Al2O3陶瓷的激光辅助磨削机理

针对氧化铝陶瓷难加工、加工表面质量差等问题,进行了激光辅助热磨削加工的研究.根据氧化铝陶瓷的热物理性能参数,分析了激光辅助磨削热加工机理,搭建激光辅助磨削加工实验系统,进行激光辅助磨削与常规磨削加工实验.采用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦分析加工后的工件表面.结果表明:采用激光辅助磨削加工氧化铝陶瓷可改变材料的去除方式,使陶瓷的脆性去除变为塑性去除;与常规磨削加工相比,加工表面形貌脆性断裂减少,表面粗糙度值更低,表面质量更好,砂轮使用寿命延长.

脉冲激光辅助磨削皮肤试验研究

皮肤磨削术的研究能为现实中皮肤处理提供理论依据,通过对皮肤磨削术和激光处理进行系统化的试验,对处理后的表面进行形貌观察,得出不同处理参数下的皮肤形貌,发现最佳激光参数为25 W、最佳磨削参数为30 m/s,结果表明,与单一的激光与磨削之后的皮肤表面进行对比,脉冲激光辅助磨削的方式能够提升皮肤表面质量。

用Nd（钕）YAG激光辅助磨削

高性能的激光可以用来辅助磨削、修整和热处理，激光辅助修整优点是它的工作力是自由的，而且不需昂贵的修整装置。在激光辅助磨削过程中，砂轮接触工件之前，工件表面就被直接加热，这种可减少工件表面的温度梯度及热损伤。而且采用此方法磨削时具有较高的切削率，本文阐述了此方法的基本原理，介绍了激光辅助修整树脂结合剂ＣＢＮ砂轮以及激光辅助加工金属和陶瓷零件的结果。

表面激光织构对碳化硅陶瓷磨削性能影响研究

目前工程陶瓷材料的加工方式主要依靠金刚石砂轮磨削,传统磨削加工中,碳化硅陶瓷本身的硬脆性导致加工过程易引入表面/亚表面损伤,且存在切削力大、砂轮磨损严重、材料去除率低等问题。针对上述难题,本文通过表面织构技术辅助碳化硅陶瓷磨削,采用毫秒脉冲激光在碳化硅陶瓷表面烧蚀特定且均匀分布的表面织构,深入研究激光表面织构参数对碳化硅陶瓷磨削性能的影响规律。结果表明:保持磨削加工参数及状态不变,当织构深度和宽度一定时,织构横向间距(织构面积)对磨削力的影响最大,横向间距越大,粗糙度值越大;与传统磨削加工相比,两种激光织构辅助磨削性能均有所提升,其中网格状织构表现更为优异。

激光辅助CBN砂带磨削TC4钛合金材料去除行为及表面完整性研究

激光辅助CBN砂带磨削工艺结合了激光对材料的软化改性以及砂带磨削的高效材料去除和高表面完整性,可以实现对高强韧TC4钛合金的低损伤高性能加工。通过激光辅助CBN砂带磨削TC4钛合金实验,研究了激光功率对磨削力、材料去除行为和表面完整性的影响规律。结果表明:增大激光功率可以提高材料软化改性程度,降低磨削力及其波动振幅,激光功率最大时法向磨削力降低57.2%,切向磨削力降低68.7%;随着材料软化程度的提高,材料去除行为发生了从韧性去除向塑性去除的转变,表面的韧性撕裂和磨削损伤减弱,表面质量、表面一致性和表面残余压应力提高,激光功率最大时表面粗糙度达Ra1.23μm,表面残余压应力达94.6 MPa;激光辅助CBN砂带磨削表面渗入了大量的N和O元素,表面的Ti元素以TiN和TiO_(2)和金属Ti三种状态存在,引入的N和O元素将提高表面的耐磨和耐腐蚀性能。希望本研究能为激光辅助加工钛合金等难加工材料的去除行为及表面完整性研究提供借鉴。

皮秒激光辅助砂带磨削TC17钛合金材料去除行为研究

钛合金具有强度高、耐热性好等特点,属于典型的难加工材料。激光辅助加工可改变材料的性能,显著提高材料的加工性能。提出了皮秒激光辅助砂带磨削TC17钛合金新方法,基于皮秒激光辅助单磨粒划擦,研究了激光辐照工艺参数对表面预热温度以及磨粒的不同初始压力对主切削力、材料去除行为的影响规律。仿真结果表明,激光功率和激光扫描速度均对表面温度影响显著,在激光功率为4.8 W和激光扫描速度为300 mm/s时,激光辐照表面最大温度为2019℃,超过了TC17的熔点。实验结果表明,与单磨粒划擦相比,皮秒激光辅助单磨粒划擦可显著减小主切削力,最大可减小58.7%;适当的激光功率辅助加工可提高材料的去除能力,在激光功率为1.8~2.4 W时最优,过大的激光功率反而会导致材料去除能力变弱;辅助加工材料去除行为仍主要表现为延性去除,磨屑随着激光功率的增加逐渐转变为锯齿形磨屑。皮秒激光辅助砂带磨削加工结果显示,磨削区域的力热耦合作用降低,提高了表面的加工质量。