激光加熱輔助銑削高溫合金溫度控制及工藝參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、鎳基高溫合金GH4698在500℃~800℃范圍內(nèi)具有較好的高溫強度、斷裂韌性、抗氧化、抗熱腐蝕等綜合性能，該合金廣泛用于制造航空發(fā)動機的渦輪盤、壓氣機盤、導流片等重要零件。然而，鎳基高溫合金 GH4698的導熱系數(shù)小、摩擦系數(shù)大，加工時刀具磨損嚴重，切削力大，加工效率低。激光加熱輔助切削(LAM)技術是解決難加工材料的一種有效方法，LAM技術是在工件材料被切除前，利用高能量的激光加熱工件，使工件局部溫度升高。材料的切削性能在高溫下發(fā)生

2、變化，可以減小刀具磨損，獲得高質(zhì)量的加工表面和增加材料去除率。本文采用LAM技術對鎳基高溫合金的銑削過程進行仿真與試驗研究。論文的主要研究工作包括以下四個方面：
　　根據(jù)傳熱學的相關理論，研究激光加熱工件后材料的熱傳導和熱輻射等問題，然后建立溫度場數(shù)學預測模型，準確地計算和預測工件的溫度場分布。
　　根據(jù)激光加熱區(qū)域溫度場數(shù)學模型建立激光加熱輔助銑削 GH4698的有限元模型，然后對溫度場進行了仿真和實驗，并用紅外測溫儀測量

3、實際銑削過程中工件溫度，將試驗結(jié)果與仿真結(jié)果進行分析，驗證仿真模型的正確性。然后根據(jù)監(jiān)測點溫度與切削區(qū)域溫度之間的差值來計算不同加工參數(shù)下的切削區(qū)域的溫度場的分布。
　　通過激光加熱輔助銑削實驗，研究微觀組織形貌、表面粗糙度、刀具磨損和切削力的變化規(guī)律，得到工藝參數(shù)對加工性能和刀具磨損的影響規(guī)律。
　　建立以銑削參數(shù)和激光參數(shù)為優(yōu)化變量、以最小加工成本和最大效率為目標的多目標優(yōu)化模型。利用遺傳算法優(yōu)化模型，得到加工成本最小和