激光加热辅助切削加工技术研究进展

综述近年来激光加热辅助切削加工技术的研究进展。在实验研究方面,总结了激光加热辅助车削、铣削、钻削、磨削等不同工艺过程的加工特点,阐述了激光参数和切削参数对加工质量的影响。研究表明:在一定范围内,适当提高激光功率、降低切削速率、减小进给量有利于切削区材料的充分软化,可改善工件材料的切削加工性,提高加工效率和加工质量。目前,激光加热辅助切削加工仿真研究主要集中在切削温度场与切削过程仿真。通过建立温度场模型,可预测材料去除最优温度范围,优化加工工艺参数。切削过程仿真探讨应力、应变、温度等物理量的影响,为实际加工中控制零件表面质量提供了依据。后续工作应进一步加强在加工机理、加工工艺、仿真优化等方面的研究,建立完善的激光加热辅助切削加工数据库,以促进该技术的工业应用。     

航空难加工材料切削加工中的关键应用技术

航空难加工材料由于其常温和高温机械性能优越,使其切削性很差。其切削加工具有以下特点:切削力大、切削温度高,加工硬化现象十分严重,切削时容易粘刀、刀具磨损剧烈,刀具寿命低。选择适宜的切削用量数据对于提高切削效率、延长刀具寿命、保证产品质量显得尤其重要。多年来,国内外很多研究机构都在竞相进行针对难加工材料切削数据库的研究开发工作。但是还少有在难加工材料领域非常成功的案例。     

激光加工技术在工业生产中的应用

激光加工技术在工业生产中的应用愈来愈广泛，激光切割和激光表面淬火的研究和应用也很广泛，根据这两项较成熟的技术提出激光加热切削，进而改变材料的切削加工性。     

超硬材料的激光辅助切削加工

超硬材料的激光辅助切削加工德国Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ学院研究部门采用一种新型加工方法，可提高某些高性能钢和钻基合金的切削速率。该方法是用一束激光照射工件，使受照射部分材料被加热、软化，从而易于切削。热源采用Ｎｄ：ＹＡＧ或ＣＯ２激光器，激光束的最佳照射参...     

FMS单元中的激光切割

激光切割本身具有优越的加工柔性，因此许多切削加工和钣金加工的柔性制造系统都采用激光切割技术。本文综合分析了激光切割中的柔性体现，然后介绍了激光切割ＣＡＤ／ＣＡＭ系统的实现过程、提高切割边缘质量的途径以及采用激光切割的柔性制造系统的材料传输方法。     

激光加热辅助切削技术的应用及发展前景

近年来出现的加热辅助切削技术是解决难加工材料加工的一种有效方法,通过提高工件局部温度改变被去除材料的性能,从而改善材料的可加工性。采用的热源包括等离子弧、氧乙炔焰和激光,其中激光具有能量密度高且易于调整、光斑尺寸与入射位置可控性好、集成方便等优点,已成为加热辅助加工首选热源。     

航空难加工材料切削加工技术与刀具应用调查报告

随着全球工业技术的不断发展,各个领域对一些重要零部件材料的机械性能和力学性能(强度、硬度、耐热性、抗磨性、抗拉强度和抗压强度等)的要求在不断提高,特别是航空领域。普通工程材料难以用于航空结构件中,目前高强度难加工材料和低密度轻质材料成为航空结构件的两大类主要材料。随着航空产品中难加工材料使用的增加,难加工材料的切削加工已成为一个难题。如果仍然采用传统材料的加工工艺、加工方法和加工刀具,无论在加工效率还是加工质量上都会大打折扣,且无法保证较低的加工成本。如何实现这些难加工材料的高效加工,既要保证加工效率和加工质量,又要控制加工成本,成为生产中面临的重要问题,必须了解难加工材料的切削加工特性,掌握切削规律和应用的切削工艺。合理的刀具选型和优化的加工方法对于提高难加工材料的加工效率和延长刀具寿命非常重要,特别是在航空零部件的难加工材料加工中尤为重要。本调查以"航空难加工材料切削加工技术与刀具应用"为主题,主要调查对象涉及刀具厂商、航空企业用户和科研机构。其中,刀具厂商包括山特维克可乐满、山高、伊斯卡、瓦尔特、森拉天时、猛龙刀具、德国蓝帜金属加工技术集团、哈量集团、京瓷、埃莫克法兰肯等;航空企业用户包括沈阳飞机工业(集团)有限公司、沈阳黎明发动机(集团)有限公司、西安飞机工业(集团)有限公司、哈尔滨飞机工业集团有限公司和北京航空制造工程研究所等;科研机构包括北京航空航天大学、南京航空航天大学、中国航空工业研究发展中心等。通过对难加工材料切削加工和适用刀具的分析,得到不同工况下难加工材料切削时的注意问题及刀具选择,希望为加工难加工材料、合理选择刀具及提高加工效率提供参考。     

