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碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料生产工艺日趋成熟,制造成本远低于纤维和晶须增强复合材料,在军事国防和民用领域的应用越来越广泛。中、高增强相体分比的SiCp/Al复合材料具有高比强度、比刚度、良好的耐腐蚀和导热性,在先进武器系统、汽车、光学精密仪器、电子封装和体育用品等领域获得了非常广阔的应用前景。但正是这些良好的物理力学性能,导致SiCp/Al复合材料加工困难,切削机理复杂,已加工表面缺陷严重,难以精确提取表面粗糙度。因此,对中、高增强相体分比SiCp/Al复合材料的切削机理和表面粗糙度评价的研究对其生产和应用有很大指导作用。本文针对这两个方面进行了如下几点的研究工作: 1.对不同增强相体分比、铝基体和颗粒尺寸的 SiCp/Al复合材料进行切削实验。分析铝基体、增强相体分比和颗粒尺寸对SiCp/Al复合材料切削力的影响,对切屑微观形貌进行观察,研究SiCp/Al复合材料切削加工机理。 2.对铝基体为2024和6063铝合金的SiCp/Al复合材料进行刀具磨损实验,研究PCD刀具磨损机理和铝基体对刀具磨损的影响。针对SiCp/Al复合材料切削力波动复杂的特点,比较切削力均值、奇异性参数、分形维数、功率谱特征参数对后刀面磨损程度的预测能力,发现切削力均值对时移和采样频率变化不敏感,适合作为SiCp/Al复合材料刀具磨损预测的特征参数。 3. SiCp/Al复合材料切削加工表面存在大量的凸起、凹坑和沟槽等缺陷,获取表面粗糙度信息时易将缺陷信息计入到粗糙度中,从而影响对加工表面质量的合理评价。为提取加工表面粗糙度信息,合理评价SiCp/Al复合材料加工表面质量,提出一种基于双树复小波变换的滤波方法。采用最小二乘法、高斯滤波和基于双树复小波变换的滤波方法对已加工表面进行粗糙度提取,从稳定性及受缺陷影响程度两个方面对三种方法的粗糙度信息提取效果进行对比,结果表明:基于双树复小波变换的滤波方法具有较高的稳定性,能够更有效区分表面粗糙度及缺陷信息,适于SiCp/Al复合材料加工表面粗糙度信息提取。应用基于双树复小波变换的滤波方法,对不同铝基体SiCp/Al复合材料切削加工表面粗糙度的评价结果表明:SiCp/2024Al复合材料表面质量优于 SiCp/6063Al复合材料。