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激光加热辅助切削技术-行业信息
日期:2012年02月22日 访问: 编辑:佚名 来源:www4288com新萄京赌场

  激光加热辅助切削技术最早出现于20世纪70年代,作为一种提高难加工材料生产率的方法,用于镍合金、钛合金和淬硬钢的加工。虽然LAM的可行性得到了验证,但对激光能量、光束位置等影响因素没有进行系统的研究,受金属材料吸取率低、激光技术发展等因素限制导致加工成本高、加工经济性差,使LAM的研究陷入停滞状态。而到90年代,由于陶瓷等复合材料技术的发展,性能好、加工难度大的材料出现及激光设备价格降低,LAM技术逐渐回到了研究者的视线。

  采用LAM技术对金属材料加工可以有效降低切削力与刀具磨损,并提高加工效率。Sun等对钛金属进行了LAM试验研究,发现切削力可以降低20%~50%,较低的动态切削力与加工表面附近的低硬度提高了加工表面质量。Anderson等对Inconel 718材料进行了LAM加工,研究了工艺参数对工件表面质量、材料去除率、刀具磨损、切削力、表面粗糙度与切削比能的影响。结果表明,采用LAM技术加工可以降低25%的切削比能,表面粗糙度降低,使陶瓷刀具的寿命增加200%~300%。Anderson等采用LAM方法加工了不锈钢P550。随着加工区域温度的升高,比切削能降低25%。材料强度降低使刀具寿命提高1倍。工件表面组织没有发生变化,硬度与传统加工的硬度相同,并可以使加工时间节省20%~50%。工程陶瓷材料由于其塑性变形能力差、脆性高、断裂韧性低及强度高等特点使加工难度加大,在室温条件下很难采用切削方法加工。陶瓷材料在达到一定温度后开始软化,脆性转变为塑性,可以采用传统刀具进行加工。Purdue大学的Rozzi、Lei等对氮化硅、氧化锆、莫来石等陶瓷材料的LAM进行了深入研究。

  激光加热辅助切削(Laser Assisted hining,LAM)是将高激光束聚焦在切削刃前的工件表面,在材料被切除前的短时间内将局部加热到很高的温度,使材料的切削性能在高温下发生改变,从而可以采用普通刀具进行加工。通过对工件加热,提高材料的塑性,降低切削力,减小刀具磨损,减小振动。对硬脆材料可将其脆性转化为延展性,使屈服强度降低到断裂强度以下,避免加工中出现裂纹,从而达到提高加工效率、降低成本、提高表面质量的目的。

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