基于激光辅助的氮化硅陶瓷车削表面质量研究

作     者：陈德根 于福权 CHEN De-gen;YU Fu-quan

作者机构：广东科技学院机电工程学院广东东莞523083 长春职业技术学院工程分院吉林长春130000 

出 版 物：《机电工程》 (Journal of Mechanical & Electrical Engineering)

年 卷 期：2020年第37卷第4期

页      面：394-398页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：十三五国家重点研发计划项目(2017YFD0701103) 广东省“创新强校工程”自然科学类重点项目(2015KTSCX164)。 

主　　题：激光辅助加工 氮化硅 有限元仿真 切削力 表面粗糙度 

摘      要：针对氮化硅陶瓷材料加工难度大、表面质量难以保证等问题,提出了一种针对氮化硅陶瓷的激光辅助车削方法,通过激光对工件进行了预热,改善了陶瓷材料加工区域的材料特性,降低了材料的硬度和脆性,在减少切削力的同时,有效改善了陶瓷工件的表面质量。首先,利用有限元软件ABAQUS/CAE建立了氮化硅陶瓷材料的本构模型,分析了激光对车削中材料去除的作用效果;然后,设计了激光辅助车削实验,研究了激光功率参数对切削力和表面粗糙度的影响规律,并将实验结果和仿真分析结果进行了对比。研究结果表明:随着激光功率的增加,切削力和表面粗糙度都逐渐降低,实验中切削力最大下降了59.5%,表面粗糙度最大下降了85%,使用激光辅助加工后的表面质量得到了明显提高;同时,实验与仿真结果趋于一致,验证了所建模型的正确性。