激光加熱輔助切削技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景

哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 王 揚(yáng) 孔憲俊 張宏志 楊立軍 遲關(guān)心

隨著航空航天、兵器、機(jī)械工業(yè)等的發(fā)展，出現(xiàn)了很多先進(jìn)的工程材料，如高溫合金、鈦合金、復(fù)合材料、工程陶瓷等。其中高溫合金被廣泛應(yīng)用于航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端部件及航天發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片等，但其高強(qiáng)度、低塑性、低導(dǎo)熱性導(dǎo)致常規(guī)加工過(guò)程中切削力大，切削溫度高，刀具磨損嚴(yán)重[1-4]。鈦合金主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，其常規(guī)切削加工成本高，主要是由切削時(shí)摩擦力大、溫度高、刀具磨損嚴(yán)重造成的[5-8]。顆粒/纖維增強(qiáng)復(fù)合材料由于塑性低以及微觀不均勻性而難于進(jìn)行常規(guī)機(jī)械加工，特別體現(xiàn)在刀具磨損快和加工表面缺陷多等方面[9-12]。工程陶瓷強(qiáng)度高、耐磨損、抗腐蝕，目前通常采用磨削加工，生產(chǎn)效率低、成本高、加工幾何形狀受限[13-15]。近年來(lái)出現(xiàn)的加熱輔助切削技術(shù)是解決難加工材料加工的一種有效方法，通過(guò)提高工件局部溫度改變被去除材料的性能，從而改善材料的可加工性。采用的熱源包括等離子弧、氧乙炔焰和激光，其中激光具有能量密度高且易于調(diào)整、光斑尺寸與入射位置可控性好、集成方便等優(yōu)點(diǎn)，已成為加熱輔助加工首選熱源。

激光加熱輔助切削技術(shù)

1 激光加熱輔助切削原理

激光加熱輔助切削（LAM）技術(shù)是一種復(fù)合加工技術(shù)，通過(guò)高能激光束加熱使刀具前方的工件材料在被切除前達(dá)到最佳軟化切削溫度，從而使切削時(shí)材料的塑性變形更容易，切削力、切削比能、表面粗糙度及刀具磨損減小，加工效率提高。加熱切削機(jī)理不僅在于材料在高溫下硬度和強(qiáng)度降低，而且局部瞬時(shí)高溫可在材料內(nèi)部引起塑性變形區(qū)應(yīng)力場(chǎng)的改變，材料在高溫下與激光或介質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng),均使材料切削性發(fā)生改變。LAM原理見圖1。

圖1 激光加熱輔助切削原理

2 加工方式

車削是主要的激光加熱輔助加工方式。車削時(shí)，車刀相對(duì)機(jī)床是靜止的，激光與車床集成比較容易。通過(guò)調(diào)整入射光纖角度與反射鏡位置可以方便地改變激光光斑直徑、光束入射角、激光光斑與刀尖之間的距離等。與加熱輔助車削相比，輔助銑削方面研究較少。首先，銑削是一個(gè)間歇切削過(guò)程，加工過(guò)程復(fù)雜；其次，由于銑刀在加工過(guò)程中是旋轉(zhuǎn)的，因此將激光束與銑床結(jié)合比較困難，這些限制了加熱輔助銑削的應(yīng)用。

激光加熱輔助加工不僅局限于車削、銑削，一些學(xué)者還將其他加工方式與激光加熱輔助相結(jié)合，如刨削、磨削、鉆削、拋光等加工方式。Chang等[16]對(duì)氧化鋁材料進(jìn)行了激光加熱輔助刨削研究，與常規(guī)加工相比切削力減小10%～16%，表面粗糙度降低50%以上。Tian等[17]建立了激光加熱輔助拋光系統(tǒng)，并對(duì)MP35N與AISI4140材料進(jìn)行拋光試驗(yàn)。拋光時(shí)進(jìn)給力降低，刀具磨損減小，表面硬度提高。

