激光加熱輔助銑削高溫合金切削性能及工藝優(yōu)化研究.pdf

1、Inconel718屬于鎳基高溫合金的一種，常用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部位，其在高溫環(huán)境下依舊保持較好的使用性能；但是由于其本身的難加工性使加工時(shí)刀具破損嚴(yán)重，從而造成較高的加工成本。激光加熱輔助銑削是一種將高能量激光照射在待加工材料表面上，通過加熱使材料金屬性能發(fā)生變化，再使用刀具加工的方法。激光加熱輔助切削與常規(guī)切削相比，切削力大幅降低，加工后的表面更為光滑，且刀具的磨損程度降低、壽命增加。在激光加熱輔助銑削中溫度的控制決定著加工的質(zhì)量。

2、刀具的磨損規(guī)律及切屑的形態(tài)都與常規(guī)銑削有所區(qū)別。本文通過研究激光加熱輔助銑削Inconel718的加工過程及結(jié)果對溫度場、工藝參數(shù)、加工結(jié)果及刀具磨損進(jìn)行研究。主要的研究內(nèi)容如下。
　　首先，通過傳熱學(xué)的相關(guān)理論以ANSYS軟件為平臺(tái)進(jìn)行溫度場仿真建模，再進(jìn)行試驗(yàn)來驗(yàn)證改良溫度場模型，建立溫度場模型來研究激光參數(shù)對溫度場分布的影響以及加熱深度的控制。最后根據(jù)切削仿真軟件來獲取切削生熱的數(shù)據(jù)，并運(yùn)用生死單元技術(shù)建立耦合溫度場，來預(yù)測

3、銑削過程中的溫度場變化。運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法計(jì)算切削區(qū)域與加熱中心點(diǎn)的溫度差，通過調(diào)節(jié)激光能量實(shí)現(xiàn)溫度自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制。
　　其次，設(shè)計(jì)激光加熱輔助銑削單因素與正交試驗(yàn)，通過試驗(yàn)結(jié)果分析工藝參數(shù)對切削力、表面粗糙度等的影響并求出經(jīng)驗(yàn)公式。使用掃描電鏡觀測工件金相組織變化。
　　再次，設(shè)計(jì)試驗(yàn)對比不同材料的刀具在激光加熱輔助銑削下的磨損形式及刀具壽命，通過超景深顯微鏡及掃描電鏡進(jìn)行觀測。再對所選取的最優(yōu)刀具進(jìn)行磨損正交試驗(yàn)。建立