陶瓷刀具表面微織構的激光加工工藝基礎及刀具磨損機理研究.pdf

1、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鍵問題，高性能的表面微織構具有良好的減磨性能，該技術應用于陶瓷刀具表面將會極大的提高陶瓷刀具的切削性能。因此，本文針對激光參數(shù)對陶瓷刀具表面微織構制備的影響規(guī)律，以及表面微織構不同參數(shù)對陶瓷刀具切削性能的影響規(guī)律這兩大核心問題開展了研究。主要內(nèi)容包括：
　?、挪捎肁NSYS對355nm紫外激光加工陶瓷刀具過程進行仿真研究，分析了不同激光能量密度與掃描速度下，355nm紫外激

2、光對陶瓷刀具材料去除的影響規(guī)律，與實驗研究的結果作對比，同時為實驗研究提供合適的參數(shù)選擇范圍。
　?、撇捎脝我蛩貙嶒炑芯糠椒ǚ治隽瞬煌す鈪?shù)對微織構制備的影響規(guī)律，結果表明:355nm紫外激光加工陶瓷刀具表面微織構的過程中，隨著激光能量密度的增加，微織構的寬度逐漸增加，最終趨于25μm，微織構的深度也線性增大;激光掃描速度影響到材料在單位時間內(nèi)接受到激光脈沖的個數(shù)，隨著激光掃描速度的增加，微織構的寬度基本不變，微織構的深度逐漸減

3、小;隨著激光掃描次數(shù)的增加，微織構的寬度有所波動，整體呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢，微織構的深度線性增大;激光重復頻率不僅影響光斑的重合度，還會改變單脈沖能量的大小，當頻率在10kHz～30kHz之間時，隨著頻率的增加，微織構的寬度逐漸減小，微織構的深度逐漸增大;當頻率在30kHz～40kHz之間時，隨著頻率的增加微織構的寬度和深度都急速減小;當頻率在40kHz～50kHz之間時，隨著頻率的增加微織構的寬度和深度逐漸增加。最終選取了合理制備陶瓷刀

4、具表而微織構的激光加工工藝參數(shù)。
　?、遣捎肁BAQUS有限元仿真軟件對陶瓷刀具切削淬火鋼的過程進行仿真研究，分析了微織構的置入對刀具切削溫度和刀具應力分布的影響規(guī)律。根據(jù)仿真結果，選取不同的微織構形貌參數(shù)進行切削實驗，并為刀具磨損機理的研究奠定理論基礎。
　?、炔捎脝我蛩貙嶒炑芯糠椒ǚ治隽瞬煌す鈪?shù)對微織構制備的影響規(guī)律，結果表明:不同形貌微織構陶瓷刀具切削淬火鋼后，橫向微織構陶瓷刀具前刀面的磨損區(qū)域最小、磨損中心到切削

5、刃的距離最遠、磨損深度最小，并且橫向微織構陶瓷刀具后刀面的磨損量最小;隨著微織構深度的增加，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越近、磨損深度逐漸增加，刀具后刀面