【摘要】：增減材復(fù)合制造是一種集增材制造和減材加工優(yōu)點(diǎn)的綠色快速制造方式。該方式可實(shí)現(xiàn)高精度、高質(zhì)量復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件一次性成形制造,在航空航天、模具制造等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。本文選取商業(yè)用馬氏體時效鋼18Ni300金屬粉末作為研究材料,選擇激光選取熔化作為其增材方式,軸向超聲振動銑削作為其減材方式,對該種材料的增減材復(fù)合制造工藝進(jìn)行了探索研究。研究了激光功率和掃描速度對18Ni300增材單熔道幾何特征的影響;改變激光功率、掃描速度和掃描間距,對兩熔道實(shí)際搭接率進(jìn)行了測量,同時通過對搭接粗糙度的測量評價了相鄰熔道搭接質(zhì)量;從表面張力角度對熔道的球化效應(yīng)成形機(jī)理進(jìn)行了分析,并利用有限體積仿真研究了激光功率和掃描速度對Marangoni對流速度和熔池熔融狀態(tài)保持時間的影響。將試件的致密度和硬度作為增材零件成形質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn),使用單因素分析方法分別研究了激光功率和掃描速度對18Ni300增材試件成形質(zhì)量的影響。同時觀測了不同激光參數(shù)下增材試件表面形貌和內(nèi)部組織。綜合考慮能量利用率、表面質(zhì)量和成形質(zhì)量,選用了激光功率340W、掃描速度810mm/s作為后續(xù)減材實(shí)驗(yàn)中增材零件制造參數(shù)。對比其他干切削條件下刀具壽命延長方法,選擇軸向超聲振動銑削作為增減材復(fù)合制造的減材方式。對軸向超聲振動銑刀進(jìn)行運(yùn)動學(xué)和有限元仿真分析,得到當(dāng)銑削速度、刀具刃傾角、共振頻率和刀具振幅滿足一定條件時,刀具和工件分離從而實(shí)現(xiàn)超聲分離切削效果的結(jié)論。通過初步超聲銑削實(shí)驗(yàn),證明了軸向超聲振動可以降低刀具磨損,并能有效降低銑削表面粗糙度值。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH16

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2616476