激光加熱輔助銑削高溫合金溫度控制及工藝參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、鎳基高溫合金GH4698在500℃~800℃范圍內(nèi)具有較好的高溫強(qiáng)度、斷裂韌性、抗氧化、抗熱腐蝕等綜合性能，該合金廣泛用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪盤(pán)、壓氣機(jī)盤(pán)、導(dǎo)流片等重要零件。然而，鎳基高溫合金 GH4698的導(dǎo)熱系數(shù)小、摩擦系數(shù)大，加工時(shí)刀具磨損嚴(yán)重，切削力大，加工效率低。激光加熱輔助切削(LAM)技術(shù)是解決難加工材料的一種有效方法，LAM技術(shù)是在工件材料被切除前，利用高能量的激光加熱工件，使工件局部溫度升高。材料的切削性能在高溫下發(fā)生

2、變化，可以減小刀具磨損，獲得高質(zhì)量的加工表面和增加材料去除率。本文采用LAM技術(shù)對(duì)鎳基高溫合金的銑削過(guò)程進(jìn)行仿真與試驗(yàn)研究。論文的主要研究工作包括以下四個(gè)方面：
　　根據(jù)傳熱學(xué)的相關(guān)理論，研究激光加熱工件后材料的熱傳導(dǎo)和熱輻射等問(wèn)題，然后建立溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)模型，準(zhǔn)確地計(jì)算和預(yù)測(cè)工件的溫度場(chǎng)分布。
　　根據(jù)激光加熱區(qū)域溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型建立激光加熱輔助銑削 GH4698的有限元模型，然后對(duì)溫度場(chǎng)進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)，并用紅外測(cè)溫儀測(cè)量

3、實(shí)際銑削過(guò)程中工件溫度，將試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行分析，驗(yàn)證仿真模型的正確性。然后根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度與切削區(qū)域溫度之間的差值來(lái)計(jì)算不同加工參數(shù)下的切削區(qū)域的溫度場(chǎng)的分布。
　　通過(guò)激光加熱輔助銑削實(shí)驗(yàn)，研究微觀組織形貌、表面粗糙度、刀具磨損和切削力的變化規(guī)律，得到工藝參數(shù)對(duì)加工性能和刀具磨損的影響規(guī)律。
　　建立以銑削參數(shù)和激光參數(shù)為優(yōu)化變量、以最小加工成本和最大效率為目標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化模型。利用遺傳算法優(yōu)化模型，得到加工成本最小和