导读:本文包含了激光加热辅助车削论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:激光加热辅助车削,钛合金,温度分布,主切削力
激光加热辅助车削论文文献综述
黎昊宇[1]（2018）在《钛合金TC4激光加热辅助车削工艺参数优化研究》一文中研究指出钛合金TC4具有耐高温、耐腐蚀、比强度高、焊接性能好等特点,广泛应用于航天航空、船舶、石油、医疗器械等领域。钛合金导热率低,高温化学活性强,切削加工时热量不易扩散,刀尖点温度高,刀具磨损严重。本文采用激光加热辅助切削(Laser-Assisted-Machining,LAM)技术,提出钛合金激光加热辅助车削工艺参数优化方法,进行加热温度场分析以及LAM实验研究,主要包括:针对旋转圆柱工件上轴向平移的激光热源建立一个叁维瞬态传热模型,利用COMSOL进行有限元计算,通过红外测温实验对模型进行验证。研究不同激光加热参数下,工件材料加热区域温度分布和热影响层厚度的变化规律,得到最小切削深度,同时利用量纲分析法计算得到激光加热温度的经验公式。通过将激光加热温度作为常规车削的初始温度条件,建立钛合金激光加热辅助车削有限元仿真模型,利用AdvantEdge进行有限元计算,通过主切削力对模型进行实验验证,得到加热温度在310℃~375℃之间时,相比于常规车削,LAM主切削力最多降低26.45%;进一步研究发现在优选的加热温度下,采用LAM技术可降低约18%的主切削力,减小约16%的刀具后刀面磨损,加工表面粗糙度和表面硬度分别降低约20%和5%,得到良好的加工表面质量。基于不同LAM工艺参数的实验结果,以最大加工效率和最小加工成本为优化目标,以本文优选的加热温度为边界条件,进行LAM工艺参数的多目标优化。优化结果表明,当激光功率P=803W、切削速度_Cv=75.21m/min、进给量f_C=0.151mm/r、切深a_p=0.745mm时,LAM技术有效提高钛合金的加工效率、降低加工成本,同时实验结果表明,主切削力降低18.21%、后刀面磨损降低16.54%,加工表面质量良好。(本文来源于《华中科技大学》期刊2018-05-01）
孔宪俊[2]（2017）在《45%SiCp/Al复合材料激光加热辅助车削性能研究》一文中研究指出颗粒增强复合材料具有高比强度、低热膨胀系数等优良特性,被广泛应用于国防、航空航天等领域,然而颗粒增强复合材料对于刀具的巨大磨损导致常规切削加工效率低、成本高。激光加热辅助切削技术加工颗粒增强复合材料具有很大潜力,但同时也面临很多亟待解决的难题。本文针对45%Si Cp/Al复合材料在激光加热辅助切削遇到的问题,进行了系统的理论和试验研究。开展的主要研究工作如下:基于傅立叶传热理论,建立了激光加热45%Si Cp/Al复合材料的温度场预测模型。通过红外测温试验,对温度场预测模型进行了修正。通过仿真研究了激光参数和切削参数对切削点处温度的影响规律,并建立了激光加热区域的温度场经验公式,为激光参数的选择提供了依据。综合考虑45%Si Cp/Al复合材料高温性能、加工质量及刀具适宜工作温度等因素,对激光加热切削层温度场进行了数值仿真分析,为开展相关试验研究提供理论基础。根据颗粒增强复合材料的变形机理以及Johnson-Cook本构模型,提出45%Si Cp/Al复合材料高温高速变形的本构关系式,利用激光加热切削试验获取应力与应变、应变率、温度的关系数据,建立了45%Si Cp/Al复合材料高温高应变率变形的本构方程,并且考虑了材料发生回复和再结晶现象对建立的本构方程进行温度项修正。利用有限元仿真软件对45%Si Cp/Al复合材料进行了宏观和微观的切削仿真研究,建立了45%Si Cp/Al复合材料激光加热切削的宏观及微观切削模型。