旋转超声磨削对高体分SiCp/Al复合材料表面质量的影响

胡辰; 朱永伟; 范若寻

doi:10.15983/j.cnki.jsnu.2026203

陕西师范大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 54 ›› Issue (02) : 102 -109. DOI: 10.15983/j.cnki.jsnu.2026203

旋转超声磨削对高体分SiCp/Al复合材料表面质量的影响

胡辰, 朱永伟, 范若寻

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摘要

为研究加工参数对高体积分数碳化硅颗粒增强铝基（SiCp/Al）复合材料表面质量的影响，选取体积分数分别为45%和60%的SiCp/Al，在超声振幅0～8μm、主轴转速6 000～21 000r/min、进给速度20～220mm/min范围内进行旋转超声磨削加工。通过扫描电子显微镜和表面粗糙度仪分析表面形貌及粗糙度（Ra），结合超声振动对刀具轨迹和切削力的影响，剖析其形成机理。结果表明：超声振幅控制在4μm以内，可显著提升SiCp/Al的表面质量，表面Ra分别降低32.1%(45%体积分数)和21.4%(60%体积分数)。此外，高主轴转速、低进给速度和较小切削深度也会降低表面Ra。60%体积分数材料的表面Ra高于45%体积分数材料的相应值，说明高体积分数材料更易产生表面质量缺陷。旋转超声磨削过程产生的高频冲击和间歇切削效应能够有效降低切削力并提升表面质量。