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激光加工表面微织构对陶瓷刀具摩擦磨损性能的影响 被引量：22
1
作者 刘泽宇 魏昕 +2 位作者 谢小柱 华显刚 洪继伟 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期33-39,共7页
目的优选陶瓷刀具表面微织构形貌,以获得减摩性能较好的微织构。方法采用摩擦磨损实验,单因素研究微织构对陶瓷刀具摩擦磨损性能的影响。测定不同形貌织构刀具的表面摩擦系数,对比其表面磨损形貌,并通过有限元分析软件ABAQUS对微织构表... 目的优选陶瓷刀具表面微织构形貌,以获得减摩性能较好的微织构。方法采用摩擦磨损实验,单因素研究微织构对陶瓷刀具摩擦磨损性能的影响。测定不同形貌织构刀具的表面摩擦系数,对比其表面磨损形貌,并通过有限元分析软件ABAQUS对微织构表面摩擦过程进行有限元仿真分析,研究不同织构对刀具应力分布的影响。结果在载荷90 N、转速300 r/min、时间30 min的条件下进行摩擦磨损实验,无织构刀具表面摩擦系数约为0.42;放射状微织构刀具的微织构方向与对磨副运动方向垂直,其摩擦系数最低,约为0.35。有限元仿真分析表明,无织构刀具应力集中出现在对磨副与刀具接触的前沿,约16.68~18.19 MPa,应力集中容易引起局部磨损;微织构方向与速度方向垂直时,等效应力值约为21.96~31.37 MPa,应力分布更为均匀,应力较大值分布在微织构沟槽的两侧,刀具更耐磨。结论相比于无织构刀具,加工微织构会使得刀具表面摩擦系数降低,耐磨损性能提高,应力分布更为均匀。 展开更多
关键词 微织构 陶瓷刀具 激光加工 摩擦磨损性能 摩擦系数 磨损形貌
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紫外激光加工陶瓷刀具表面微织构的实验研究 被引量：12
2
作者 刘泽宇 魏昕 +2 位作者 谢小柱 华显刚 洪继伟 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期550-554,共5页
为了得到紫外激光在陶瓷刀具表面加工微织构的过程中,激光能量密度、扫描速率、扫描次数和频率对微沟槽尺寸的影响规律,采用单因素实验方法进行了紫外激光加工陶瓷刀具的工艺实验,确定了使用355nm波长紫外激光器在陶瓷刀具表面加工微织... 为了得到紫外激光在陶瓷刀具表面加工微织构的过程中,激光能量密度、扫描速率、扫描次数和频率对微沟槽尺寸的影响规律,采用单因素实验方法进行了紫外激光加工陶瓷刀具的工艺实验,确定了使用355nm波长紫外激光器在陶瓷刀具表面加工微织构的合理参量。结果表明,在陶瓷刀具上加工出合适微织构,可提高陶瓷刀具性能并延长寿命。 展开更多
关键词 激光技术 紫外激光 微织构 微织构尺寸 影响规律 陶瓷刀具
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陶瓷刀具表面微织构激光加工工艺的实验研究 被引量：10
3
作者 刘泽宇 魏昕 +2 位作者 谢小柱 华显刚 洪继伟 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期259-264,共6页
较好的刀具表面微织构可以改善刀具摩擦磨损性能,提升刀具切削性能,延长刀具使用寿命。针对光纤激光在陶瓷刀具表面加工微织构的过程中,激光功率、频率、扫描速度和扫描次数对微沟槽尺寸和形貌的影响进行了实验研究。确定了使用1064 nm... 较好的刀具表面微织构可以改善刀具摩擦磨损性能,提升刀具切削性能,延长刀具使用寿命。针对光纤激光在陶瓷刀具表面加工微织构的过程中,激光功率、频率、扫描速度和扫描次数对微沟槽尺寸和形貌的影响进行了实验研究。确定了使用1064 nm波长光纤激光器在陶瓷刀具表面加工微织构的合理参数。选用不同形貌微织构和无织构刀具进行摩擦磨损实验并进行对比。实验结果表明,微织构可以降低陶瓷刀具表面摩擦系数,提高其抗磨损性能。微织构沟槽深度或宽度较大时作用效果较差。 展开更多
关键词 光纤激光器 微织构 陶瓷刀具 摩擦系数
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激光加工刀具表面微织构的应用研究 被引量：8
4
作者 刘泽宇 魏昕 +1 位作者 谢小柱 华显刚 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第6期267-269,272,共4页
切削加工过程中,刀具与工件材料、切屑近距离发生摩擦,产生极高的切削温度和较大的切削力,刀具磨损剧烈。如何延长刀具寿命,抑制刀具的快速磨损成为现阶段研究切削加工的核心课题。刀具表面微织构具有减小切削力、降低切削温度、减缓刀... 切削加工过程中,刀具与工件材料、切屑近距离发生摩擦,产生极高的切削温度和较大的切削力,刀具磨损剧烈。如何延长刀具寿命,抑制刀具的快速磨损成为现阶段研究切削加工的核心课题。刀具表面微织构具有减小切削力、降低切削温度、减缓刀具的磨损的作用,从而能够延长刀具的使用寿命。激光加工技术加工范围广泛、安全可靠、加工精度高、自动化程度高,成为目前加工表面微织构技术中应用极为广泛的技术。研究激光加工刀具表面微织构特别是陶瓷刀具表面微织构,具有重要的理论研究价值与广阔的应用前景。 展开更多
