本文選題：激光加工 + 陶瓷刀具�。� 參考：《廣東工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：陶瓷刀具的快速磨損是制約淬硬鋼等難加工材料高速切削加工的關(guān)鍵問(wèn)題,高性能的表面微織構(gòu)具有良好的減磨性能,該技術(shù)應(yīng)用于陶瓷刀具表面將會(huì)極大的提高陶瓷刀具的切削性能。因此,本文針對(duì)激光參數(shù)對(duì)陶瓷刀具表面微織構(gòu)制備的影響規(guī)律,以及表面微織構(gòu)不同參數(shù)對(duì)陶瓷刀具切削性能的影響規(guī)律這兩大核心問(wèn)題開(kāi)展了研究,具體工作如下：(1)采用ANSYS對(duì)355nm紫外激光加工陶瓷刀具過(guò)程進(jìn)行仿真研究,分析了不同激光能量密度與掃描速度下,355nm紫外激光對(duì)陶瓷刀具材料去除的影響規(guī)律,與實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果作對(duì)比,同時(shí)為實(shí)驗(yàn)研究提供合適的參數(shù)選擇范圍。(2)采用單因素實(shí)驗(yàn)研究方法分析了不同激光參數(shù)對(duì)微織構(gòu)制備的影響規(guī)律,結(jié)果表明：355nm紫外激光加工陶瓷刀具表面微織構(gòu)的過(guò)程中,隨著激光能量密度的增加,微織構(gòu)的寬度逐漸增加,最終趨于25μm,微織構(gòu)的深度也線性增大；激光掃描速度影響到材料在單位時(shí)間內(nèi)接受到激光脈沖的個(gè)數(shù),隨著激光掃描速度的增加,微織構(gòu)的寬度基本不變,微織構(gòu)的深度逐漸減��；隨著激光掃描次數(shù)的增加,微織構(gòu)的寬度有所波動(dòng),整體呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì),微織構(gòu)的深度線性增大；激光重復(fù)頻率不僅影響光斑的重合度,還會(huì)改變單脈沖能量的大小,當(dāng)頻率在10kHz～30kHz之間時(shí),隨著頻率的增加,微織構(gòu)的寬度逐漸減小,微織構(gòu)的深度逐漸增大；當(dāng)頻率在30kHz～ 40kHz之間時(shí),隨著頻率的增加微織構(gòu)的寬度和深度都急速減小；當(dāng)頻率在40kHz～ 50kHz之間時(shí),隨著頻率的增加微織構(gòu)的寬度和深度逐漸增加。最終選取了合理制備陶瓷刀具表面微織構(gòu)的激光加工工藝參數(shù)。(3)采用ABAQUS有限元仿真軟件對(duì)陶瓷刀具切削淬火鋼的過(guò)程進(jìn)行仿真研究,分析了微織構(gòu)的置入對(duì)刀具切削溫度和刀具應(yīng)力分布的影響規(guī)律。根據(jù)仿真結(jié)果,選取不同的微織構(gòu)形貌參數(shù)進(jìn)行切削實(shí)驗(yàn),并為刀具磨損機(jī)理的研究奠定理論基礎(chǔ)。(4)采用單因素實(shí)驗(yàn)研究方法分析了不同激光參數(shù)對(duì)微織構(gòu)制備的影響規(guī)律,結(jié)果表明：不同形貌微織構(gòu)陶瓷刀具切削淬火鋼后,橫向微織構(gòu)陶瓷刀具前刀面的磨損區(qū)域最小、磨損中心到切削刃的距離最遠(yuǎn)、磨損深度最小,并且橫向微織構(gòu)陶瓷刀具后刀面的磨損量最��；隨著微織構(gòu)深度的增加,刀具前刀面磨損區(qū)域逐漸增大、磨損中心到切削刃的距離越來(lái)越近、磨損深度逐漸增加,刀具后刀面的磨損量逐漸增大：隨著微織構(gòu)間距的增加,刀具前刀面磨損區(qū)域逐漸增大、磨損中心到切削刃的距離先增加后減小、磨損深度逐漸增加,刀具后刀面的磨損量逐漸增大；隨著微織構(gòu)寬度的增加,刀具前刀面磨損區(qū)域逐漸增大、磨損中心到切削刃的距離越來(lái)越近、磨損深度逐漸增加,刀具后刀面的磨損量逐漸增大。(5)采用SEM精細(xì)化的觀察分析了刀具前、后刀面的磨損狀況,研究了表面微織構(gòu)陶瓷刀具的磨損機(jī)理。結(jié)果表明：微織構(gòu)深度過(guò)大時(shí),切削過(guò)程中刀具強(qiáng)度降低進(jìn)而導(dǎo)致刀具破損；微織構(gòu)間距過(guò)大時(shí),切削過(guò)程中有效作用的微織構(gòu)數(shù)量減少將會(huì)導(dǎo)致刀具磨損增加；微織構(gòu)寬度過(guò)大時(shí),切削過(guò)程中二次切削將會(huì)導(dǎo)致刀具磨損增加；橫向微織構(gòu)可以有效減少刀具與切屑的摩擦作用,減少刀具磨損。
[Abstract]:In this paper , the influence of different laser parameters on the cutting performance of ceramic cutting tools is studied by means of ANSYS . The influence of different laser energy density and scanning speed on the cutting performance of ceramic cutting tools is studied .
the laser scanning speed affects the number of laser pulses received by the material in a unit time , and the width of the micro - texture is basically unchanged as the laser scanning speed increases , and the depth of the micro - texture is gradually reduced ;
As the number of laser scanning increases , the width of the microtexture fluctuates , the overall presentation gradually decreases , and the depth of the micro - texture increases linearly ;
The repetition frequency of laser affects not only the coincidence degree of the spot , but also the size of the single pulse energy . When the frequency is between 10 kHz and 30 kHz , the width of the micro - texture gradually decreases as the frequency increases , and the depth of the micro - texture gradually increases ;
When the frequency is between 30 kHz and 40 kHz , the width and depth of the micro - texture decreases rapidly as the frequency increases ;
The effects of different laser parameters on the cutting temperature and the stress distribution of cutting tools were studied by means of finite element simulation software . The experimental results show that the wear area of the front rake face of the transverse micro - textured ceramic cutter is the least , the wear depth is the minimum , and the wear of the cutter face of the transverse micro - texture ceramic cutter is the minimum .
With the increase of the micro - texture depth , the wear area of the rake face of the cutter gradually increases , the distance between the wear center and the cutting edge is gradually increased , the wear depth is gradually increased , the wear area of the rake face of the cutter gradually increases as the micro - texture distance increases , the distance between the wear center and the cutting edge is increased , the wear depth is gradually increased , and the wear amount of the cutter face of the tool is gradually increased ;
With the increase of the width of the micro - texture , the wear area of the rake face of the cutter gradually increases , the wear depth increases gradually , and the wear depth of the tool flank is gradually increased .
When the micro - texture space is too large , the reduction of the number of micro - textures which are effective in the cutting process can increase the wear of the tool ;
when the micro - texture width is too large , the secondary cutting in the cutting process can increase the wear of the tool ;
The transverse micro - texture can effectively reduce the friction between the cutter and the chip and reduce the wear of the cutter .

