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激光-磨削复合加工2.5维C/SiC复合材料凹槽

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针对2.5维碳纤维增强碳化硅陶瓷基(C/SiC)复合材料凹槽在激光加工后存在一定的烧蚀氧化层、侧壁倾斜、底面不平坦和磨削加工后易出现破碎、纤维断裂、刀具磨损、形状精度低、效率低等问题,提出激光-磨削复合加工的方法.为探索激光-磨削复合加工2.5维C/SiC复合材料凹槽的可行性,进行了激光加工、磨削加工和激光-磨削复合加工凹槽的对比实验.研究表明:激光加工后的凹槽侧壁倾斜约23°,底面和侧壁表面质量均较差,但加工效率高;磨削加工后的凹槽表面质量得到一定提升,但是由于砂轮磨损剧烈,使磨削后的凹槽形状精度极差,且加工效率较低;而激光-磨削复合加工后的凹槽侧壁倾斜度被去除,砂轮磨损大幅降低,表面质量显著提升,凹槽表面粗糙度比磨削后的表面粗糙度提高了1.27～1.96倍,加工时间约为磨削加工的0.3倍.因此,激光-磨削复合加工不仅能克服激光加工和磨削加工的缺点,还能发挥激光加工效率高和磨削加工精度高的特点,同时兼顾了2.5维C/SiC复合材料凹槽加工的质量和效率.该研究结果可为2.5维C/SiC复合材料凹槽的高效、精密、低损伤加工提供理论支持.
Laser-grinding compound processing of 2.5 dimensional C/SiC composite grooves

王健、陈冰、徐虎、焦浩文、苏飞

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湖南科技大学 机电工程学院,湘潭 411201

C/SiC复合材料 激光-磨削复合加工 侧壁倾斜 表面质量 砂轮磨损

国家自然科学基金面上项目湖南省研究生科研创新项目

52175401QL20210239

2022

10.13801/j.cnki.fhclxb.20220223.003

复合材料学报
北京航空航天大学 中国复合材料学会

复合材料学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.933
ISSN：1000-3851
年,卷(期)：2022.39(12)
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