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采用数值方法预测激光辅助加工Inconel 718合金的切削力与切削温度研究

DOI：10.1016/j.matpr.2018.02.212 期刊：Materials Today: Proceedings 出版年份：2018 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 激光辅助加工（LAM）是一种新型混合工艺，因能提升生产效率（降低能耗）和改善表面质量而被广泛应用于各类难加工材料。该工艺通过激光预热工件至设定温度后实施切削。在众多难切削材料中，镍基高温合金Inconel 718由于高温强度大且导热性差而加工难度极高。本研究采用有限元建模方法，分析了激光辅助加工Inconel 718过程中切削参数对切削力、切削温度及应力的影响。选取三种切削速度（50、75和100米/分钟），通过商用软件Abaqus/CAE预测不同激光加热工况下的切削力、进给力、应力及切削温度。结果表明：随着激光辅助加工中切削速度的提升，切削力和进给力均增大。为验证数值模拟结果，开展了实验分析，发现仿真与实验数据具有良好的一致性。
作者： K. Venkatesan，Jaymin Kanubhai，Geet Viralkumar Raval，Shah Harsh Vipulkumar
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

采用有限元建模研究加工条件对激光辅助加工Inconel 718合金时切削力、切削温度及应力的影响。

研究成果

该研究展示了Inconel 718的加工操作，通过采用激光辅助加工（LAM）技术实现了加工性能的提升。研究表明，由于激光功率、扫描速度和光斑位置易于控制，激光是加热工件的理想方法。有限元模拟结果能有效预测718合金激光辅助加工中的切削温度与切削力。与传统加工相比，激光辅助加工的切削力更低，在50-75米/分钟区间达到最小值，该范围被视为最佳加工参数。与传统加工产生的断续切屑不同，激光辅助加工可获得连续切屑。

研究不足

该研究仅限于针对特定加工条件和材料使用有限元建模与实验验证。潜在的优化方向包括探索更多样化的加工条件和材料。

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