颗粒对切削刃的损伤较为显著。
关键词：高速铣削；SiCp/Al复合材料；表面形貌；切屑机制
第一部分：绪论
随着先进制造技术的发展，新型材料的广泛应用成为了推动制造业发展的重要动力之一。作为一种新型高性能材料，SiCp/Al复合材料具有高强度、高硬度、高耐磨性和高温力学性能等优良特性，在航空、汽车、船舶和电子等领域都有着广泛的应用。在材料加工过程中，高速铣削作为一种重要的制造工艺，也在实际生产中得到了广泛的应用。因此，深入研究高速铣削SiCp/Al复合材料的表面形貌和切屑机制对于探究其在加工中的特性和提高产物质量都具有重要的意义。
第二部分：实验材料与方法
本次实验选取高体积分数SiCp（45%）/Al复合材料作为试验材料，其主要化学成分如下表所示：
试验材料化学成分
SiC铝
高体积分数SiCp/Al45%55%
试验采用的高速铣床的主要参数如下：
刀具铣刀
直径6mm
直线插入深度2mm
转速16000r/min
送料量0.1mm/tooth
实验采用扫描电镜（SEM）和金相显微镜（OM）对试验材料的表面形貌和切屑形态进行观察和分析。
第三部分：实验结果分析
通过对试验材料的表面形貌和切屑形态的分析，我们可以发现以下几个问题：
1.表面粗糙度较大
试验结果表明，高体积分数SiCp/Al复合材料在高速铣削过程中，其表面出现了较大的粗糙度，其中最大的表面粗糙度达到了Ra1.28μm。这主要是由于SiC颗粒在加工中的断裂和脱离导致的。
2.切屑形态
从试验结果中可以发现，试验材料切削过程中形成的切屑主要为毛刺状和齿形状，其中毛刺状切屑的占比较高。这些切屑的产生与SiC颗粒的断裂和脱离有关，颗粒尺寸越大，其对切削刃的影响越明显。
3.划痕产生
在试验中，我们还发现试验材料的表面会出现一定程度的划痕。经过观察和分析，发现这些划痕是由于SiC颗粒对切削刃的损伤所导致的。这也说明了在高速铣削SiCp/Al复合材料时，场合适当减少SiC颗粒的损伤，可以有效提高产物表面的质量。
第四部分：结论与展望
通过对高体积分数SiCp/Al复合材料的高速铣削过程中表面形貌和切屑机制的研究，我们发现了SiC颗粒对于产物表面质量和切削刃的损伤具有一定的影响。因此，在日后的研究中，我们可以针对这些问题进行深入探究和优化，以提高高速铣削SiCp/Al复合材料的加工效率和加工质量。同时，未来的研究也可以结合其他分析手段，如XRD、EDS等进行全面分析和判断。