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激光加热单晶硅温度场仿真及超精密车削试验
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作者 王永久 杨兵 黄良沛 《工具技术》 北大核心 2025年第7期36-41,共6页
以激光辅助单晶硅超精密车削为研究对象,建立激光加热的数学模型,并利用COMSOL Multiphysics软件建立温度场有限元模型,通过烧蚀试验进行模型修正,得到修正系数0.8,使用修正后模型进行仿真,得到激光加热单晶硅时的温度场分布情况。在背... 以激光辅助单晶硅超精密车削为研究对象,建立激光加热的数学模型,并利用COMSOL Multiphysics软件建立温度场有限元模型,通过烧蚀试验进行模型修正,得到修正系数0.8,使用修正后模型进行仿真,得到激光加热单晶硅时的温度场分布情况。在背吃刀量为3μm和进给速度为4 mm/min时进行激光辅助单晶硅超精密车削试验,研究激光功率和主轴转速对单晶硅表面粗糙度的影响。研究结果表明,激光加热单晶硅温度受激光功率和主轴转速共同影响,随着激光功率增大和主轴转速减小而增大,激光功率为30~36 W、主轴转速为2 500~3 500 r/min时,单晶硅表面温度可以达到400℃以上,内部400℃以上的传热深度超过3μm时,材料软化效果较好,可实现单晶硅的塑性切削,得到高质量表面;在激光功率为32 W、主轴转速为3 500 r/min、背吃刀量为3μm、进给速度为4 mm/min条件下,单晶硅表面粗糙度可达0.985 nm。 展开更多
关键词 单晶硅 激光辅助超精密车削 温度场 表面粗糙度
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电脉冲的热效应对TC11钛合金切削加工性能的影响
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作者 孙富建 李亚洲 +2 位作者 廖君慧 杨志勇 李时春 《宇航材料工艺》 北大核心 2025年第2期104-111,共8页
为了能够研究电脉冲的热效应对钛合金切削加工过程的影响,利用脉冲电流对TC11钛合金进行预热,研究电脉冲的热效应对切削温度、切屑形成、工件表面形貌、工件表面粗糙度等的影响,同时使用Abaqus软件对切削加工过程进行仿真,分析切削过程... 为了能够研究电脉冲的热效应对钛合金切削加工过程的影响,利用脉冲电流对TC11钛合金进行预热,研究电脉冲的热效应对切削温度、切屑形成、工件表面形貌、工件表面粗糙度等的影响,同时使用Abaqus软件对切削加工过程进行仿真,分析切削过程的切削区温度场和应变场,揭示电脉冲的热效应对TC11钛合金切削加工性能的影响。结果表明,随着工件表面温度的逐步升高,TC11钛合金材料的塑性得到了提高,切削过程中的等效塑性应变增大,工件表面形貌变得光洁,表面粗糙度值降低,切屑锯齿化程度减小;当工件表面温度从140℃升至180℃时,工件表面氧化,工件表面硬度提高,其表面形貌变得更加粗糙,切屑的变形系数、分离程度分别减小、增大。电脉冲的热效应作为电致塑性效应的一部分,适当的热效应可以提高工件表面材料的塑性,对TC11钛合金的切削加工性能具有显著有利影响,但过高的温度则会导致工件表面氧化和硬度提升,反而恶化了切削性能。因此,在实际应用中需要合理控制电脉冲的热效应,以达到最佳的切削效果。 展开更多
关键词 TC11钛合金 热效应 工件表面温度 有限元仿真
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Al_2O_3热压陶瓷激光辅助切削温度场分布与切削深度 被引量:16
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作者 鄢锉 李力钧 +2 位作者 金湘中 刘继常 陈沛 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期254-259,共6页
建立Al2O3热压陶瓷激光辅助切削准稳态传热模型,采用有限差分方法,利用MATLAB软件,结合材料的受热软化特性,计算得到工件的温度场分布,并由此确定不同激光参数(激光功率、光束移动速度和光斑半径)下的切削深度。模拟计算发现工件表面等... 建立Al2O3热压陶瓷激光辅助切削准稳态传热模型,采用有限差分方法,利用MATLAB软件,结合材料的受热软化特性,计算得到工件的温度场分布,并由此确定不同激光参数(激光功率、光束移动速度和光斑半径)下的切削深度。模拟计算发现工件表面等温线为卵圆形,横截面呈抛物线型,纵截面呈对称分布形式,而计算确定工件横、纵截面1 000 K等温线所对应的深度值为加工时合适的切削深度;通过对比分析发现:不同参数下温度场计算确定的切削深度值与实验值较吻合,采用较高的激光功率、较低的激光移动速度和工件表面受辐照激光光斑半径有利于切削区域材料的充分软化,从而获得较大的切削深度。 展开更多
