浅谈铣削陶瓷材料脉冲激光铣削成形实验及模拟

最后更新时间：2024-03-29 作者：用户投稿原创标记

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论文导读：
摘要：脉冲激光铣削是利用单脉冲激光光斑部分重叠形成的密集孔群,来达到去除多余材料的目的,将激光铣削技术引入到陶瓷材料成形加工领域,给陶瓷材料的成形加工提供了新的解决策略。本论文以实验和模拟两个方面对激光铣削陶瓷工艺进行了探讨,主要内容如下：1.浅析了激光铣削的机理,建立了脉冲激光铣削深度模型、材料移除率模型、表面粗糙度模型和熔体排屑模型；推导了激光铣削去除材料阈值公式和光斑重叠率与激光扫描速度之间的换算公式,为合理选择激光铣削参数提供依据。2.以Al2O3陶瓷为对象,实验探讨了单脉冲激光(脉宽、离焦量)对铣削凹坑尺寸的影响规律,选择合适的扫描速度进行单道激光铣削,浅析了主要工艺参数激光功率和扫描速度对铣削深度和铣削宽度的影响,测量其实验值。在此基础上,进行大面积激光铣削的实验探讨,获得了满意的铣削结果。3.采取正交试验策略得到激光功率和扫描速度对铣削深度的影响较大,而扫描速度和扫描间距对激光铣削表面质量影响最为显著。采取优化的工艺参数进行了三维铣削加工,利用超景深显微镜对加工试样进行微观形貌浅析,并对加工工艺中造成的误差进行讨论。4.基于ANSYS平台建立了激光铣削工艺历程的三维有限元浅析模型,以Al2O3陶瓷为铣削对象进行温度场模拟。浅析了主要加工参数激光功率和扫描速度对温度场的影响,以及各铣削路径之间的相互影响规律。最后将模拟得到的铣削深度和铣削宽度与实验测得的值进行比较,结果表明模拟与实验有较好的一致性。关键词：脉冲激光铣削论文陶瓷成形论文实验探讨论文有限元模拟论文瞬态温度场论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要5-6
ABSTRACT6-10
第一章绪论10-26

1.1 陶瓷材料的加工技术探讨近况10-16

1.1 力学加工10-12

1.2 化学加工12

1.3 电加工12-13

1.4 高能束加工13-14

1.5 复合加工14-16

1.2 激光加工的特点及其在陶瓷材料加工中的运用16-21

1.2.1 激光打孔16-18

1.2.2 激光切割18-19

1.2.3 激光加热辅助切削19-21

1.3 激光铣削陶瓷的国内外进展近况21-24

1.4 本课题主要探讨内容24-26

第二章激光铣削历程的论述浅析26-39

2.1 激光铣削机理26-27

2.2 激光铣削陶瓷加工的热稳定性27

2.3 激光与陶瓷材料的相互作用27-31

2.3.1 激光能量的吸收27-28

2.3.2 激光加工陶瓷的热效应28-31

2.4 激光铣削历程的论述浅析31-38

2.4.1 激光铣削材料功率密度阈值计算31-32

2.4.2 激光铣削深度模型32-34

2.4.3 激光铣削移除率模型34-35

2.4.4 铣削表面粗糙度模型35-37

2.4.5 激光铣削熔体喷射模型37-38

2.5 本章小结38-39

第三章陶瓷材料激光铣削的实验探讨39-59

3.1 实验材料及实验策略39-40

1.1 实验材料39

1.2 实验工艺条件39-40

1.3 实验策略40

3.2 A1_2O_3陶瓷激光铣削工艺参数选择40-44
3.

2.1 激光功率的选择41-42

2.2 离焦量的选择42-44

3.3 单层单道铣削实验44-49

3.1 激光功率对单道铣削质量的影响45-46

3.2 扫描速度对单道铣削质量的影响46-48

3.3 离焦量对单道铣削质量的影响48-49

3.4 单层多道铣削实验49-56

3.4.1 正交实验设计及数据处理50-51

3.4.2 实验策略51

3.4.3 实验结果与浅析51-56

3.4.1 典型加工试样浅析53-54

3.4.2 微观形貌浅析54

3.4.3 铣削误差浅析54-56

3.5 多层铣削实验56-57

3.6 本章小结57-59

第四章陶瓷激光铣削的温度场有限元模拟59-72

4.1 ANSYS软件介绍59-60

4.2 激光铣削有限元模型假设及规划60-61

2.1 模型假设60

2.2 计算模型规划60-61

4.3 铣削温度场的有限元模拟历程61-64
4.

3. 1. 前处理61-62

4.2 加载计算62-64 4.3.3 后处理64论文导读：8-694.5有限元模拟结果验证策略的提出69-714.6本章小结71-72第五章总结与展望72-745.1总结725.2展望72-74参考文献74-79致谢79-80攻读硕士学位期间发表的论文80上一页12