激光加熱輔助切削溫度場(chǎng)研究

剪切區(qū)的平均溫度被定義為材料的去除溫度，在LAM過(guò)程中，對(duì)于材料的去除機(jī)理、切削力、刀具磨損、表面質(zhì)量都有決定性的作用。在LAM過(guò)程中切削溫度通常被認(rèn)為是激光參數(shù)和加工參數(shù)的函數(shù)。激光加熱輔助切削時(shí)激光與材料相互作用，激光束能量被材料表面吸收并轉(zhuǎn)化為熱能，引起材料表面溫度的升高。溫度對(duì)于材料變形的流變應(yīng)力、強(qiáng)度和硬度都有很大的影響。

根據(jù)加工參數(shù)研究，材料表面以及淺表層的溫度分布對(duì)激光加熱輔助切削起著至關(guān)重要的作用。Rozzi等[18]采用有限元體積法建立了激光加熱輔助車削瞬態(tài)三維傳熱模型。該模型充分考慮了激光熱流密度、工件熱傳導(dǎo)、工件表面對(duì)流與輻射傳熱、變形產(chǎn)生的熱及切屑帶走的熱量對(duì)于表面溫度的影響，模擬了轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切削深度、激光光斑與刀具垂直距離、光斑直徑及激光能量對(duì)于表面溫度的影響，同時(shí)還對(duì)光斑附近未加工區(qū)域的溫度進(jìn)行了模擬。通過(guò)高溫計(jì)測(cè)量發(fā)現(xiàn)該模型預(yù)測(cè)的溫度與試驗(yàn)測(cè)量值吻合良好，還被許多學(xué)者應(yīng)用在莫來(lái)石、氧化鋯、蠕墨鑄鐵等材料的LAM 溫度場(chǎng)預(yù)測(cè)上。

Ding等[19]在Rozzi模型的基礎(chǔ)上建立了厚度變化的中空軸溫度場(chǎng)模型，為驗(yàn)證模型的正確性，在加工過(guò)程中利用波長(zhǎng)8～9μm的紅外熱像儀對(duì)涂有炭黑涂層的AISI 4130材料進(jìn)行了表面溫度的測(cè)量，測(cè)量結(jié)果與模擬數(shù)值有很好的一致性。

王揚(yáng)等[20]采用解析法及有限差分和有限元結(jié)合的混合法建立了陶瓷材料的激光加熱輔助切削溫度場(chǎng)。鄢銼等[21]采用有限差分方法得到了氧化鋁陶瓷激光輔助切削溫度場(chǎng)分布，并以此確定不同加工參數(shù)下的切削深度。在激光加熱輔助銑削溫度場(chǎng)研究方面， Zaeh等[22]建立了激光加熱輔助銑削的溫度場(chǎng)，為了驗(yàn)證該模型的準(zhǔn)確性，通過(guò)紅外熱像法和熱電偶2種方法測(cè)量了TiAl6V4和Steel S235的溫度場(chǎng)，試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果與模型模擬結(jié)果吻合良好。

激光加熱輔助切削技術(shù)的應(yīng)用

1 工程陶瓷

先進(jìn)的工程陶瓷材料由于有著很好的高溫性能、低密度、熱和化學(xué)穩(wěn)定性，應(yīng)用在航空、航天、軍事、醫(yī)療以及其他相關(guān)領(lǐng)域，但是高昂的加工成本限制了陶瓷材料的廣泛應(yīng)用。由于陶瓷材料的高硬度和脆性，常規(guī)加工時(shí)刀具磨損快，材料去除率低[23]。一般來(lái)說(shuō)，陶瓷屬于脆性材料，在材料去除的過(guò)程中不會(huì)發(fā)生塑性變形。然而高溫時(shí)由于玻璃相的軟化，Si3N4材料的強(qiáng)度和脆性都減小。Lei等[24]對(duì)氮化硅材料（含有10%的YSiAlON 玻璃相）進(jìn)行了LAM試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度超過(guò)1150℃（玻璃相的軟化溫度）后，玻璃相晶界的黏度降低。在刀具切削過(guò)程中氮化硅晶粒在軟化的玻璃相附近滑移旋轉(zhuǎn)，氮化硅移動(dòng)的同時(shí)，玻璃相晶界也開始在氮化硅周圍重新排列，一起在剪切區(qū)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生塑性變形，變形原理如圖2所示。