关键词 Al2O3热压陶瓷 激光辅助切削 温度场 切削深度
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冷硬铸铁激光加热辅助切削实验研究 被引量:11
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作者 马丽心 王扬 +2 位作者 谢大纲 杨立军 刘璇 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期228-231,共4页
冷硬铸铁具有很高的硬度、强度和很好的耐磨性 ,但其切削加工性能很差 .激光加热辅助切削是加工冷硬铸铁这种高硬材料的有效方法 .进行了常规切削和激光加热辅助切削对比性实验研究 ,检测了切削力随切削深度和切削速度的变化规律 ,实验... 冷硬铸铁具有很高的硬度、强度和很好的耐磨性 ,但其切削加工性能很差 .激光加热辅助切削是加工冷硬铸铁这种高硬材料的有效方法 .进行了常规切削和激光加热辅助切削对比性实验研究 ,检测了切削力随切削深度和切削速度的变化规律 ,实验结果表明 ,激光加热辅助切削冷硬铸铁时切削力下降非常明显 ,接近 5 0 %;进行了刀具磨损实验 ,加热辅助切削明显减轻了刀具的磨损 ,磨损量降低了 2 4%,提高了刀具的寿命 . 展开更多
关键词 激光加热辅助切削 实验研究 冷硬铸铁 切削力 切削速度
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Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料激光加热辅助切削的切削特性 被引量:11
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作者 王扬 杨立军 齐立涛 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期344-346,共3页
利用 YAG激光对 Al2 O3颗粒增强铝基复合材料加热 ,进行车削试验 ,通过对切削过程中的三向切削力、刀具磨损、切削表面参与应力及表面组织成分的分析 ,利用组织错配理论建立了颗粒增强金属基复合材料切削的物理模型 ,阐述了颗粒增强型... 利用 YAG激光对 Al2 O3颗粒增强铝基复合材料加热 ,进行车削试验 ,通过对切削过程中的三向切削力、刀具磨损、切削表面参与应力及表面组织成分的分析 ,利用组织错配理论建立了颗粒增强金属基复合材料切削的物理模型 ,阐述了颗粒增强型铝基复合材料激光加热辅助切削的内部作用机理 ,利用物理模型解释了复合材料激光加热辅助切削过程中切削力下降、刀具磨损降低。 展开更多
关键词 Al2O3颗粒增强铝基复合材料 激光加热辅助切削 组织错配 位错
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导电加热切削切削区加热电阻模型及试验分析 被引量:7
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作者 赵学智 叶邦彦 陈统坚 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期115-123,共9页
分析现有一种加热电阻模型的不合理性,针对切削区的变形特点,提出一种符合实际变形情况的加热电阻模型,从理论上建立该电阻三个组成部分与刀具角度、切削用量、变形系数等计算公式。根据加热回路的特点,提出一种对加热电阻的精确检测方... 分析现有一种加热电阻模型的不合理性,针对切削区的变形特点,提出一种符合实际变形情况的加热电阻模型,从理论上建立该电阻三个组成部分与刀具角度、切削用量、变形系数等计算公式。根据加热回路的特点,提出一种对加热电阻的精确检测方法,结果表明,此电阻随切削深度、进给量的增大而减小,而随切削速度的增大而增大,验证了理论分析,进而建立了该电阻和切削用量三要素的经验公式。通过对加热电阻的检测可以判断切削用量的变化状况,进而实现对加热电流的自动调整。最后指出,在加热电阻的三个组成部分中,材料电阻和扩展电阻对改善材料的切削加工性起关键作用,而刀—屑接触电阻则会加剧前刀面的磨损。 展开更多
关键词 导电加热切削 加热电阻 模型 电阻检测 刀具磨损
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难加工材料导电加热切削机理的研究 被引量:15
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作者 叶邦彦 周泽华 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1994年第5期93-99,共7页
在导电加热切削中,用信号频率分离的方法,测量了不同切削条件下的切削温度和切削力,并取得了切屑根部金相显微照片,从而对导电加热切削的机理进行了深入的研究.实验结果表明,当使用负倒棱刀具和采用较大进给量时,导电加热切削高... 在导电加热切削中,用信号频率分离的方法,测量了不同切削条件下的切削温度和切削力,并取得了切屑根部金相显微照片,从而对导电加热切削的机理进行了深入的研究.实验结果表明,当使用负倒棱刀具和采用较大进给量时,导电加热切削高强度合金钢能获得较好的效果。 展开更多
