SiCp/Al復(fù)合材料具有高比強度和比模量、耐磨損、熱導(dǎo)率高、尺寸穩(wěn)定等一系列優(yōu)點，已成為鋁合金、部分鈦合金、鈹合金的最佳替代材料，在航空、航天、光學(xué)儀器、電子工業(yè)等領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。隨著高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料在這些領(lǐng)域的應(yīng)用，對其精密、超精密加工技術(shù)，特別是提高表面質(zhì)量的加工方法及機理研究提出了迫切需求。 

　　光電所某航天項目上的核心零部件采用了SiCp/Al復(fù)合材料，精度要求極高，是對現(xiàn)有加工能力的一個挑戰(zhàn)。該材料在宏觀上可看作是均勻的、各向同性的多相材料，但微觀上又是非均質(zhì)的、各向異性的。SiC顆粒無方向性、不連續(xù)地分布在軟質(zhì)鋁基體中，切削時，材料內(nèi)部應(yīng)力分布不均勻，鋁基體發(fā)生彈性變形和塑性變形，而SiC顆粒只發(fā)生彈性變形，其含量、形狀、尺寸和分布對刀具的磨損形態(tài)、已加工表面的形貌和粗糙度起著決定性的作用。 

　　針對這些難題，光電所精制中心復(fù)合材料加工攻關(guān)團隊通過多次實驗和分析，探討影響零件表面完整性的各類因素（如刀具材料、刀具幾何角度、切削速度、進給量、吃刀量、切削液等），找出影響表面完整性和精度的主要因素（如采用何種切削參數(shù)可以實現(xiàn)SiC顆粒的塑性去除等），以及它們之間的關(guān)系，最終制定切實可行的加工工藝方案，完成零件尺寸精度控制在0.002mm、形位精度0.002mm，部分零件的形位精度達到了亞微米級，解決了鋁基碳化硅材料的精密加工工藝難題，實現(xiàn)了該材料在關(guān)鍵承載結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域的應(yīng)用。 

　　

　　精加工完的高精度主軸 

　　

　　三坐標(biāo)檢測主軸的尺寸與形位精度