激光辅助干车削加工的优化方法

2023-06-25 理论教育版权反馈

【摘要】：图4-32为激光辅助车削的工艺系统构成。将激光辅助车削加工的工件试样与经磨削加工的试样进行比较，其断裂强度提高了64％，这主要是由于表面缺陷减少的缘故。图4-33 工件强度与温度之间的关系采用以半导体为基础的微型大功率激光器，可连同所有辅助设备全部装在一台车床中，这样可减小机床及其辅助设备的体积和占地面积。采用激光辅助干切削加工具有很好的应用前景。

图4-32 激光辅助车削的工艺系统构成

为了能够更加经济地采用干切削加工方法加工陶瓷等硬质材料，在切削加工时将附加能量引入工件的表层，以便改善这类材料的切削加工性。采用激光束的形式将能量送到材料的表层，即采用激光辅助切削是一种常用的方法。采用激光辅助干切削，可以利用激光对切削区进行预热，从而使工件产生局部温升，加工区域硬度下降，加大了刀具/工件表面之间的硬度差，减小了切削力和刀具磨损，提高了工件的可加工性。图4-32为激光辅助车削的工艺系统构成。例如，在对氮化硅陶瓷（Si₃N₄）工件进行干切削时，由于该材料有极高的抗拉强度，使用任何刀具加工都会很快产生磨损。但是如果采用激光辅助切削，可使工件材料局部软化，抗拉强度由750MPa下降至400MPa（见图4-33），可减小切削阻力30％～70％，显著改善了氮化硅陶瓷材料的可加工性，刀具磨损可降低80％左右，干切削中的振动也大为减少，大大提高了材料切除率，使得干切削得以顺利进行。

激光辅助加工的刀具材料可以采用聚合晶体硬质材料，如CBN等。将激光辅助车削加工的工件试样与经磨削加工的试样进行比较，其断裂强度提高了64％，这主要是由于表面缺陷减少的缘故。对难切削的金属材料，如钛合金和镍合金，也可用激光辅助的方法进行加工。

图4-33 工件强度与温度之间的关系（氮化硅陶瓷材料）

采用以半导体为基础的微型大功率激光器，可连同所有辅助设备全部装在一台车床中，这样可减小机床及其辅助设备的体积和占地面积。采用激光辅助干切削加工具有很好的应用前景。

激光辅助干车削加工的优化方法

相关推荐