宏观切削模型实现了激光加热辅助切削过程切削力的准确预测,通过微观切削模型分析了45%Si Cp/Al复合材料中基体和颗粒的变形以及去除机制,为45%Si Cp/Al复合材料激光加热辅助切削工艺参数的选择奠定了基础。研制了激光加热辅助车削系统,实现了激光头沿进给方向、径向方向及圆周方向的准确控制。分析了切屑的形成过程和微观形态,结合位错理论和切削机理建立45%Si Cp/Al复合材料激光加热车削锯齿形切屑形成模型。研究了激光加热温度对切屑形态、表面形成的影响规律,并揭示了激光加热辅助车削45%Si Cp/Al复合材料剪切角增加,切削比降低,齿距增加,锯齿高度不均匀程度增加的机理。采用方差分析方法研究了加工参数对表面粗糙度影响规律,确定了最优的参数组合,为激光加热车削45%Si Cp/Al复合材料表面的形成及表面粗糙度的优化提供理论依据。分析了激光加热温度对切削力及切削比能的影响规律,揭示了激光加热车削过程切削力和切削比能降低的原因。研究了激光加热温度、刀具材料、切削用量对刀具寿命的影响规律,确定了适宜的激光加热切削温度、刀具材料和切削用量。开展了激光加热车削45%Si Cp/Al复合材料刀具磨损机理的研究,建立了激光加热切削45%Si Cp/Al复合材料刀具磨损的物理模型,揭示了激光加热可减轻刀具磨损的机制。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-09-01）
王励豪[3]（2016）在《钛合金Ti6Al4V激光加热辅助车削过程的仿真分析与实验研究》一文中研究指出钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金,具有比强度高、热强度高、低温性能好、耐腐蚀能力强等优点,广泛应用于航空航天、医疗、化工等行业。但是由于钛合金的导热性差、化学活性高等性能特点,导致其切削加工时切削温度高、刀具磨损快,是典型的难加工金属,故其大规模应用受到了加工效率和加工成本的制约,因此探究钛合金的新型加工技术、改善其加工性能具有重要的研究意义。激光加热辅助切削技术是一种新型的混合加工技术,可以降低切削力和切削能量、延长刀具使用寿命、提高加工表面质量。目前国内激光辅助加工技术的研究主要集中在陶瓷材料领域,研究方法多局限于实验研究。本文采用有限元仿真和实验相结合的方法,针对应用广泛的Ti6Al4V钛合金的激光辅助车削技术进行了研究,具体研究内容如下:首先基于经典传热学理论建立了激光预热钛合金的叁维有限元模型,针对多组激光参数进行了数值仿真研究。采用实验和仿真对比的方法,确定了钛合金对激光能量的吸收率这一重要参数。通过比较仿真结果,分析了激光功率、激光移动速度、光斑半径和刀具/激光距离等加工参数对预热温度场的影响,并选取了合适的加工参数用于后续的切削过程仿真和实验研究。基于Johnson-Cook材料本构模型和对应的断裂准则,建立了正交车削钛合金工件的完全热-力耦合有限元模型,进行了多组加工参数下传统加工和激光辅助加工的仿真研究。通过分析仿真得到的应力场、温度场和切削力等结果,揭示了激光辅助加工改善加工状态的机理,并分析了各加工参数对激光辅助切削效果的影响。进行了激光辅助正交车削钛合金的实验研究。设计了激光辅助车削钛合金的实验系统,进行了多组不同加工参数下的切削实验,测量了切削过程中的切削力,观察并分析了激光加热钛合金后的材料微观结构和切削得到的切屑形态,分析了激光辅助加工对加工状态的影响。最后通过比较仿真和实验结果,证实了有限元模型的合理性和准确性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-06-01）
