工程陶瓷的高強(qiáng)度、高硬度、低材料比重、高化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)異的生物兼容性以及熱膨脹系數(shù)低的優(yōu)點(diǎn)使其在機(jī)械、化工、能源、航空航天、冶金、環(huán)保節(jié)能等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,同時(shí)也對(duì)其加工方法提出了更高的要求。激光輔助切削加工是在常規(guī)車削加工的基礎(chǔ)上,將激光作為熱源,利用高能量激光束對(duì)陶瓷局部區(qū)域進(jìn)行加熱,使其達(dá)到軟化溫度并具備一定尺寸的軟化層,然后再用刀具將材料去除的技術(shù),可將常規(guī)切削條件下的脆性加工變?yōu)樗苄匀コ?改善刀具的磨損,提高加工表面質(zhì)量和加工效率。本文選用熱壓燒結(jié)氮化硅陶瓷對(duì)其進(jìn)行激光輔助切削加工。主要研究內(nèi)容如下:結(jié)合熱傳導(dǎo)理論建立了氮化硅陶瓷的激光輔助切削加工溫度場數(shù)學(xué)模型,利用ANSYS有限元仿真軟件模擬了工件表面以及光斑中心處徑向的溫度在不同激光功率、切削速度、激光光斑直徑下的分布。發(fā)現(xiàn)工件表面的等溫線呈橢圓形分布,越靠近光斑中心處等溫線越密集,而徑向的軟化層厚度小,溫度梯度大。搭建了氮化硅陶瓷激光輔助切削加工試驗(yàn)平臺(tái),通過激光加熱外光路系統(tǒng)支撐裝置將激光加熱系統(tǒng)和切削系統(tǒng)連接起來,實(shí)現(xiàn)兩者的協(xié)同運(yùn)動(dòng)。將建模仿真與試驗(yàn)研究相結(jié)合,通過表面粗糙度和材料去除率的變化趨勢(shì)對(duì)激光功率的仿真... 

【文章來源】：山東理工大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

超聲加工原理圖

山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論7加工表面的摩擦，降低表面粗糙度，將硬脆材料的脆性加工變?yōu)樗苄约庸24,25]，其激光能量、加熱位置等均可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，已日益廣泛的應(yīng)用于各種難加工材料的加工[26,27]。顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的激光輔助切削模型如圖1.5所示，刀尖與工件接觸處的應(yīng)力集中導(dǎo)致傳遞給顆粒的應(yīng)力不足以使其破裂，而是在孔洞的作用下被擠出[28,29]。1.激光器2.激光入射點(diǎn)3.切屑4.工件5.刀具圖1.4激光輔助切削加工原理圖Fig.1.4SchematicofLaserAssistedMachining1.Al2O3顆粒2.應(yīng)力集中處3.刀具4.工件圖1.5顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料激光輔助切削加工模型Fig.1.5ModelofLAMforparticlereinforcedcomposites

山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論7加工表面的摩擦，降低表面粗糙度，將硬脆材料的脆性加工變?yōu)樗苄约庸24,25]，其激光能量、加熱位置等均可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，已日益廣泛的應(yīng)用于各種難加工材料的加工[26,27]。顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的激光輔助切削模型如圖1.5所示，刀尖與工件接觸處的應(yīng)力集中導(dǎo)致傳遞給顆粒的應(yīng)力不足以使其破裂，而是在孔洞的作用下被擠出[28,29]。1.激光器2.激光入射點(diǎn)3.切屑4.工件5.刀具圖1.4激光輔助切削加工原理圖Fig.1.4SchematicofLaserAssistedMachining1.Al2O3顆粒2.應(yīng)力集中處3.刀具4.工件圖1.5顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料激光輔助切削加工模型Fig.1.5ModelofLAMforparticlereinforcedcomposites

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[8]工程陶瓷的技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J]. 肖漢寧,劉井雄,郭文明,高朋召.  機(jī)械工程材料. 2016(06)
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碩士論文
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[4]激光加熱Al2O3陶瓷的軟化層對(duì)切削工藝參數(shù)的影響[D]. 劉為橋.湖南大學(xué) 2015
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[6]光纖激光輔助加熱切削Al2O3陶瓷工藝試驗(yàn)研究[D]. 謝林春.湖南大學(xué) 2014
[7]陶瓷材料的激光微加工技術(shù)研究[D]. 孔令瑞.華中科技大學(xué) 2014
[8]脈沖激光加熱輔助車削氧化鋁陶瓷溫度場仿真和試驗(yàn)研究[D]. 廖先宇.湖南大學(xué) 2013
[9]激光加熱輔助切削ZrO2陶瓷加工技術(shù)的研究[D]. 張棟林.吉林大學(xué) 2012
[10]陶瓷材料平面磨削表面粗糙度預(yù)測與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉書博.哈爾濱理工大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3604841