SiC/Al合金屬鋁基復合材料,歸屬于“難加工材料”,實際上加工時它形成短切屑,且基體一般為鋁合金,主要是其內加入的顆粒增強材料的硬度很高,如SiC的硬度高達3 000~3 500HV。硬質顆粒分布在基體中,猶如砂輪中的磨粒一樣會對刀具的切削刃起刮磨和沖擊作用,使切削刃很快磨損。硬質顆粒硬度愈高,顆粒尺寸愈大,顆粒數量愈多,則刀具磨損愈快,SiC顆粒脫離更明顯,如圖1所示。因此不能將從加工傳統材料中獲得的經驗和知識直接應用于復合材料的加工,必須通過試切削對其加工性能進行研究。
圖1 SiC顆粒解離、破碎和脫落產生裂紋缺陷
試切削過程中用YW3硬質合金刀具車削含量為16%~18%的SiC/Al復材殼體零件(見圖2)及滲碳體鑄鐵材料,同樣切削條件下前者只切削幾分鐘就在刀具前、后刀面上產生嚴重的磨粒磨損而失效,其壽命不足切削鑄鐵的1/3。將被切削材料換成40%~42%的SiC/Al合金,刀具磨損比切削16%~18%的SiC/Al還要快得多。如用涂層硬質合金刀具加工,復合材料中的硬質顆粒仍會很快將涂層磨穿并迅速擴展到硬質合金基體中使刀具迅速磨損,用傳統的硬質合金刀具很難進行加工,刀具壽命很低或根本無法使用。
圖2 SiC/Al殼體零件
多次試切削證明,金剛石是加工金屬基復合材料的最佳刀具材料。用金剛石加工SiC/Al復合材料,在充分冷卻前提下,其切削速度可達40~120m/min,刀具壽命比硬質合金高幾倍甚至幾十倍,而且加工表面粗糙度值可達Ra=0.8μm或更小。這是因為金剛石不但硬度高、耐磨性好,可長時間保持鋒利的切削刃,刃部粗糙度值小,而且摩擦因數低,抗粘結性好,熱導率高,切削時不易粘刀及產生積屑瘤,故加工表面質量也遠比其他刀具高。
在加工鋁基復合材料時,既可采用PCD也可使用TFD(CVD厚膜)金剛石刀具,多種刀具加工40%SiC/Al材料時的刀具磨損曲線如圖3所示。試驗時采用的切削條件為:車削加工,切削速度40m/min,進給量為0.05mm/r,切削深度0.5mm,加切削液。
由圖3可知,加工40%SiC/Al復合材料,使用TFD金剛石刀具的效果最好,粗晶粒PCD025次之,細晶粒PCD002刀具的使用壽命較低。所以PCD025刀具具有較高耐磨性適合于粗加工和要求刀具有較高斷裂韌度的生產中,CVD厚膜和單晶金剛石刀具多用于高速精加工和半精加工。
比如,學完比例的知識后,教師為學生留下課后作業(yè),將學校的平面示意圖畫出來。為了將這個作業(yè)完成,不僅要使用到比例的知識,還要學生自己測量學校各個部位的長寬,在圖紙上清晰地標注出各部位的位置。這種課后作業(yè)緊密聯系學生生活實際,囊括課堂所學的數學知識,還富有趣味性,激發(fā)出學生學習數學思想的積極性。待學生將學校平面圖畫出來后,教師可以讓學生通過課余時間制作沙盤,再次將平面圖立體展示出來,學生可以經歷思維過渡流程,讓學生接觸到數學的本質,實現學生全方位發(fā)展的目的。
圖3 刀具磨損曲線
切削試驗證明,增大前角可有效降低主切削力從而減小材料邊緣SiC顆粒解離、破碎和脫落產生裂紋等缺陷。后角增加則刀具更易切入、切削力減小,但同時刀具磨損加劇、刀具壽命降低。實踐證明SiC/Al金屬基復合材料車削加工刀具前角采用3°~6°,后角5°~8°,可兼顧刀具壽命及材料加工性能,提升加工表面質量及效率。銑刀加工選用小螺旋升角PCD或CVD立銑刀,避免大螺旋角刀具切削加工時,SiC/Al顆粒在主切削力作用下分離母材造成材料表面質量降低的現象,一般選用小于10°的螺旋升角刀具。
金剛石是加工金屬基復合材料的最佳刀具材料。金剛石晶粒尺寸大小對刀具的壽命和加工表面質量有直接影響。晶粒尺寸愈大,金剛石耐磨性愈好,刀具壽命愈高,但加工表面質量稍差;反之,細晶粒刀具有較好的加工表面質量。另外,切削速度和進給量對加工表面粗糙度有直接影響。切削速度愈高和進給量愈小,加工表面粗糙度值將降低,而切削深度的影響并不顯著。
4)計算環(huán)境影響負荷。經加權后的各種環(huán)境影響潛值具有可比性,反映了相對重要性,因此可以將其綜合為一個簡單的指標,即環(huán)境影響負荷(EIL),它反映了所研究產品系統在其整個生命周期中對環(huán)境系統的壓力大小。用公式表示為