德國(guó)的Brecher等[25]開發(fā)出一套激光與五軸聯(lián)動(dòng)加工中心集成的激光加熱輔助銑削系統(tǒng)，利用這套系統(tǒng)進(jìn)行了Si3N4陶瓷材料的激光加熱輔助銑削試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)切削力降低73%～90%，PCD刀片僅有微小的片層剝離和切削刃磨損，而常規(guī)加工時(shí)PCD刀片經(jīng)常發(fā)生大的層片剝離。

Rozzi[26]、Rebro[27]、Pfefferkorn[28]等對(duì)氮化硅、莫來(lái)石、氧化鋯等陶瓷材料進(jìn)行了零件加工試驗(yàn)研究，結(jié)果表明切削力與比切削能隨加工溫度升高而降低，得到質(zhì)量良好的工件。此外，國(guó)內(nèi)學(xué)者也對(duì)氮化硅、氧化鋁等陶瓷材料進(jìn)行了相關(guān)研究[29-30]。

2 高溫合金

圖2 LAM加工Si3N4時(shí)變形原理

高溫合金具有在高溫條件下保持高強(qiáng)度、強(qiáng)抗腐蝕能力、優(yōu)異熱疲勞特性和熱穩(wěn)定性能的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。高溫合金在常規(guī)切削時(shí)變形阻力非常大,加工硬化嚴(yán)重，切削溫度不易擴(kuò)散和傳播，刀具磨損嚴(yán)重。激光加熱輔助切削是加工鎳基高溫合金的一種有效方法，當(dāng)材料被激光加熱到一定溫度后，屈服極限顯著降低，此時(shí)切削力明顯減小，可提高刀具壽命、切削質(zhì)量和效率，降低加工成本。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)的王揚(yáng)等[31]對(duì)鎳基鑄造高溫合金K24進(jìn)行了LAM研究，分析了激光能量、切削速度、背吃刀量對(duì)切削力的影響規(guī)律。結(jié)果表明，激光加熱輔助切削時(shí)切削力下降50%，刀具壽命提高3.2倍，表面粗糙度從常規(guī)切削的0.52μm降低到激光加熱輔助切削時(shí)的0.36μm，LAM與常規(guī)銑削后表面形貌見圖3。

Anderson等[32]對(duì)Inconel 718進(jìn)行了LAM加工試驗(yàn)，研究了工藝參數(shù)對(duì)刀具磨損、切削力、表面粗糙度、比切削能以及去除率的影響，結(jié)果表明采用LAM技術(shù)時(shí)比切削能降低25%，表面粗糙度降低200%左右，刀具壽命提高2～3倍，用硬質(zhì)合金刀具切削1m長(zhǎng)的高溫合金其成本降低66%，用陶瓷刀具時(shí)成本降低50%，充分顯示了LAM加工鎳基高溫合金的優(yōu)勢(shì)。Rajagopal[33]、Novak[34-35]、Leshock[36]等通過(guò)激光加熱輔助切削Inconel 718試驗(yàn)，得出激光加熱輔助切削較傳統(tǒng)切削在表面質(zhì)量、刀具壽命都有較大的提高。

圖3 銑削后的表面形貌

3 鈦及鈦合金

鈦及鈦合金由于有很高的比強(qiáng)度、良好的耐腐蝕性、高溫強(qiáng)度[37-38]，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域。對(duì)于鈦合金的巨大需求，要求有高的加工效率。然而在常規(guī)加工中，由于鈦合金低的導(dǎo)熱率和較高的屈服強(qiáng)度使得切削刃承受高溫和高的壓力，導(dǎo)致刀具磨損嚴(yán)重，加工成本非常高。