关键词 电加热 高强度合金 加热切削
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加热辅助切削研究 被引量:7
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作者 王慧艺 林建平 阮雪榆 《机械设计与制造》 2002年第1期75-77,共3页
伴随着高性能材料的越来越多的应用和加工周期的不断缩短,为降低制造成本,高效加工方法成为当前研究的热点。作为从根本上改善材料切削性的加热辅助切削技术是一种大有潜力的技术。这里对加热辅助切削的研究从多方面进行了阐述。包括加... 伴随着高性能材料的越来越多的应用和加工周期的不断缩短,为降低制造成本,高效加工方法成为当前研究的热点。作为从根本上改善材料切削性的加热辅助切削技术是一种大有潜力的技术。这里对加热辅助切削的研究从多方面进行了阐述。包括加热方法、加热材料类型、切削性变化规律等。最后,对不同加热方法的优缺点进行了对比分析,指出加热辅助切削技术在未来的加工业中将发挥越来越大的作用,特别是在淬硬材料的高效切削加工中。 展开更多
关键词 激光 等离子 切削性能 加热机械 加热切削
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导电加热切削中切削区加热电阻的检测及特性 被引量:2
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作者 赵学智 叶邦彦 陈统坚 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期7-13,共7页
定义了导电加热切削中加热电阻的结构及所在区域,根据加热回路的特点,提出了一种精确检测加热电阻的方法,有效排除了回路电感和电缆电阻等因素的影响.在此基础上通过实验研究了切削深度、进给量和切削速度对加热电阻的影响,并建立了相... 定义了导电加热切削中加热电阻的结构及所在区域,根据加热回路的特点,提出了一种精确检测加热电阻的方法,有效排除了回路电感和电缆电阻等因素的影响.在此基础上通过实验研究了切削深度、进给量和切削速度对加热电阻的影响,并建立了相应的经验公式.基于加热电阻和切削用量的关系,分析了切削用量的变化对加热功率的影响,并提出通过对加热电阻的检测来判断切削用量的变化状况,进而实现对加热电流的自动调整,并用实验进行了验证. 展开更多
关键词 导电加热切削 加热电阻 切削用量 电流调整 检测
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导电加热切削加热电源的研究与应用 被引量:8
10
作者 陈文戈 叶邦彦 +2 位作者 陈统坚 周泽华 郑佑濂 《电加工》 1997年第4期11-14,共4页
在分析传统导电加热切削用加热电源的基础上,介绍了基于微机自动控制的逆变式加热电源的基本原理及性能。实际应用表明它具有体积小、动态响应快、控制灵活方便等优点。
关键词 导电加热 切削 逆变电源 自动控制 加热电源
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导电加热切削对加工表面质量的影响 被引量:2
11
作者 赵学智 叶邦彦 +1 位作者 陈统坚 吴拓 《工具技术》 北大核心 1999年第6期8-11,共4页
为在导电加热切削中获得最佳加工表面质量,对加热电流与切削用量的关系进行了试验研究,并对最佳加热电流的概念进行了分析讨论。
关键词 导电加热切削 表面质量 最佳加热电流 切削用量
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导电加热切削切削区加热电阻和切削用量的关系研究 被引量:6
12
作者 陈文戈 赵学智 +1 位作者 叶邦彦 周泽华 《电加工》 1998年第6期26-29,共4页
提出了导电加热切削切削区加热电阻的组成及其测量方法 ,并对它和切削用量的关系进行了研究和分析 ,指出切削区加热电阻能作为切削状态的识别参量 。
关键词 导电加热切削 切削区加热电阻 切削用量 切削
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淬硬钢的导电加热切削实验研究 被引量:6
13
作者 孙鹏 徐文骥 +1 位作者 刘新 廖爱华 《电加工与模具》 2006年第2期35-37,共3页
采用导电加热切削方法对淬硬GCr15轴承钢进行切削试验,分析这种加工方法的可行性,研究了切削量对表面粗糙度的影响规律。研究结果表明:导电加热切削能有效切削淬硬钢,显著降低表面粗糙度值;在较优的切削用量下,表面粗糙度可达到Ra0.25μm。
关键词 导电加热切削 淬硬轴承钢 硬车削 表面粗糙度