(1)在用厚膜金剛石TFD硬質合金立銑刀對SiC顆粒增強鋁基復合材料進行高速加工的過程中,隨著車、銑削速度加快,單位時間內的切削體積增大,局部切削溫度急劇升高,高強度增強顆粒的解離、破碎和脫落增多,導致切削力、切削振動和工件表面粗糙度值也隨之增大,刀具磨損加劇。
當采用較大的切削用量(ap=1.5m m,f=0.05m m/r,v=130m/min)進行高速車、銑削時,切削振動較大,加工表面上會產生很多硬顆粒脫落凹坑、裂紋等缺陷,表面形貌變差。
車削刀具前角采用3°~6°,后角5°~8°。當車削深度ap=0.5mm、進給量f=0.09mm/r時,在車削速度v=20~40m/min范圍內,充分冷卻后,刀具壽命增加,車削加工表面光亮平整。
銑刀加工選用小螺旋升角PCD或CVD立銑刀,順銑,吃刀寬度小于刀直徑的1/3。當銑削深度ap=0.5mm、進給量f=0.02mm/r時,在銑削速度v=10~40m/min(主軸轉速n=530~2 123r/min)范圍內,銑削加工表面光亮平整,表面形貌很好。
在公文語體中,要求修辭語義必須是準確嚴謹的。公文語體規(guī)約著修辭主體使用準確的修辭語義,要求在公文語體中修辭語義的表達是準確的單一的,不存在歧義,不是模糊的意義,不能有多解的可能性。這就要求公文語體用詞甚至用字都必須認真思考,慎重選擇,多使用單義詞,少選用多義詞;在句子表意方面,也要做到嚴謹周密,不留無限遐想的語義空間;在辭格方面,盡量不用修辭格式,尤其不能使用具有濃重描繪色彩、情感色彩的修辭格式。例如:
(4)實踐證明冷卻液采用煤油基或冷卻及潤滑效果更好的TONC550-2乳化切削液,刀具壽命增加,加工表面光亮平整。
針對圖2所示SiC/Al工件內螺紋M16×1的加工而言,SiC/Al復合材料脆性高,它在加工螺紋時,螺紋入口和收口起刀處至一個導程距離段內,因切削力和應力集中導致牙頂崩碎,牙型頂部呈現鋸齒狀。螺紋旋接時,此處受力易使工件崩碎掉渣從而產生多余物,會影響整個噴管部位的安全和性能。
為避免這一現象的發(fā)生,經過多次試切試驗,改變加工順序:車螺紋底孔→倒角→車螺紋→切退刀槽→倒角,這一方案在加工時,使用成形刀加工出倒角。這樣可有效降低螺紋加工中因切削力和應力集中導致的牙頂崩碎現象。螺紋加工完成后,使用自制內螺紋牙型刮刀(見圖4)手工去除出入口部位毛刺,并將該部位牙頂的鋸齒刮平修光。最終使加工出的螺紋滿足設計要求,內外形加工采用同樣加工路徑。
圖4 螺紋刮刀
實踐證明,隨著切削速度的提高和進給量的減少,加工表面粗糙度值將減少,而切削深度對表面粗糙度的影響并不顯著。故精加工時,切削速度應取較大的數值,進給量取小值。
2018年10月22日,省委常委會審議通過《關于支持檢察機關公益訴訟工作的意見》。省委書記婁勤儉強調,檢察機關公益訴訟工作要堅持司法為民,要緊盯生態(tài)環(huán)境、資源保護等社會關切、群眾關注的重點領域,加大公益訴訟辦案力度,推動有關部門及時履職、解決問題,切實增強人民群眾的獲得感、幸福感、安全感,讓公益訴訟真正體現公益、惠及民生。這為檢察機關開展公益訴訟工作進一步提供了制度保障,并指明了工作方向。
城市的夜色已經極其平坦的落下來,最引人注目的是街兩旁那些婆娑的樹影,在還沒有點亮的路燈的空當間,來回的跳躍。
用金剛石加工金屬基復合材料,可以干式切削,也可濕式切削。但因金剛石的熱穩(wěn)定性低,在700~800℃時它將碳化(即石墨化),使刀具壽命急劇降低。如用切削液濕式切削,可使切削溫度降低,刀具壽命增加。但在刀具切入工件前至切削完畢為止,切削液必須連續(xù)供給,不能時斷時續(xù),否則容易引起刀具破損或崩刃。同理,在切削過程中還應盡量避免中途停車或變換切削用量。
采用該技術在某型號慣性陀螺和阻尼墊板批量車、銑加工過程中,車、銑削加工表面光亮、平整。刀具耐用度及經濟性明顯提高。零件精度完全符合圖紙及技術要求,圓滿完成型號任務的生產。
參考文獻:
[1] 孟少農. 機械加工工藝手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1996.
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