基于激光辅助加工曲轴的热分析仿真研究.pdf

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1、第26卷第5期2013年9月机电产品开笈与纠崭Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsV01．26，No．5Sep．，2013文章编号：1002—6673(2013)05—096—03基于激光辅助加工曲轴的热分析仿真研究王昆，曹斌，龚俭龙，罗琪(广东工业大学机电工程学院，广东广州510006)摘要：曲轴是内燃机中的关键零部件之一，也是内燃机中最难加工的工件之一：经过淬火后的曲轴表面硬度更高，更难加工。由此，论文提出了采用激光加热辅助曲轴钻削加工，通过仿真分析软件对激光辅助加热工况进行了仿真分析。得出了在不同激光功率下的曲

2、轴局部加热区域的温度云图．从结果云图可知激光辅助加工的热影响区主要集中在加热域面，温升也集中在这个区域。满足了高效、加热快以及受热集中等要求。关键词：曲轴；激光；加工；热分析中图分类号：THl2：TP319文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002—6673．2013．05．038ThermalAnalysisSimulationResearchBasedontheLaser-assistedMachiningCrankshaftWANGKun，CA0Bin，GONGJian-Long，LUOQi(SchoolofElectromechanicalEngineeri

3、ng，GuangdongUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510006，China)Abstract：Crankshaftisoneofthekeypartsofintemalcombustionengine，isalsooneofthemostdifficultprocessedworkpiecesinthein—temalcombustionengine．Afterthecrankshaftquenching，thecrankshaftsurfaceisharderandmoredifl$culttomachining．Thus，t

4、hispaperputforwardthecrankshaftusinglaserheatingauxiliarydrillinghole，throughthesimulationan由sissoftwarecarryingonthesimulationanaly-sisforlaser—assistedheatingconditions，thearticlehasobtainedthetemperaturenephogramsofthecranksha丘localheatingzoneunderdiffer-entlaserpower，fromthetemperaturenepho

5、grarnsknowntheheat—affectedzoneoflaser—assistedmachiningaremainlyconcentratedintheheatingfieldsurface，temperatureriseisalsofocusedonthisarea，thatCanmeetthehighefficiency，fastheatingandheatconcenwationre—quirements．Keywords：crankshaft；laser；machining；thermalanalysis0引言曲轴在内燃机中是最重要的零件之一[tl，其加工性能直接

6、影响到内燃机的各项性能。所以对曲轴的加工是有很严格要求的。必须保证其高的加工精度，高强度及好的表面的质量。球墨铸铁是常用于曲轴的材料之一。淬火后的球墨铸铁曲轴的表面硬度很高，普通的钻削加工很难进行．而且也很难保证表面质量。美国的JenTien—Chien与JadhavRajendra等学者对陶瓷材料的激光辅助加工做了初步的研究[21，普渡大学的DandekarChin．mayaR和ShinYungC对金属基复合材料的激光辅助加工进行深入的研究口】。法国的GermainGu6na苫l等学者对轴承钢和钛合金的激光辅助加工进行了探索性的研究[41。国内的哈尔滨工业大学的吴雪峰等学者针对航空

7、航天领修稿日期：2013—07—24作者简介：王昆。男，硕士研究生。主要研究方向：新型电机的设计与分析。域广泛应用的氮化硅陶瓷材料，采用激光加热辅助的方法进行了切削实验研究is]。学者李健对激光辅助加热切削加工技术进行了些理论研究[61。装甲兵工程学院的田欣利等人对工程陶瓷的激光辅助加工进行了前瞻性的研究[71。上海交通大学的王慧艺等人对激光辅助加工进行三维有限元的仿真罔。虽然对于激光辅助加工技术在国内外都有很多学者对其进行了很多意义深远的研究，但是对于内