激光加熱輔助切削技術

目錄
前言
第1章 激光加熱輔助切削技術概述 1
1.1 典型難加工材料的加工技術 1
1.1.1 高溫合金加工 1
1.1.2 陶瓷材料加工 3
1.1.3 復合材料加工 5
1.1.4 復合加工技術 6
1.2 激光加熱輔助切削技術進展 7
1.2.1 激光加熱輔助切削機理 9
1.2.2 激光加熱輔助切削仿真研究進展 11
1.2.3 激光加熱輔助切削試驗研究進展 15
1.2.4 激光加熱輔助切削技術研究發(fā)展方向 17
第2章 激光與材料的相互作用 23
2.1 材料對激光的吸收 23
2.1.1 激光的功率分布 23
2.1.2 激光加熱的溫度分布 24
2.2 激光與難加工材料的作用 26
2.2.1 激光與氮化硅陶瓷的作用 27
2.2.2 激光與鎳基高溫合金的作用 29
2.3 激光加熱輔助切削過程中切屑的形成 32
2.3.1 熱壓燒結氮化硅陶瓷的切屑形成 32
2.3.2 高溫合金的切屑形成 33
第3章 激光加熱輔助切削仿真 35
3.1 激光加熱溫度場仿真 35
3.1.1 激光加熱輔助車削溫度場模型 35
3.1.2 激光加熱輔助銑削溫度場模型 41
3.2 切削過程仿真 45
3.2.1 切削理論模型 45
3.2.2 激光加熱輔助高速銑削Inconel 718合金過程分析 53
3.2.3 陶瓷材料邊緣碎裂仿真 59
第4章 激光加熱輔助切削過程測試及分析 64
4.1 溫度測量與激光吸收率的測定 64
4.1.1 工件表面溫度測量 64
4.1.2 激光吸收率的測定 66
4.2 激光加熱溫度測量及試驗分析 71
4.2.1 激光加熱輔助車削氮化硅陶瓷溫度場仿真與試驗分析 71
4.2.2 激光加熱輔助銑削氮化硅陶瓷溫度場仿真與試驗分析 75
4.2.3 激光加熱輔助銑削K24高溫合金溫度場仿真與試驗分析 78
4.2.4 矩形光斑加熱Inconel 718合金溫度場模型 82
4.3 刀具磨損視覺檢測 85
4.3.1 刀具磨損圖像預處理 86
4.3.2 圖像形態(tài)學處理 91
4.3.3 圖像邊緣檢測 93
4.3.4 基于改進的Zernike矩亞像素邊緣檢測 94
4.3.5 銑削刀具磨損幾何參數(shù)測量方法 96
4.3.6 刀具磨損監(jiān)測結果 98
4.4 銑削刀具磨損類型自動識別 100
4.4.1 深度學習的典型學習模型 100
4.4.2 基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的銑削刀具磨損類型自動識別 106
4.4.3 試驗結果和分析 109
第5章 激光加熱輔助切削難加工材料試驗 112
5.1 氮化硅陶瓷材料加工 112
5.1.1 氮化硅陶瓷激光加熱輔助車削加工 112
5.1.2 氮化硅陶瓷激光加熱輔助銑削加工 119
5.2 鋁基復合材料加工 128
5.3 高溫合金材料加工 132
5.3.1 激光加熱輔助銑削高溫合金K24試驗 132
5.3.2 激光加熱輔助銑削高溫合金GH4698試驗 137
5.3.3 激光加熱輔助銑削高溫合金Inconel 718試驗 142
5.4 高溫合金材料加熱輔助銑削刀具磨損規(guī)律 145
5.4.1 刀具材料選用分析 145
5.4.2 刀具磨損過程與磨損形式 146
5.4.3 PVD、CVD涂層硬質合金刀具磨損研究 150
5.4.4 PCBN及陶瓷刀具銑削磨損研究 153
5.4.5 激光加熱輔助銑削刀具壽命研究 155　
第6章 激光加熱輔助切削工藝參數(shù)優(yōu)化 166
6.1 氮化硅陶瓷加工工藝參數(shù)優(yōu)選 166
6.1.1 車削加工工藝參數(shù)優(yōu)選 167
6.1.2 銑削加工工藝參數(shù)優(yōu)選 175
6.2 高溫合金加工工藝參數(shù)優(yōu)選 182
6.2.1 K24高溫合金的激光加熱輔助銑削工藝參數(shù) 182
6.2.2 Inconel 718合金的激光加熱輔助銑削工藝參數(shù) 184
6.3 激光加熱輔助銑削工藝參數(shù)優(yōu)化技術 188
6.3.1 優(yōu)化目標設定 188
6.3.2 邊界約束條件 191
6.3.3 遺傳算法優(yōu)化技術 191
6.3.4 基于NSGA-Ⅱ多目標銑削參數(shù)優(yōu)化 196
第7章 激光加熱輔助銑削加工應用 199
7.1 溫度反饋系統(tǒng)建立 199
7.1.1 激光反饋溫度模型建立 199
7.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡訓練計算 201
7.1.3 溫度反饋模型仿真 203
7.2 陶瓷材料的連續(xù)軌跡加工 209
7.2.1 激光加熱輔助銑削加工系統(tǒng)建立方案 210
7.2.2 激光加熱輔助銑削連續(xù)軌跡加工溫度場仿真 215
7.2.3 溫度場仿真結果 217
7.2.4 激光加熱輔助銑削連續(xù)軌跡加工結果 221
7.3 高溫合金材料平面銑削加工 222
參考文獻 224