激光-磨削复合加工2.5维C/SiC复合材料凹槽的实验研究

作者：王健; 陈冰; 徐虎; 焦浩文; 苏飞

来源：复合材料学报, 2022, 1-13.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20220223.003

• 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

针对2.5维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，使得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。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。

• 单位
  湖南科技大学; 机电工程学院