Dandekar等[39]進(jìn)行了鈦合金的激光加熱輔助切削試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)切削比能顯著降低，表面粗糙度有明顯降低，在170℃下切削速度為107m/min時(shí)，刀具壽命仍然提高了1.7倍，加工后材料的顯微組織和硬度沒有發(fā)生大的變化，加工成本降低近30%。Sun等[40]對(duì)鈦金屬進(jìn)行了LAM試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)切削力降低20%～50%，隨切削速度增加，產(chǎn)生的切屑由鋒利的鋸齒狀向連續(xù)狀轉(zhuǎn)變。Wiedenmann等[41]對(duì)于TiAl6V4進(jìn)行了激光加熱輔助銑削研究，通過(guò)模擬實(shí)現(xiàn)對(duì)加工過(guò)程中CAD/CAM單元的有效控制，這有助于提高激光加熱輔助銑削的加工效率和質(zhì)量。

4 硬脆金屬

石墨鑄鐵、4340淬火鋼、P550不銹鋼及工具鋼等由于高的硬度和脆性，在常規(guī)加工過(guò)程刀具磨損非常嚴(yán)重，磨削和拋光加工效率很低。激光加熱輔助切削的出現(xiàn)給這些難加工材料的加工帶來(lái)了新的契機(jī)。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)的王揚(yáng)等[42]對(duì)于冷硬鑄鐵的激光加熱輔助車削開展了理論與試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，激光加熱輔助切削冷硬鑄鐵時(shí)切削力降低近50%，刀具磨損降低24%。Skvarenina等[43]進(jìn)行了致密石墨鑄鐵的激光加熱輔助切削試驗(yàn)研究，在400℃去除材料時(shí)，刀具壽命提高60%，表面粗糙度降低5%，加工成本降低20%。Demitrescu等[44]采用半導(dǎo)體激光對(duì)工具鋼材料進(jìn)行了LAM試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)軸向力明顯降低，刀具壽命提高1倍，隨切削溫度的升高，切屑由粗糙斷續(xù)的小切屑轉(zhuǎn)變?yōu)槠交B續(xù)大切屑。與CO2、YAG激光相比，金屬材料對(duì)于半導(dǎo)體激光的吸收率更高，為將來(lái)激光加熱輔助加工金屬材料提供了新思路。

5 金屬基復(fù)合材料(MMC)

復(fù)合材料由于添加了硬脆的第二相（A l2O3、SiC）而有高的比強(qiáng)度、好的耐磨性和高硬度。加入的這些硬脆相通常是陶瓷增強(qiáng)顆?；蚶w維，加工過(guò)程中加劇了刀具的磨損，使常規(guī)加工的成本非常高。近年激光加熱輔助切削技術(shù)開始應(yīng)用于金屬基復(fù)合材料的加工，有望解決MMC加工困難的問(wèn)題。最早進(jìn)行這方面研究工作的是哈爾濱工業(yè)大學(xué)的王揚(yáng)等[45]，王揚(yáng)進(jìn)行了A l2O3顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的LAM理論和試驗(yàn)研究，建立了顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料（PRMMC）切削的物理模型（圖4），利用組織錯(cuò)配理論解釋了復(fù)合材料激光加熱輔助切削過(guò)程中切削力下降、刀具磨損降低、表面機(jī)械性能提高的原因。

Dandekar等[46]對(duì)于高體積分?jǐn)?shù)的長(zhǎng)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行了LAM研究，發(fā)現(xiàn)表面粗糙度降低65%，比切性能、刀具磨損、亞表面破壞都有明顯降低。Dandekar等[47]進(jìn)行了20% SiCp/A359復(fù)合材料的激光加熱輔助切削試驗(yàn)，在300℃加工時(shí)，表面粗糙度降低37%，比切削能減少12%，刀具壽命提高1.7～2.35倍，顯示了LAM加工顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的優(yōu)越性。Bejjani等[48]對(duì)于鈦基復(fù)合材料進(jìn)行了激光加熱切削研究，發(fā)現(xiàn)刀具壽命提高180%。通過(guò)切屑形貌和微觀組織分析了刀具壽命提高的原因，激光加熱使得切屑變成更加不規(guī)則的鋸齒狀，切屑的鋸齒高度波動(dòng)更大，傾斜度變大。