盛东营[4]（2015）在《激光加热辅助车削45%SiCp/Al的温度场仿真与切削试验研究》一文中研究指出高体积分数(≥45%)Si Cp/Al复合材料具有优异的综合性能,在航空、航天、汽车、电子等领域有着广泛的应用。然而,高体积分数Si Cp/Al复合材料塑性差,常规切削方式加工,效率低、刀具磨损严重。而激光加热辅助车削是改善难加工材料切削加工性的一种有效方法,通过对材料进行局部加热,在不改变材料整体特性的前提下,改善材料的切削加工性能,继而达到提高车削加工效率,增加刀具使用寿命的目的。本文将利用激光加热辅助切削技术,针对45%Si Cp/Al复合材料开展车削过程切削区域温度场仿真与切削试验研究,具体研究内容包括如下几个方面:依据传热学理论建立了切削区域温度场的数学模型,采用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件,考虑工件和卡具之间的热传导作用,建立了温度场有限元模型,通过测温试验验证了有限元模型,得到了该材料的辐射率和对波长为1048nm的激光的吸收率;仿真分析了激光参数对切削区域温度场的影响,以此作为切削试验激光参数的选择的理论依据。建立激光加热辅助车削试验系统,依据切削区域温度场仿真分析结果和半精加工切削用量的选择标准,阐明了激光参数的选择方法;通过激光加热辅助车削试验对比常规车削分析了背吃刀量、进给量、切削速度、激光加热温度对切削力的影响规律;结合对切削力的分析结果,阐明了刀具磨损过程以及刀具快速磨损的原因,并分析了激光加热前后不同切削速度下刀具的使用寿命。研究了45%Si Cp/Al复合材料在切削过程中,加工参数对工件表面粗糙度的影响规律。首先,对比分析了常规车削和激光加热辅助车削切屑的变形规律,包括切屑形态和切屑变形系数;其次,依据复合材料本身的特性探究了切削加工表面的形成过程,分析了工件已加工表面宏观上产生“熨平”现象,微观上产生凹坑的原因;最后,对比常规车削分析了表面粗糙度提高的原因,以及背吃刀量、进给量、切削速度、激光加热温度对加工表面粗糙度的影响规律。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2015-07-01）
廖先宇[5]（2013）在《脉冲激光加热辅助车削氧化铝陶瓷温度场仿真和试验研究》一文中研究指出由于具有密度小、热膨胀系数小、良好的耐磨性、耐化学腐蚀、抗氧化性等特点，工程陶瓷材料如氧化铝、氮化硅和氧化锆等在机械、汽车、化工、航天航空、医药及其它工业领域得到了越来越多的应用。然而陶瓷材料硬度大、易脆，传统的加工方法很难对陶瓷材料进行加工。激光辅助加工技术是一种复合加工技术，即在刀具去除材料之前，用激光束聚焦对工件进行局部加热，陶瓷材料的加工性能得到显着改善，减少刀具磨损、提高表面质量和加工效率，故激光辅助加工技术在加工陶瓷和硬、脆材料方面具有广阔的前景。本文针对热压96氧化铝陶瓷，进行了脉冲激光加热辅助车削研究。首先，根据热传导理论建立有限元数值模型，运用有限元软件ANSYS对氧化铝进行温度场模拟并研究不同的工艺参数(包括脉冲激光功率、工件旋转速度和脉冲激光频率)对温度场分布的影响；其次，搭建了激光加热辅助车削试验平台并进行激光辅助切削氧化铝试验；最后，测量了圆柱体氧化铝陶瓷的表面粗糙度并检查已加工表面的表面缺陷情况。论文的研究成果与结论如下：（1）通过对温度场进行模拟仿真，发现工件温度随时间递增曲线呈锯齿型，工件表面温度基本呈椭圆形分布，最高温度相对激光光束中心位置延后。内部温度基本呈抛物线分布，深度方向热影响尺寸小。通过温度场仿真得到了各参数对工件横截面与纵截面温度场分布的影响规律，当取500℃作为材料软化温度时，工件具有一定深度的软化层；（2）基于田口正交试验，研究了脉冲激光功率、工件转速、脉冲频率和进给量四因素对表面粗糙度的影响，正交试验表明表面粗糙度小的最优参数组合为激光功率为50W，工件转速为510r/min，脉冲频率为50KHz，进给量为0.01mm/r，四因素对表面粗糙度的影响程度依次为19.42%、25.21%、13.39%和41.98%。（3）测量了加工表面的表面粗糙度并检查表面缺陷情况，结果发现当激光功率增大、工件转速增加、脉冲频率增加和进给量减小时，表面粗糙度值减小，没有表面裂纹的出现，只有少量的表面损伤与凹坑缺陷，获得了较好的表面质量。表明脉冲激光加热辅助车削氧化铝陶瓷具有可行性，可以达到满意的加工效果。(本文来源于《湖南大学》期刊2013-05-31）
