■ 杨卓勇 刘秀梅 刘智武 周峰 / 中国航发西航 熊一峰 汪文虎 / 西北工业大学

目前，陶瓷基复合材料（特别是SiCf/SiC陶瓷基复合材料）的高效高质量切削加工仍是制约其快速工程化应用的瓶颈问题，需要全面深入展开相关研究。

陶瓷基复合材料（CMC）由陶瓷纤维和陶瓷基体组成，具有密度低、硬度高、热稳定性能优异及化学耐受性强等特点，其密度为高温合金的1/3，强度为其2倍，能够在1000～1500℃（比高温合金高出200～240℃）高温环境中长时间工作，是替代高温合金发动机热端结构材料的首选[1,2]。SiCf/SiC陶瓷基复合材料的基体材料及增强相材料硬度高、抗磨损，使得材料的加工面临着刀具磨损严重、切削力大、加工质量难以满足要求等问题，甚至难以进行加工[3]。超声振动辅助加工技术是在传统机械加工工艺基础上，对刀具或工件施加高频率、微米级振幅的超声振动，缩短刀具与工件的接触时间、减小刀具与工件的摩擦力，获得更好加工性能的方法。作为决定该技术是否可以应用于SiCf/SiC陶瓷基复合材料的关键性因素之一，刀具的选取至关重要。通过开展超声振动辅助铣削试验研究，对比分析超声振动辅助铣削SiCf/SiC陶瓷基复合材料过程中聚晶金刚石（PCD）复合片刀具、钎焊金刚石刀具和电镀金刚石刀具的加工表面质量、刀具寿命及刀具磨损形式，确定适合加工SiCf/SiC陶瓷基复合材料的刀具，并进一步分析切削参数对铣削力的影响规律，理解刀具磨损机理，为后续进一步开展SiCf/SiC陶瓷基复合材料超声振动辅助加工研究提供参考。……