6 半導(dǎo)體硅

半導(dǎo)體硅由于良好的綜合性能而廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)，但硅材料的高脆性使得加工困難，加工后常常表面質(zhì)量損傷，難以滿足工業(yè)應(yīng)用需求。采用激光加熱單點(diǎn)金剛石切削，提高硅材料韌性的同時(shí)可獲得好的加工表面質(zhì)量。

總結(jié)眾多學(xué)者對(duì)于難加工材料的激光加熱輔助切削的研究，將LAM加工難加工材料的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行了歸納（表1）。LAM較常規(guī)加工在降低切削力、提高表面質(zhì)量、延長(zhǎng)刀具壽命、降低成本方面有很大優(yōu)勢(shì)，而LAM加工成本主要包括設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用、激光使用費(fèi)及刀具費(fèi)用。

圖4 激光加熱輔助切削PRMMC模型

激光加熱輔助切削技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1 系統(tǒng)集成

激光加熱輔助切削技術(shù)的關(guān)鍵在于材料溫度的高效利用，而激光加熱系統(tǒng)對(duì)溫度控制起到了決定性作用，為精確控制加熱溫度，要求能夠準(zhǔn)確調(diào)整激光入射斑點(diǎn)大小、激光與刀尖的距離等參數(shù)，并且在加工的過(guò)程中激光束不能與刀具產(chǎn)生干涉，否則會(huì)影響刀具使用壽命。在加熱輔助銑削中激光的集成是具有挑戰(zhàn)性的，通常做法是將激光束直接照射在刀尖前方一定距離的位置，但這樣僅能加工簡(jiǎn)單平面或溝槽，無(wú)法滿足復(fù)雜零件的加工需求。Brecher等[25]通過(guò)光路轉(zhuǎn)換將激光束集成在主軸中，并將該主軸集成在五軸的加工中心中，組成了LAM加工系統(tǒng)。

2 雙激光束加熱輔助切削

目前，激光加熱輔助切削技術(shù)通常利用單束激光對(duì)材料進(jìn)行加熱，達(dá)到軟化材料、降低切削力的目的。在LAM車削過(guò)程中如果只用單束激光對(duì)工件進(jìn)行加熱，已加工表面與未加工表面間的加工表面不能夠被有效加熱。可以增加一束加熱斜面區(qū)的光束,如圖5所示，將更加有利于切削力的降低以及刀具磨損降低。在該方法中Nd-YAG激光主要用來(lái)加熱沒有涂敷涂層的斜面區(qū)，CO2激光主要加熱涂有涂層的試件表面，CO2激光是提高材料溫度的主要熱源。

表1 LAM加工各種材料的關(guān)鍵指標(biāo)

圖5 雙束激光加熱輔助切削原理

圖6 激光打孔切削原理

3 激光預(yù)打孔切削技術(shù)

Komanduri等[49]提出一種富有創(chuàng)造性的激光輔助加工技術(shù)，該技術(shù)的原理如圖6所示，利用脈沖激光沿待加工工件的圓周方向打出一系列的孔，這些孔的深度略小于切削深度，直徑大于進(jìn)給速度，然后采用常規(guī)切削的方式來(lái)進(jìn)行加工。這種加工方式大大減小了切削力，降低了刀具磨損，為激光復(fù)合加工技術(shù)的應(yīng)用提供了一種全新的思路。

結(jié)束語(yǔ)