蒋瑞斌,廉良冲,鄢锉[6]（2010）在《激光加热辅助车削加工工程陶瓷的工艺性能分析》一文中研究指出针对目前采用激光加热辅助车削加工工程陶瓷方面存在的缺陷及这些缺陷引起的表面质量问题,对影响工程陶瓷加工质量和精度的各个因素进行了综合的理论分析研究。以Al2O3工程陶瓷为例,进行了大量的试验及数据处理,绘制了切削深度、轴向进给速度、机床转速和激光功率等工艺参数对加工结果的影响曲线,分析出了采用激光加热辅助车削加工Al2O3工程陶瓷的最优参数范围。分析结果能够使工程技术人员对Al2O3工程陶瓷的加工性能有更深层次的认识,便于在加工过程中合理地选择相关参数,有效提高工件的加工精度和表面质量。(本文来源于《制造技术与机床》期刊2010年09期）
蒋瑞斌,廉良冲,鄢锉[7]（2010）在《激光加热辅助车削工程陶瓷的工艺性能分析》一文中研究指出针对目前采用激光加热辅助车削加工工程陶瓷存在的问题,对影响工程陶瓷加工质量和精度的各个因素进行综合的理论分析。以Al2O3工程陶瓷为例,在大量试验的基础上,绘制出切削深度、轴向进给速度、机床转速和激光功率等工艺参数对加工结果的影响曲线,分析出采用激光加热辅助车削加工Al2O3工程陶瓷的最优参数范围。分析结果有利于工程技术人员在加工过程中合理选择相关参数,有效提高工件的加工精度和表面质量。(本文来源于《机床与液压》期刊2010年09期）
谢超[8]（2009）在《Si_3N_4陶瓷的激光加热辅助车削技术研究》一文中研究指出工程陶瓷材料具有高硬度、耐高温、耐腐蚀等优良特性,在航空航天、汽车工业和机械制造等领域具有广阔的应用前景。由于工程陶瓷硬度高、脆性大,传统的切削加工方法难以满足工程陶瓷零件的加工要求,因此,研究和开发高效率、高质量的工程陶瓷切削加工技术具有十分重要的工程应用价值。激光加热辅助切削技术是解决工程陶瓷材料加工的重要方法之一,工程陶瓷材料的物理机械性能、激光加热参数和切削参数是影响切削质量和切削效率的关键因素。本文针对激光加热辅助切削的关键工艺技术,开展了切削区域温度场的建模与仿真、切削参数的选择与优化和Si_3N_4陶瓷材料切削性能的实验研究。完成的主要工作和取得的成果有:分析了激光照射物体表面时能量转化和传递的物理过程,根据传热学理论,建立激光加热材料温度场数学模型。利用激光加热材料温度场数学模型和实验研究,分析测定了Si_3N_4陶瓷材料的热吸收率。利用有限元软件仿真分析了激光功率、光斑直径和光斑移动速度对工件切削区域温度场的影响规律,进行了实验验证。根据实验结果,对激光加热材料温度场数学模型进行了修正,提高了激光加热材料温度场数学模型的准确型,为切削参数的选择和优化提供了有效分析方法和实验数据。搭建了激光加热辅助车削实验系统,进行了Si_3N_4陶瓷切削机理、切削力、工件表面质量和刀具磨损的实验研究。结果表明:Si_3N_4陶瓷切削过程是塑性切削,切削力符合塑性切削的变化规律,刀具磨损主要为磨料磨损,工件表面粗糙度达到0.8μm,满足精加工要求。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2009-06-01）
激光加热辅助车削论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
