氮化硅陶瓷加热辅助铣削过程中边缘碎裂实验与仿真
本文选题:氮化硅陶瓷 切入点:激光加热辅助铣削 出处:《哈尔滨理工大学学报》2017年05期 论文类型:期刊论文
【摘要】:边缘碎裂现象是陶瓷加工过程中常见的一种现象,是影响加工质量的主要因素之一。激光加热辅助切削技术通过提高切削区温度,改善局部材料的性能,可以降低切削力,减轻铣削加工过程中的边缘碎裂。采用理论与实验分析及仿真模拟的手段研究了激光加热辅助铣削氮化硅陶瓷过程中的边缘碎裂现象,出口边缘碎裂由于刀具离开工件时缺乏支撑,是主要的碎裂形式。仿真模拟扩展采用扩展有限元方法,模拟了材料出口边缘裂纹形成、扩展及碎裂的过程。理论分析、试验结果与仿真结果表明切削区温度是影响边缘碎裂的主要因素。当切削区温度超过氮化硅陶瓷的软化温度后,工件的加载应力与边缘韧性都随温度升高而发生变化,导致边缘碎裂随温度升高而降低。
[Abstract]:Edge fragmentation is a common phenomenon in ceramic machining, which is one of the main factors affecting machining quality. Laser heating assisted cutting technology can reduce cutting force by increasing the temperature of cutting zone and improving the properties of local materials. In this paper, the edge fragmentation in laser heating assisted milling of silicon nitride ceramics is studied by means of theoretical and experimental analysis and simulation. The exit edge fracture is the main fracture form because of the lack of support when the tool leaves the workpiece. The process of forming, expanding and breaking the edge crack at the material outlet is simulated by using the extended finite element method. The experimental results and simulation results show that the cutting zone temperature is the main factor affecting the edge fragmentation. When the cutting zone temperature exceeds the softening temperature of the silicon nitride ceramics, the loading stress and edge toughness of the workpiece change with the increase of temperature. The edge fragmentation decreases with the increase of temperature.
【作者单位】: 哈尔滨理工大学机械动力工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(51205097)
【分类号】:TQ174.6
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,本文编号:1558699
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