【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG71

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王寶友,崔麗華,黃傳真,艾興;兩類陶瓷刀具的現(xiàn)狀、性能與應(yīng)用[J];陶瓷學(xué)報(bào);2001年01期

2 姜春光,翟書研;陶瓷刀具在生產(chǎn)中的應(yīng)用介紹[J];一重技術(shù);2002年01期

3 劉祖德;應(yīng)用陶瓷刀具以車代磨[J];機(jī)械工人.冷加工;2002年04期

4 苗赫濯;新型陶瓷刀具的發(fā)展與應(yīng)用[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2004年S1期

5 ;新型陶瓷刀具[J];江蘇陶瓷;2006年04期

6 潘敏元;;美國(guó)新的陶瓷刀具材料[J];工具技術(shù);1965年01期

7 元;設(shè)計(jì)陶瓷刀具應(yīng)注意的事項(xiàng)[J];國(guó)外精密工具;1964年09期

8 晶磊;陶瓷刀具的發(fā)展[J];工具技術(shù);1981年02期

9 晶;陶瓷刀具的適用范圍[J];工具技術(shù);1982年02期

10 趙恩光 ,李家儀;陶瓷刀具[J];工具技術(shù);1982年09期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 陳國(guó)楨;謝華永;盧振偉;;陶瓷刀具在軸承加工中的應(yīng)用[A];2009全國(guó)機(jī)電企業(yè)工藝年會(huì)<廈工杯>工藝征文論文集[C];2009年

2 葉毅;葉偉昌;;陶瓷刀具概述[A];中國(guó)數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)論文集[C];2004年

3 許崇海;艾興;黃傳真;;陶瓷刀具切削加工中的裂紋現(xiàn)象[A];面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程——2001年“面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程”學(xué)術(shù)會(huì)議暨企業(yè)生產(chǎn)工程與產(chǎn)品創(chuàng)新專題研討會(huì)論文集[C];2001年

4 彭志堅(jiān);李文治;苗赫濯;石峰;;MEVVA源離子注入陶瓷刀具表面改性研究[A];2004全國(guó)荷電粒子源、粒子束學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

5 ;納米氮化鈦陶瓷刀具研制成功[A];慶祝中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)成立六十周年專輯[C];2005年

