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磨削工艺参数对SiCp/Al三维粗糙度的影响

王少雷 张丽影 梁尤宇 邬海豹

王少雷, 张丽影, 梁尤宇, 邬海豹. 磨削工艺参数对SiCp/Al三维粗糙度的影响[J]. 制造技术与机床, 2024, (4): 63-70. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.04.010
引用本文: 王少雷, 张丽影, 梁尤宇, 邬海豹. 磨削工艺参数对SiCp/Al三维粗糙度的影响[J]. 制造技术与机床, 2024, (4): 63-70. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.04.010
WANG Shaolei, ZHANG Liying, LIANG Youyu, WU Haibao. Influence of the grinding process parameters on the SiCp/Althree-dimensional Roughness[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2024, (4): 63-70. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.04.010
Citation: WANG Shaolei, ZHANG Liying, LIANG Youyu, WU Haibao. Influence of the grinding process parameters on the SiCp/Althree-dimensional Roughness[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2024, (4): 63-70. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.04.010

磨削工艺参数对SiCp/Al三维粗糙度的影响

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.04.010
基金项目: 张小泉制造公司联合培养研究生示范基地(340205022201);自由凸曲面工件直纹包络超声辅助磨削工艺方法研究(360302022303)
详细信息
    作者简介:

    王少雷,男,1980年生,副教授,研究方向为陶瓷基复合材料精密特种加工、结构健康监测、机电设备自动化控制。E-mail:2683458312@qq.com

    通讯作者:

    王少雷,男,1980年生,副教授,研究方向为陶瓷基复合材料精密特种加工、结构健康监测、机电设备自动化控制。E-mail:2683458312@qq.com

  • 中图分类号: TG582

Influence of the grinding process parameters on the SiCp/Althree-dimensional Roughness

  • 摘要: 以SiCp/Al为代表的金属基复合材料,由于其内部结构的局部不均匀性,传统的二维粗糙度参数指标描述、研究此类材质试件的表面形貌具有局限性,三维粗糙度参数能更全面、细致地反映试件表面特性。文章以三维参数表征SiCp/Al试件表面,采用正交试验将磨削工艺参数与三维参数(SaSqSskSkuSbiSciSvi)之间的关系透明化、数据化,如磨削参数对三维指标的影响权重、多位三维参数的综合指标。试件表面形貌较为复杂,既有砂轮磨粒在较软的铝基体上划过产生的沟槽,也有SiC颗粒被拔出,出现的凹坑,脱落或破碎的SiC微粒随砂轮拖动而产生的划痕;由于磨削热导致铝基体熔化,存在铝基体涂抹现象。表面形貌受磨削参数变化影响较为明显,发现不同的磨削参数对三维表面形貌指标影响的权重不同,揭示了砂轮目数对$ Sa $指标影响最突出,随着砂轮目数增加,权重从34%开始减小到13%,主轴转速、进给速度和磨削深度开始成为显著影响因素,均从最初22%的权重逐渐增加到29%。三维参数综合评价指标对应的最优磨削加工参数组合是Am为320 目, Vs为4 000 r/min, Vf为20 mm/min,ap为20 μm。

     

  • 图  1  试验条件

    图  2  表面裂纹

    图  3  SiC颗粒

    图  4  划痕

    图  5  不同砂轮磨削SiCp/Al面的3D形貌图

    图  6  不同砂轮目数下主轴转速对幅度、功能参数的影响

    图  7  不同砂轮目数下磨削深度对幅度、功能参数的影响

    图  8  不同砂轮目数下主轴转速对幅度、功能参数的影响

    图  9  不同砂轮目数下各磨削工艺参数对Sa的$ \overline{{W}} $

    图  10  因子分析结果

    图  11  三维参数综合指标图

    表  1  正交试验因素水平

    因素水平 A(Am)/
    B(Vs)/
    (r/min)
    C(Vf)/
    (mm/min)
    D(ap)/
    μm
    1 60 4 000 15 5
    2 120 5 000 20 10
    3 180 6 000 25 20
    4 240 7 000 30 35
    5 320 8 000 35 40
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  • 录用日期:  2024-01-11
  • 修回日期:  2023-10-20

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