文/肖贵坚 刘振扬 邓忠才

重庆大学

2.3 砂带转速对磨削热的影响

进行砂带转速对磨削热的影响实验，结果可以得到其磨削区域的平均温度随着砂带转速的增大单调线性上升；最高温度波动单调上升。由此可知单纯改变砂带转速对激光砂带协同加工过程中磨削热的影响单调的，而且平均温度和最高温度的变化是相似的如图8所示，随着砂带转速从200mm/s增长到600mm/s的过程中都是单调上升而且都是上升相近的温度，平均温度上升37℉左右，最高温度上升35℉左右。

图8砂带转速对磨削热的影响

2.4 下压量对磨削热的影响

进行不同下压量对磨削热的影响实验，在不同下压量的实验中的平均温度随下压量的增大缓慢上升，最高温度随下压量的增加上升幅度很小。

下压量分别为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm的实验中平均温度相差17℉左右，证明在激光砂带协同加工过程中下压量在此范围内变化对磨削热的影响作用一般，影响规律是随着下压量的增加激光砂带协同加工过程中磨削热也随之变大，单调上升，如图9导关系。下压量对实验中的磨削热影响不属于支配作用。

图9下压量对磨削热的影响

探究另一激光扫描速率条件下下压量变化对磨削热的影响，结果呈现出激光砂带协同加工过程中磨削热的最大值分波动巨大有不确定性，平均值分别为呈现出线性上升趋势。相比于图9中的实验，平均温度上升了50-60℉，增加效果明显，如图10所示。

图10下压量对磨削热的影响

可以发现下压量对磨削区域平均温度的影响是均匀稳定的，最高温度出现不确定性。图9和图10对比可知激光扫描速率的的影响更加明显。

2.5 工件进给量对磨削热的影响

在不同进给量条件下进行试验探究进给量对磨削热的影响，进行三组实验，从结果可知这三组实验中磨削区域的最高温度分别为493.3℉、516.9℉、485.7℉，平均温度为401.2℉、401.3℉、405.2℉。通过平均温度来看进给速度对与激光砂带协同加工的磨削热影响作用不明显。由于砂带转速与进给运动的数量级相差很大因此作用就微乎其微了。

实验中激光砂带协同加工磨削热出现的最高平均温度和最大温度的是实验参数为激光功率为9W、激光扫描速率为1000mm/s、砂带转速为200mm/s、下压量为0.4mm、工件进给速度为1mm/s。其加工过程中的磨削区域温度分布图如图11所示。

图11 最高平均温度和最大温度组磨削区域温度分布

最高温度的出现是激光热效应和砂带磨削热效应叠加作用的结果，在实验中激光扫描速率为1000mm/s在此条件下激光重叠比最大，也是对最高温度影响的最大因素；磨削参数中影响突出的是0.4mm的下压量，此时砂带磨削加工过程中有最大的磨削力，因此产生的磨削热最大。两者叠加作用导致的加工区域平均温度为650.8℉，最高温度为902.9℉。

3. 结论

1、在激光砂带加工过程中激光参数对磨削区域磨削热影响最大的因素是激光扫描速率，其影响激光的重叠比对加工过程中材料能量吸收和热量积累有显著的影响作用，激光的扫描速率降低激光的重叠比增加会加强激光的热效应。

2、在磨削参数中对磨削区域磨削热影响最大的因素是砂带转速，次之是下压量，影响最小的是工件进给速度。砂带转速在达到一定速度之后继续增大磨削热会有急剧增加的过程，材料可能会发生烧伤。

3、本实验对钛合金激光砂带加工磨削热的影响进行分析研究，为优化钛合金激光砂带磨削加工工艺提供新的思路，为其用于航空航天高性能零部件加工有一定指导意义。