紫外激光加工陶瓷刀具表面微织构的实验研究

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1、紫外激光加工陶瓷刀具表面微织构的实验研究刘泽宇,魏昕,谢小柱,华显刚,洪继伟(广东工业大学,机电工程学院,广东,广州,510006)摘要:刀具表面微织构能够实现良好的减摩作用,提高刀具抗黏附性和耐磨性,从而延长刀具的使用寿命。激光加工技术在微织构制备过程中优势明显,选用合理加工参数可以获得理想的微织构形貌。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、扫描速度、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

2、在陶瓷刀具表面加工微织构的合理参数。这一结果对在陶瓷刀具上加工出合适微织构,提高陶瓷刀具性能和延长寿命具有指导意义。关键词:激光技术,紫外激光,微织构,微织构尺寸,影响规律,陶瓷刀具中图分类号:O436/TN249文献标识码:AExperimentalStudyonUVLaserProcessingSurfaceMicroTextureonCeramicToolLiuZeyu,WeiXin,XieXiaozhu,HuaXiangang,HongJiwei(SchoolofElectromechanical

3、Engineering,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou,Guangdong510006)Abstract:Thetoolwithsurfacemicrotexturehasgoodeffectofanti-friction,whichincreasestheadhesionresistanceandabrasionresistanceofthetool,andprolongsthetoollife.Laserprocessingtechnologyhas

4、obviousadvantagesinthepreparationofthemicrotextureontoolsurface.Theidealsurfacemicrotextureofthetoolcanbeobtainedbylaserprocessingtechnologyunderthereasonableprocessingconditions.Inordertofindtheeffectsoflaserenergydensity,frequency,laserbeemscanningspeed

5、andscanningtimes,thedimensionoftoolsurfacemicrogroovehavestudiedbymeasuringandobservingthesurfacemicrotextures.Theexperimentsatthepreparationofthemicrotextureonceramictoolsurfacewith355nmwavelengthUVlaserhasbeencarriedout.Thereasonableconditionparametersw

6、eredetermined.Ithasaguidingsignificanceforworkingoutsuitablemicrotextureontheceramictooland improvingtheperformanceoftheceramictool.Keywords:lasertechnique,UVlaser,micro-textures,micro-texturesize,influencelaw,ceramictools收稿日期:年-月-日;收到修改稿日期:年-月-日基金项目:国家自然

7、科学基金项目(50675038);国家自然科学基金资助项目(50675038);国家自然科学基金项目(51175092);广东省科技计划项目促进科技服务业发展专项计划(2010A040203002);省部产学研结合科技创新平台(2011A091000002);作者简介:刘泽宇,(1990-),男,在读硕士研究生,主要从事激光加工方面的研究。Email:liuzeyu01@126.com.导师简介:魏昕,(1964-),女,博士,教授,主要从事精密与超精密加工方面的研究。Email:weixin@gdut.

8、edu.cn1引言10切削过程中刀具在切削区域与工件和切屑发生剧烈摩擦,产生较高的切削温度,这将影响到刀具的耐磨性能,从而降低刀具的使用寿命。尤其在高速切削难加工材料如高强度钢、钛合金、高温合金等的过程中,刀具所处切削环境更为复杂和恶劣,极大缩短了刀具的使用寿命,因此提高其加工效率对于生产制造具有极其重要的意义[1]。目前众多学者研究表明,具有一定非光滑特征的微观表面形貌的摩擦阻力比光滑的表面更小,这给研究刀具的减摩带来了新的

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