加工結果表明,切削力與刀具磨損隨加工溫度的升高而降低,比切削能小,加工后表面沒有裂紋產生,并且可以高效加工復雜形狀零件。Tian等通過激光輔助三維瞬態(tài)傳熱模型得到了最優(yōu)化加工工藝參數的方法,通過實時改變激光能量,成功地在氮化硅材料上加工出復雜形狀的工件,并且沒有產生亞表面裂紋與熱損傷。
激光加熱輔助銑削(LAML)加工過程復雜,是間歇切削過程,對刀具與工件的沖擊大,因此關于此方面的研究相對較少。König對鎢鉻鈷合金進行了LAML研究,證明了加熱輔助銑削的可行性。Yang等進行了激光加熱輔助銑削陶瓷的研究,通過試驗證明了輔助銑削的可行性,結果表明激光加熱輔助銑削可以顯著降低切削力,切屑連續(xù),得到良好的加工表面。Tian等建立了LAML三維溫度場模型,并通過試驗驗證了模型的準確性。成功采用TiAlN涂層硬質合金刀具對氮化硅材料進行了加工試驗,以磨損極限VB=0.3mm計算,刀具壽命可以達到260mm。采用LAML技術明顯提高了Inconel 718的加工性能,切削溫度達到520℃時切削力降低40%~50%,刀具壽命提高1倍,表面粗糙度降低到原來的1/2。
總結:
高性能材料的發(fā)展是航空航天產業(yè)發(fā)展的關鍵因素,同時促進著高效率、高質量加工技術的進步。氮化硅陶瓷是一種應用日益廣泛的典型高硬度、高脆性的高性能材料,采用激光加熱輔助切削技術可實現氮化硅陶瓷工件外圓、平面及復雜溝槽加工,表面質量好,不產生裂紋,并且加工后材料沒有發(fā)生物相變化。充分展現了激光加熱輔助切削技術在難加工材料,尤其是在復合材料加工中的應用前景。隨著激光技術、加熱輔助切削技術及成套裝備的出現,激光加熱輔助切削技術將在未來難加工材料加工的應用中占有重要的位置。
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