C/SiC复合材料的制备及加工技术研究进展

碳纤维增强碳化硅陶瓷基(C/SiC)复合材料由于其强度高、硬度大、耐磨损,被广泛应用于工业、航空航天等领域,然而C/SiC复合材料难以被稳定地去除加工。本文综述C/SiC复合材料的常见制备方式及其材料的性能特点。概述C/SiC复合材料的传统机械加工、超声辅助加工、激光加工等加工方法,分析了各种加工方法的材料去除机理、加工精度、常见缺陷及加工过程中存在的问题。传统的机械加工需进一步优选切削刀具材料;超声辅助加工需探究超声振动的刀具与材料之间的耦合作用机制、振动作用下的材料去除机理;激光加工要进一步研究2.5维及3维C/SiC复合材料的激光加工去除机理。在这些研究的基础上进一步采用复合加工的方法,探寻C/SiC复合材料高效、精密、稳定和无损加工的可能性。     

钛合金激光砂带加工的离焦控制与表面形貌

钛合金由于优越的热机械特性（耐高温和耐腐蚀）而被广泛应用于航空航天、核电领域，但独特的低导热系数、高强度和加工硬化性能导致其加工困难，表面完整性难以保持。激光辅助加工方法可以有效地提高难切削材料的切削性能，提高其表面完整性。提出一种激光加工与砂带磨削融合的特种加工方法（激光砂带加工方法）,建立了激光砂带加工的焦点控制运动模型，通过对焦点的控制实现利用激光加热特性和砂带磨削柔性特性快速去除材料，在自行搭建的激光砂带加工实验平台进行了加工实验，对不同离焦量下激光砂带加工的钛合金样品的表面三维形貌、微观结构进行了分析和比较。结果表明，激光砂带加工过程中离焦量的大小极大程度影响了激光的能量分布，导致激光砂带加工机理发生变化，离焦量的减少导致表面算术平均偏差S_a先从8.07μm减少到7.40μm然后增加到22.1μm,材料的气化和熔化去除现象更加明显。最后证明了激光砂带加工方法可以改善钛合金的加工性能，提升表面的耐磨损性能，具有广阔的应用前景。     

工程应用的通用型切削工艺数据库研究与开发

针对目前国内制造行业对切削工艺数据库的需求及现有研究中的不足,在大量优化型切削数据的基础上,对切削数据库进行调研和需求分析,建立了面向工程应用的通用型切削工艺数据库数据结构模型,开发了基于B/S模式的网络化切削工艺数据库应用程序,介绍了系统各子功能模块;为实现行业标准化拟制定了3个标准规范,并将切削加工动力学仿真优化技术与数据库相结合,实现了切削过程实时在线仿真和优化。     

面向航空零件切削参数优化系统研究及应用

本文主要目标是围绕典型航空壳体类零件构建与实际应用结合紧密的工艺切削参数优化系统，应用SQL Server数据管理系统，建立了切削参数工艺数据库；进而建立了系统优化模型，采用粒子群优化算法对切削参数进行优化，选用实例对系统的可行性进行了验证，给制造系统提供可靠的切削参数，提高加工效率、降低加工成本。     

