在复合材料中存在着大量的硬脆颗粒增强相,降低复合材料的塑性,在切削力和振动的作用下,颗粒和基体的结合界面将产生微小裂纹,硬脆的颗粒会产生断裂、破碎和脱落,使加工表面产生凹陷、细小划痕、微细裂纹,随着切削速度的提高,增强颗粒的分离、破碎和脱落,表面粗糙度值变大,振动加大;而且复合材料中的SiCP颗粒尺寸越大,切削变形增大,加工表面的粗糙度值也越大,前面上产生的积屑瘤会对已加工表面产生划伤。当刀具磨钝后切削刃对于较软的铝合金不是切削而是挤压,粗糙的后切削面使已加工表面擦伤或产生鳞刺。
为了提高加工表面质量,可采用以下一些措施:
1)面铣刀采用大圆弧修光刃,而且修光刃的后面上也采用大圆弧压光面,宽度bγ=0.15~0.2mm。使用立铣刀加工时采用宽度在0.05~0.08mm的“刃带”。修光刃、圆弧后面、刃带都必须用磨石研磨、抛光,表面粗糙度值达到Ra0.1~0.2μm,精铣时可以起到熨平、压光修整的作用,使基体中的铝合金产生塑性流动,促使已加工表面产生拉伸和延展,从而可有效地弥合表面的微观裂纹及鳞刺留下的粗糙表面。通常情况下,可以获得较好的表面粗糙度值(Ra0.5~1.0μm)。
2)适当提高切削速度,减少切削变形,切削产生的裂纹和鳞刺均有减少,同时切削温度上升,基体材料中铝合金变软,后面将SiCP颗粒压入基体后的弹性回复减少,并通过刃带的压熨作用,使表面粗糙度值下降,加工表面的质量有所改善。(www.xing528.com)
3)采用超声振动切削可降低加工表面粗糙度值,提高表面质量。振动方向选择在进给方向,振幅A=10μm,频率f=20~30kHz振动切削时刀具与工件材料之间是高频率断续接触,在脱离接触的瞬间切屑被切除,切削变形小,同时在切屑脱离的瞬间在切屑底层生成氧化膜,阻止了切屑底层与刀具前面的粘结,从而减小了刀具与切屑间的摩擦系数,使前切角增大,切屑变形小,切削力小,切削温度降低,几乎不产生积屑瘤和鳞刺。
振动切削时刀具后面对已加工表面进行反复的熨压和光整,使已加工表面产生较大的残余应力,有益于提高工件表面的疲劳强度,延长零件的使用寿命。这种强迫振动还可以抑制切削时产生的自激振动,有利于降低加工表面产生的振动波纹,提高加工表面的质量。
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