Si3N4陶瓷的激光加热辅助铣削技术研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yst598
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
工程陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀、低密度等优良特性,尤其是热压烧结氮化硅,是世界上最坚硬的物质之一,广泛应用于机械、化工、航天等工业领域。但由于工程陶瓷材料脆性高,断裂韧性低,常规加工方法难以实现高质量的加工,且生产成本高。激光加热辅助切削技术是一种新型复合加工方法,对拓展工程陶瓷的加工方法,提高加工质量、降低成本具有深远的意义。本文通过对激光加热热压烧结氮化硅陶瓷的温度场进行有限元仿真研究,研究了激光加热参数对工件温度场的影响规律,得出了工件切削区域满足软化条件时的加热参数;搭建激光加热辅助铣削加工系统,实现了热压烧结氮化硅陶瓷的铣削加工,通过选择合适的试验参数,获得了较好的加工质量。本文主要完成的工作和取得的成果有:依据传热学相关理论,建立激光加热氮化硅材料的三维瞬态非线性温度场有限元模型,模型考虑了材料热物理参数与边界条件随温度的的非线性变化,通过测温实验验证了温度场模型的正确性,根据实验数据对模型进行了参数修正,最终温度场模型与测温实验数据的最大误差为10%,激光移动加热阶段的误差小于5%。利用温度场模型仿真分析了激光功率、预热时间、激光光斑移动速度对工件温度场的影响规律,研究了工件尺寸对温度场的影响,计算了不同加热参数所能够达到的软化深度与软化程度,为铣削试验参数的选择提供了依据。搭建了激光加热辅助铣削试验系统,实现了激光加热辅助铣削热压烧结氮化硅陶瓷,并研究了激光功率、激光光斑移动速度,切削速度对铣削加工的影响。试验结果表明:激光加热辅助铣削能够降低切削力,提高加工效率,但刀具磨损仍比较严重,刀具磨损形式主要为后刀面剥落磨损,通过选择合适的激光参数,工件表面粗糙度能够达到Ra0.17-0.27μm,表面无热损伤与微裂纹,能够产生连续状切削,切屑具有塑性材料铣削的一些特征。
其他文献
起落架收放机构是飞机的关键部件之一,其工作性能直接影响到飞机起飞、着陆以及地面运动的安全。飞机的各工作部件中,起落架收放机构发生故障而导致飞机发生事故的概率最高。因
由于层合板上的开口使纤维被切断,大大削弱了结构的刚度和强度,从而降低了结构的承载能力。因此,对复合材料开口层合板进行详细的分析,并采取有效的措施对其加强,显得尤为重要。本
WiMAX是一种新兴的宽带无线接入技术,技术起点较高,采用了各种代表未来通信发展方向的先进技术,逐渐实现宽带技术的无线化。在4G时代,WiMAX将是一个十分重要的角色。随着该技术的
民用客机气动优化是型号研制的基础,优化结果的好坏对其日后的市场竞争力有巨大的影响。近年来随着计算机技术、数据库技术和优化方法的发展,人们对民用客机气动优化提出了新
飞机、导弹及火箭等飞行器在结构设计阶段时,需要对其工作状态下的动力学特性做出合理预估计和判断,以避免飞行状态下发生颤振及失稳等现象。模态分析作为一种发展成熟且有效
结构健康监测特别是结构的应力应变检测,在一些大型设备的运营维护与损伤预警中起到了重要的作用,是近年来研究的一大热点。检测对象包括风机叶片等大型复合材料,以及桥梁、大坝
随着工业生产的技术要求越来越高,高温设备构件需适应更恶劣的工作环境。研究高温材料的断裂力学行为以及完善设备构件的安全评定技术是结构完整性评估的重要内容,对于许多工
学位
1950年,当抗美援朝的严峻形势摆在全国人民面前的时候,刚满18岁的李庭昆热血沸腾,坐不住了,跑到报名站要求奔赴前线.批准的通知下来了,做准备工作的时候,组织上决定让他留下
期刊