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弱刚度零件热力耦合建模及其加工变形分析 被引量:4
14
作者 庞璐 左建华 +2 位作者 卢继平 王菲菲 张纯喜 《新技术新工艺》 2015年第1期43-46,共4页
弱刚度零件刚度小,加工时在切削力和切削热等多种因素的影响下易发生变形,变形形式复杂多样,不易控制,这类问题成为近年来研究的热点。以简单的框类弱刚度零件为代表,确定其材料本构关系,建立零件的热力耦合模型,并利用有限元分析软件... 弱刚度零件刚度小,加工时在切削力和切削热等多种因素的影响下易发生变形,变形形式复杂多样,不易控制,这类问题成为近年来研究的热点。以简单的框类弱刚度零件为代表,确定其材料本构关系,建立零件的热力耦合模型,并利用有限元分析软件模拟其加工过程,得出零件加工过程中的温度场和应力场的分布并预测其变形。通过对比大切深和分层铣削2种加工方式得出在一定范围内减小切削深度ap可有效控制弱刚度零件变形的结论。 展开更多
关键词 弱刚度件 有限元 热力耦合 加工变形
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导电加热切削技术综述 被引量:6
15
作者 陈文戈 叶邦彦 《电加工》 1999年第2期28-31,共4页
介绍了导电加热切削技术的研究概况、存在问题及解决方法,并指出其应用研究的主要发展方向。
关键词 加热切削 导电加热切削 特种加工 技术综述
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导电加热切削最佳加热电流的确定 被引量:1
16
作者 罗翔 陈文戈 叶邦彦 《机械制造》 北大核心 1998年第5期18-20,共3页
对导电加热切削的最佳温度及最佳加热电流进行了分析,在用刀具耐用度确定最佳加热电流方法基础上,提出一种基于最佳切削温度守恒定律以确定最佳加热电流的新方法,该方法可迅速确定不同切削条件下的最佳加热电流,为导电加热切削过程提供... 对导电加热切削的最佳温度及最佳加热电流进行了分析,在用刀具耐用度确定最佳加热电流方法基础上,提出一种基于最佳切削温度守恒定律以确定最佳加热电流的新方法,该方法可迅速确定不同切削条件下的最佳加热电流,为导电加热切削过程提供了优化控制依据。 展开更多
关键词 导电加热切削 切削温度 加热电流 加热切削
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导电加热切削最佳加热电流数据库及其插值算法 被引量:1
17
作者 赵学智 叶邦彦 +2 位作者 陈统坚 吴拓 陈文戈 《电加工》 1999年第4期37-39,共3页
建立了一个导电加热切削最佳加热电流数据库,并将插值算法应用到该数据库中。
关键词 导电加热切削 数据库 插值算法 最佳加热电流
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加热切削中最佳温度及其控制的研究 被引量:3
18
作者 丁黎光 《机械制造》 北大核心 1991年第6期18-20,共3页
一、前言加热切削尤其是激光加热是近年来出现的一种新型加工方式,为金属材料,特别是难加工材料的切削加工,开辟了一条新的途径。在这种新的具有重要实用价值的加工方式中,一个最关键最本质的问题是加热到一个什么最佳温度使金属材料具... 一、前言加热切削尤其是激光加热是近年来出现的一种新型加工方式,为金属材料,特别是难加工材料的切削加工,开辟了一条新的途径。在这种新的具有重要实用价值的加工方式中,一个最关键最本质的问题是加热到一个什么最佳温度使金属材料具有最佳的可切削性,充分显示加热切削的优越性。我们在这方面不断进行了研究,探讨了金属属性、金相组织及结构,金属可切削性与温度这三者之间的关系。特别是通过金属材料超塑性变形的机理。 展开更多
关键词 加热切削 温度 控制 切削
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加热区金属组织变化与加热切削深度的关系 被引量:1
19
作者 温宗胤 冯树强 《广西工学院学报》 1997年第3期59-62,共4页
本文通过等离子弧加热切削中金属表面软化层金相组织分析,来研究在一定加热条件下的切削深度,并提出45#和9SiCr两种淬火钢在一定加热条件下的合适切削深度。
关键词 加热切削 切削深度 金属组织 金属切削
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DJR-7型等离子体加热装置的研究与应用 被引量:1
20
作者 丁黎光 黄英发 丁伟 《机械设计与研究》 EI CSCD 2001年第4期54-55,共2页
介绍了加热切削及热源,对等离子体热源如何满足热切削进行了研究,同时,设计和研制了产生等离子弧的线路及控制系统。
关键词 热切削热源 等离子体加热器 设计 研制 加热切削
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