颗粒增强复合材料具有高比强度、低热膨胀系数等优良特性,被广泛应用于国防、航空航天等领域,然而颗粒增强复合材料对于刀具的巨大磨损导致常规切削加工效率低、成本高。激光加热辅助切削技术加工颗粒增强复合材料具有很大潜力,但同时也面临很多亟待解决的难题。本文针对45%Si Cp/Al复合材料在激光加热辅助切削遇到的问题,进行了系统的理论和试验研究。开展的主要研究工作如下:基于傅立叶传热理论,建立了激光加热45%Si Cp/Al复合材料的温度场预测模型。通过红外测温试验,对温度场预测模型进行了修正。通过仿真研究了激光参数和切削参数对切削点处温度的影响规律,并建立了激光加热区域的温度场经验公式,为激光参数的选择提供了依据。综合考虑45%Si Cp/Al复合材料高温性能、加工质量及刀具适宜工作温度等因素,对激光加热切削层温度场进行了数值仿真分析,为开展相关试验研究提供理论基础。根据颗粒增强复合材料的变形机理以及Johnson-Cook本构模型,提出45%Si Cp/Al复合材料高温高速变形的本构关系式,利用激光加热切削试验获取应力与应变、应变率、温度的关系数据,建立了45%Si Cp/Al复合材料高温高应变率变形的本构方程,并且考虑了材料发生回复和再结晶现象对建立的本构方程进行温度项修正。利用有限元仿真软件对45%Si Cp/Al复合材料进行了宏观和微观的切削仿真研究,建立了45%Si Cp/Al复合材料激光加热切削的宏观及微观切削模型。宏观切削模型实现了激光加热辅助切削过程切削力的准确预测,通过微观切削模型分析了45%Si Cp/Al复合材料中基体和颗粒的变形以及去除机制,为45%Si Cp/Al复合材料激光加热辅助切削工艺参数的选择奠定了基础。研制了激光加热辅助车削系统,实现了激光头沿进给方向、径向方向及圆周方向的准确控制。分析了切屑的形成过程和微观形态,结合位错理论和切削机理建立45%Si Cp/Al复合材料激光加热车削锯齿形切屑形成模型。研究了激光加热温度对切屑形态、表面形成的影响规律,并揭示了激光加热辅助车削45%Si Cp/Al复合材料剪切角增加,切削比降低,齿距增加,锯齿高度不均匀程度增加的机理。采用方差分析方法研究了加工参数对表面粗糙度影响规律,确定了最优的参数组合,为激光加热车削45%Si Cp/Al复合材料表面的形成及表面粗糙度的优化提供理论依据。分析了激光加热温度对切削力及切削比能的影响规律,揭示了激光加热车削过程切削力和切削比能降低的原因。研究了激光加热温度、刀具材料、切削用量对刀具寿命的影响规律,确定了适宜的激光加热切削温度、刀具材料和切削用量。开展了激光加热车削45%Si Cp/Al复合材料刀具磨损机理的研究,建立了激光加热切削45%Si Cp/Al复合材料刀具磨损的物理模型,揭示了激光加热可减轻刀具磨损的机制。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
激光加热辅助车削论文参考文献
[1].黎昊宇.钛合金TC4激光加热辅助车削工艺参数优化研究[D].华中科技大学.2018
[2].孔宪俊.45%SiCp/Al复合材料激光加热辅助车削性能研究[D].哈尔滨工业大学.2017
[3].王励豪.钛合金Ti6Al4V激光加热辅助车削过程的仿真分析与实验研究[D].哈尔滨工业大学.2016
[4].盛东营.激光加热辅助车削45%SiCp/Al的温度场仿真与切削试验研究[D].哈尔滨工业大学.2015
[5].廖先宇.脉冲激光加热辅助车削氧化铝陶瓷温度场仿真和试验研究[D].湖南大学.2013
[6].蒋瑞斌,廉良冲,鄢锉.激光加热辅助车削加工工程陶瓷的工艺性能分析[J].制造技术与机床.2010
[7].蒋瑞斌,廉良冲,鄢锉.激光加热辅助车削工程陶瓷的工艺性能分析[J].机床与液压.2010
[8].谢超.Si_3N_4陶瓷的激光加热辅助车削技术研究[D].哈尔滨工业大学.2009