SiCp/Al复合材料低损伤表面切削加工研究与进展

SiC_p/Al复合材料属于典型的难加工材料,其SiC颗粒增强相的存在使得切削加工时材料已加工表面极易出现基体撕裂、微裂纹、微空穴等缺陷。为了实现SiC_p/Al复合材料的高效低损伤加工,从切屑形成机制、表面完整性和刀具磨损等方面总结SiC_p/Al复合材料切削加工性能及其影响因素,研究表明,该材料增强相颗粒去除方式和去除机理对表面形成过程影响显著;探讨了SiC_p/Al复合材料塑性域加工机理和塑脆转换临界条件获取方面的研究进展,综述了表征SiC_p/Al动态力学性能的宏微观建模方法,分析了多尺度多相耦合切削加工有限元仿真的热点和难点问题;指出了低温微切削、超声辅助微切削、激光辅助微切削等是实现SiC_p/Al复合材料协调变形和塑性域加工工艺条件的发展方向。     

航空航天难加工材料高速超声波动式切削方法

传统超声振动切削一直没有突破极低分离切削速度限问题，即只有在很低切削速度下才有明显的分离切削降力、降热工艺效果。以解决难加工材料加工效率低、加工质量差为出发点，提出高速超声波动式切削方法，阐明了高速分离、相位控制、切挤一体3方面的基本机理，通过对改善切削加工性、提升刀具寿命、改善表面完整性3个方面的讨论，充分体现高速超声波动式切削技术的优势，丰富难加工材料高表面完整性的加工工艺，为航空航天领域难加工材料高质量加工提供理论和技术基础。     

航空金属材料相对可切削性系数的涵义与应用

介绍了金属材料相对可切削性系数（Ｋｒ）的涵义及其在航空材料切削加工领域中的应用；列举了变形高温合金、铸造高温合金、钛合金的Ｋｒ值及不同Ｋｒ值材料的车削、钻削、铰削、铣削加工数据。     

难加工材料切削加工技术

随着航空航天技术的发展,对飞行器性能的要求越来越高,需研制并应用物理力学性能优异的新材料。这些新材料多属难加工材料,切削加工性差,因此分析和研究零件材料的切削性、刀具制作材料及切削参数等对解决难加工问题有很大帮助。     

新型高速钢刀具加工难切削材料

随着科学技术的飞速发展,在航空、航天、原子能、化学等现代工业中,钛合金、高温合金等使用性能良好的材料日益广泛采用。但这些材料的切削加工性差,刀具极易磨损。七十年代以来,国内各钢厂结合我国资源先后研制了多种新型高速钢刀具材料。我们用这些材料进行了切削试验,试验证明用这些材料制造难切削材料加工用的多刃刀具(拉刀、钻头等),是值得推广和有发展前途的。     

飞机发动机叶片机匣的高效加工

航空难加工材料的高效加工是一个系统问题,由夹具、刀柄、工艺等组成的大系统和包括刀具材料和切削参数的子系统等因素都影响着零件的质量、刀具成本及加工效率.高效加工包含高效切削和其他的非切削时间减少.高效切削是以高效率切削金属材料为目标,提高单位时间金属去除率.而非切削时间减少则要通过使夹具可靠定位、编程优化、减少空行程时间来实现.     

国外工艺动态

国外工艺动态激光加工技术１９９４年９月，在美国芝加哥“９４国际机床与制造技术”展览会展出了大量激光加工设备，其中ＲＯＭＯＮＩＣ公司推出了一种ＣＮＣ激光加工中心，集切削、焊接、打孔、表面改性处理于一体，实现了激光多工种加工的集成化和数控激光打孔，其功率...     

难加工材料切削加工刀具及参数的评价技术

在深入分析难加工材料的切削加工特点、刀具及切削参数评价体系的基础上,针对已有的评价体系不能准确、量化、全面的评价刀具及切削参数的问题,尤其是针对难加工材料进行切削加工时,提出了利用单元体积材料的可变加工成本为指标的难加工材料切削加工刀具及参数的量化评价体系。将切削加工过程的经济性引入到刀具及参数的评价指标中,实现了针对难加工材料切削加工刀具及参数的准确、量化评价。并结合多种难加工材料进行相关评价试验,结果表明,以单元体积材料的可变加工成本为指标的刀具及参数评价体系能够实现针对难加工材料进行切削加工的刀具及参数的准确、量化评价,为企业在实际生产中进行刀具及切削参数优选提供准确的量化参考。     

高温合金压气机盘辐型面的数控加工

本文介绍某新型发动气机盘辐板型面的数控加工，包括切削参数的制定、刀具材料的选用、刀具排布的方式、辐板型面的数控加工编程等。