激光加熱輔助切削Al-,2-O-,3-工程陶瓷材料的研究.pdf

1、工程陶瓷材料具有高硬度、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕以及重量輕和良好的自潤(rùn)滑性等優(yōu)良特性，在生產(chǎn)和生活中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。由于工程陶瓷屬于硬脆性材料，所以工程陶瓷的加工成為了一個(gè)難題，而激光加熱輔助切削正是解決這一難題的有效方法之一。它是集光學(xué)、材料學(xué)、傳熱學(xué)、物理學(xué)、力學(xué)、機(jī)械加工等多方面的知識(shí)于一體的新型加工技術(shù)。它很好地解決了工程陶瓷材料難加工的問(wèn)題，為工程陶瓷材料的廣泛應(yīng)用解除了束縛。 本文采用試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬兩種手段

2、相結(jié)合的方式，以Al2O3工程陶瓷為研究對(duì)象，對(duì)激光加熱輔助切削工程陶瓷材料進(jìn)行了分析和研究。首先，建立了激光加熱溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用科學(xué)計(jì)算軟件MATLAB和有限差分法進(jìn)行了數(shù)值求解，從理論上分析了激光加熱輔助切削過(guò)程中溫度場(chǎng)的分布規(guī)律；其次，搭建了一個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)，測(cè)量了加工過(guò)程中切削力的變化情況；再次，通過(guò)對(duì)比不同加工參數(shù)下得到的工件表面質(zhì)量，得到了加工參數(shù)的變化對(duì)工件表面質(zhì)量的影響；最后，結(jié)合工件表面質(zhì)量的變化情況，深入分析了激光

3、加熱輔助切削中加工工藝參數(shù)對(duì)加工質(zhì)量的影響機(jī)理。 激光加熱輔助切削作為一種新的材料加工方法，有其自身的特點(diǎn)。本文在大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)和充分的理論分析基礎(chǔ)上，對(duì)激光加熱輔助切削過(guò)程中激光功率、工件表面光斑直徑、進(jìn)給量、切削深度、工件旋轉(zhuǎn)速度、刀尖與光斑之間的距離等加工工藝參數(shù)對(duì)加工質(zhì)量的影響進(jìn)行了深入研究，并分析了其機(jī)理。然后進(jìn)一步對(duì)加工參數(shù)的選擇、刀具的選用提出了建議。 以上的理論分析及試驗(yàn)結(jié)果證明了本文的研究成果對(duì)工程陶瓷材