6 李永洪;徐煒;王曉華;張波;潘敏元;;陶瓷刀具材料增強(qiáng)增韌機(jī)制的TEM研究[A];第七次全國(guó)電子顯微學(xué)會(huì)議論文摘要集[C];1993年

7 苗赫濯;彭志堅(jiān);吳冰;楊思澤;劉赤子;齊龍浩;;高能量密度脈沖等離子槍在陶瓷刀具上沉積高硬耐磨涂層研究[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2003年

8 石增敏;鄭勇;游敏;豐平;劉文俊;;氮化處理金屬陶瓷刀具的磨損形態(tài)和機(jī)理[A];第六屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（10）[C];2007年

9 韓成良;趙娣芳;丁明;;TiN納米顆粒增強(qiáng)(Ti,W,Mo)C@TiC-Ni金屬陶瓷刀具的制備[A];安徽省機(jī)械工程學(xué)會(huì)成立50周年論文集[C];2014年

10 許崇海;張榮波;馮曰美;肖光春;;Al_2O_3-Ti(C，，N)-SiC新型陶瓷刀具材料加工工具鋼和鑄鐵時(shí)的磨損特性[A];《硅酸鹽學(xué)報(bào)》創(chuàng)刊50周年暨中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2007年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前7條

1 本報(bào)記者 孫圓;陶瓷刀具：外柔內(nèi)剛露鋒芒[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2013年

2 陳冀渝;新型陶瓷刀具的研發(fā)新進(jìn)展[N];廣東建設(shè)報(bào);2007年

3 何達(dá);新型納米材料金屬陶瓷刀具[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2001年

4 劉志國(guó);新型特種陶瓷刀具材料發(fā)展展望[N];廣東建設(shè)報(bào);2007年

5 阮霞;納米材料制成金屬陶瓷刀具[N];中華建筑報(bào);2004年

6 陶達(dá);合工大用納米材料制成金屬陶瓷刀具[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2004年

7 通訊員 霍效忠 王曉芒 記者 王春;金屬陶瓷刀具研究有重大創(chuàng)新[N];科技日?qǐng)?bào);2000年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李彬;原位反應(yīng)自潤(rùn)滑陶瓷刀具的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及其減摩機(jī)理研究[D];山東大學(xué);2010年

2 方斌;燒結(jié)過(guò)程中陶瓷刀具材料微觀組織結(jié)構(gòu)演變模擬研究[D];山東大學(xué);2007年

3 王珉;基于元胞自動(dòng)機(jī)模型的陶瓷刀具材料及其切削性能研究[D];山東大學(xué);2012年

4 曹同坤;自潤(rùn)滑陶瓷刀具的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及其自潤(rùn)滑機(jī)理研究[D];山東大學(xué);2005年

5 周婷婷;陶瓷刀具材料納觀界面行為和微觀斷裂行為模擬研究[D];山東大學(xué);2012年

6 崇學(xué)文;碳熱還原合成晶須增韌陶瓷刀具研究[D];山東大學(xué);2011年

7 殷增斌;高速切削用陶瓷刀具多尺度設(shè)計(jì)理論與切削可靠性研究[D];山東大學(xué);2014年

8 彭志堅(jiān);載能離子陶瓷刀具表面改性研究[D];清華大學(xué);2004年

9 郝松;三維三相陶瓷刀具材料微觀組織的模擬研究[D];山東大學(xué);2012年

10 宋金鵬;硼化鈦基復(fù)相陶瓷刀具及其失效機(jī)理研究[D];山東大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 祝賀;陶瓷刀具與不銹鋼的擴(kuò)散特性研究[D];湘潭大學(xué);2011年

2 李德偉;新型氧化鋁基陶瓷刀具的研制及其性能研究[D];大連理工大學(xué);2010年

3 高中軍;陶瓷刀具數(shù)據(jù)庫(kù)的研究與建立[D];山東大學(xué);2005年

4 朱小輝;陶瓷刀具材料微觀尺度有限元模擬模型及其應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2011年

5 張永蓮;自潤(rùn)滑陶瓷刀具材料的梯度設(shè)計(jì)及應(yīng)用[D];山東輕工業(yè)學(xué)院;2012年

6 吳光永;梯度自潤(rùn)滑陶瓷刀具材料的研制及其減摩耐磨機(jī)理研究[D];山東輕工業(yè)學(xué)院;2012年

7 鄒長(zhǎng)斌;低缺陷陶瓷刀具的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)研究[D];山東大學(xué);2014年

8 王春林;梯度自潤(rùn)滑陶瓷刀具的切削模擬及設(shè)計(jì)[D];齊魯工業(yè)大學(xué);2013年

9 石強(qiáng);原位一體化制備陶瓷刀具及其切削性能研究[D];山東大學(xué);2012年

10 于海濱;陶瓷刀具材料三維微觀裂紋擴(kuò)展行為模擬研究[D];山東大學(xué);2013年

本文編號(hào)：1803524