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Inconel718是一种镍基高温合金,高温强度与断裂韧性高、抗氧化性与抗热腐蚀性强,被广泛应用于航空航天领域。Inconel718良好的性能特点导致其可加工性能差、加工效率低、加工成本高。激光加热辅助切削技术是一种复合加工技术,通过激光预热工件改善材料的切削加工性,具有切削力小、刀具磨损低的优点,进而达到提升加工质量、提高加工效率的目的。 本文采用激光加热辅助高速铣削方法对 Inconel718高温合金进行了加工,通过理论分析与建模仿真得到了激光加热温度分布,对切削区域温度控制并进行了试验研究。分析了工艺参数对切削力、刀具磨损及加工表面质量的影响规律,为加工工艺参数的合理选择提供依据。本文主要的研究内容如下: 首先,基于传热学理论建立了激光加热温度场模型,分析了激光参数对切削区域预热温度的影响规律;采用检测温度反馈的方法,通过调节激光能量实现了激光预热温度的自适应调节,使激光加热过程中预热温度保持稳定。 其次,建立了激光加热辅助铣削过程有限元模型,研究了激光参数与切削参数对切削力、切削温度的影响规律,模拟了切屑形成过程并研究了工艺参数对切屑形态的影响。 最后,进行了激光加热辅助铣削 Inconel718试验研究,分析了加工过程中的刀具磨损机理、探讨了激光参数与切削参数对切削力、表面粗糙度的影响规律,并采用扫描电镜与 EDS对铣削后的表面组织、加工变质层的变化进行分析。在实验的基础上对激光加热辅助铣削加工技术进行了应用研究,进行了立铣刀加工Inconel718的激光加热辅助铣削、干铣削和切削液铣削的对比实验,对表面粗糙度、加工硬化的影响进行了分析,证明了激光加热辅助铣削可以得到更好的表面质量。