关键词 刀具 激光加工 微织构 减摩 切削加工
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表面微织构Al_2O_3-TiC陶瓷刀具的切削性能研究 被引量：6
5
作者 洪继伟 魏昕 +1 位作者 谢小柱 华显刚 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第8期120-122,126,共4页
研究了不同形状和不同结构尺寸的表面微织构陶瓷刀具切削45#淬火钢后,陶瓷刀具的前刀面月牙洼磨损形貌和后刀面磨损量,进而分析表面微织构对陶瓷刀具的作用机理和不同表面微织构的影响。其中,分别针对无微织构和三种不同形状,不同深度... 研究了不同形状和不同结构尺寸的表面微织构陶瓷刀具切削45#淬火钢后,陶瓷刀具的前刀面月牙洼磨损形貌和后刀面磨损量,进而分析表面微织构对陶瓷刀具的作用机理和不同表面微织构的影响。其中,分别针对无微织构和三种不同形状,不同深度、宽度和间距的表面微织构陶瓷刀具做了单因素切削实验。实验结果表明,具有表面微织构的陶瓷刀具切削性能优于无微织构陶瓷刀具,过大的深度、宽度和间距反而不利于刀具前刀面的减摩。刀具表面微织构深度为10μm、宽度为25μm、间距为50μm时,与切削刃平行的横向微织构陶瓷刀具的切削性能最好,即该表面微织构的减摩效果最明显。 展开更多
关键词 表面微织构 陶瓷刀具 切削性能 激光加工
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355nm紫外激光加工Al_2O_3陶瓷的温度场和应力场仿真分析 被引量：4
6
作者 华显刚 魏昕 +1 位作者 周敏 谢小柱 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第12期159-162,165,共5页
针对紫外激光加工Al2O3陶瓷时热影响区大小与材料表面微裂纹的产生情况开展了研究,并基于固体热传导理论,对355nm紫外激光加工Al2O3陶瓷的温度场和应力场进行了ANSYS仿真分析,得到了激光加工Al2O3陶瓷过程中不同深度材料的温度与热应力... 针对紫外激光加工Al2O3陶瓷时热影响区大小与材料表面微裂纹的产生情况开展了研究,并基于固体热传导理论,对355nm紫外激光加工Al2O3陶瓷的温度场和应力场进行了ANSYS仿真分析,得到了激光加工Al2O3陶瓷过程中不同深度材料的温度与热应力随时间的变化规律,以及同一时刻不同深度材料的温度与热应力的变化规律。通过355nm紫外激光加工Al2O3陶瓷实验的实验研究,最终得出紫外激光加工Al2O3陶瓷时可以获得热影响区域较小和微裂纹较少的表面,有利于Al2O3陶瓷的表面抛光。 展开更多
关键词 激光加工 AL2O3陶瓷 温度场 应力场 微裂纹
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355nm紫外激光抛光Al_2O_3陶瓷作用机理的实验研究 被引量：13
7
作者 华显刚 魏昕 +1 位作者 周敏 谢小柱 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期64-69,共6页
陶瓷材料的性能优越,但是表面质量差,采用短波长激光抛光技术可以有效提高陶瓷材料表面质量。针对紫外激光抛光Al2O3陶瓷过程中可能存在的熔化、汽化、微裂纹、材料的熔融飞溅和光化学作用等不同的作用形式进行了实验研究。通过对抛光... 陶瓷材料的性能优越,但是表面质量差,采用短波长激光抛光技术可以有效提高陶瓷材料表面质量。针对紫外激光抛光Al2O3陶瓷过程中可能存在的熔化、汽化、微裂纹、材料的熔融飞溅和光化学作用等不同的作用形式进行了实验研究。通过对抛光后表面形貌特征进行观测,研究了紫外激光抛光Al2O3陶瓷的作用机理,并分析了高能量密度下产生的白色粉末的形貌、附着力、组成成分和主要物相,进一步确定了紫外激光抛光Al2O3陶瓷的作用机制。 展开更多
关键词 激光技术 加工机理 紫外激光抛光 AL2O3陶瓷 白色粉末
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激光加工陶瓷刀具表面微织构的发展现状与前景 被引量：4
8
作者 华显刚 魏昕 +2 位作者 谢小柱 刘泽宇 洪继伟 《应用激光》 CSCD 北大核心 2014年第6期602-608,共7页
高速切削已经成为21世纪机械制造业的主流发展方向,而高速切削刀具仍然是限制淬硬钢等难加工材料的切削效率提高的关键因素。仿生摩擦学的出现,为刀具表面减摩技术带来了新的研究方向。针对陶瓷刀具、高速切削技术和微织构加工技术的发... 高速切削已经成为21世纪机械制造业的主流发展方向,而高速切削刀具仍然是限制淬硬钢等难加工材料的切削效率提高的关键因素。仿生摩擦学的出现,为刀具表面减摩技术带来了新的研究方向。针对陶瓷刀具、高速切削技术和微织构加工技术的发展现状,提出采用激光加工的方法实现陶瓷刀具表面微织构的加工技术。并分析了淬硬钢等难加工材料的高速切削过程中存在的问题,认为开展短波长激光加工陶瓷刀具表面微织构的研究对于该问题的解决具有重要的意义。 展开更多
关键词 陶瓷刀具 激光加工 微织构 高速切削 淬硬钢
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