激光加熱輔助切削在加工難加工材料時(shí)切削力降低，刀具壽命、表面質(zhì)量以及材料去除率都有較大提高，因此受到越來(lái)越多的關(guān)注。一些塑性較大的難加工材料由于切屑與刀具的分離較困難，用激光加熱輔助加工這些材料時(shí)，材料的去除機(jī)理需要進(jìn)一步深入研究。激光加熱輔助加工時(shí)產(chǎn)生的高溫或許會(huì)縮短刀具壽命，也有可能加速刀具的擴(kuò)散磨損和粘結(jié)磨損。因此，一些加強(qiáng)切屑分離和冷卻刀具的新方法需要研究。

LAM是一個(gè)復(fù)雜的加工過(guò)程，高能的激光束不僅改變了材料的流變應(yīng)力，而且也改變了材料的變形行為以及刀具和切屑間的摩擦行為。目前，有關(guān)工件溫度分布的研究較多，但是對(duì)于材料在高溫下的變形行為、溫度梯度、應(yīng)變速率，高溫下的摩擦行為，高溫下切屑的分離規(guī)律等需要進(jìn)一步的深入研究，這些機(jī)理對(duì)于準(zhǔn)確理解激光加熱輔助加工的過(guò)程具有重要意義。

激光加熱輔助加工包含許多參數(shù)，例如激光參數(shù)、加工參數(shù)和材料參數(shù)，它們之間如何優(yōu)化是一個(gè)不可回避的重要問(wèn)題?？梢岳蒙窠?jīng)元（ANN）法優(yōu)化LAM加工過(guò)程的參數(shù)，確定最優(yōu)的加工工藝參數(shù)以及模擬不同參數(shù)對(duì)切削力、加工質(zhì)量、刀具磨損的影響程度。理解這些參數(shù)對(duì)加工過(guò)程的影響對(duì)于LAM加工具有非常重要的指導(dǎo)作用。現(xiàn)階段激光加熱輔助加工主要應(yīng)用于車削和銑削，今后的發(fā)展可以考慮利用激光加熱輔助加工鉆削、磨削。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，激光器的成本越來(lái)越低，功率越來(lái)越大，伴隨著其他切削設(shè)備的高速發(fā)展，激光加熱輔助切削技術(shù)在難加工材料加工及其他領(lǐng)域?qū)⒂懈鼜V闊的應(yīng)用空間。

[1] Ezugwu E O, Bonney J, Yamane Y. An overview of the machinability of aeroengine alloys.Journal of Materials Processing Technology, 2003,134(2): 233-253.

[2] Ezugwu E O, Wang Z M, Machado A R. The machinability of nickel-based alloys:a review. Journal of Materials Processing Technology, 1999, 86:1-16.

[3] 師昌緒.中國(guó)高溫合金40年.北京:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,1996.

[4] 于啟勛.難加工材料的切削技術(shù).機(jī)械工藝師,1994(1): 6-8.

[5] Rashid R A R, Sun S, Palanisamy S, etal. A study on laser assisted machining of Ti10V2Fe3A l alloy with varying laser power.Journal of Advanced Manufacturing Technology,2014, 74:219-224.

[6] Braham-Bouchnak T, Germain G,Morel A J, etal. The influence of laser assistance on the machinability of the titanium alloy Ti555-3. Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2013, 68:2471-2481.

[7] 陳五一, 袁躍峰. 鈦合金切削加工技術(shù)研究進(jìn)展. 航空制造技術(shù), 2010(15): 26-30.

[8] 徐九華, 劉鵬, 傅玉燦. 超硬刀具高速切削鈦合金研究進(jìn)展. 航空制造技術(shù),2011(14): 26-30.

[9] El-Gallab M , Sklad M. Machining of Al/SiC particulate metal-matrix composites Part I:Tool performance. Journal of Materials Processing Technology, 1998, 83(1-3): 151-158.

[10] Manna A, Bhattacharayya B. A study on machinability of A l/SiC-MMC. Journal of Materials Processing Technology, 2003,140(1-3):711-716.

[11] 袁哲俊, 李建廣. 金屬切削與先進(jìn)制造技術(shù)的新進(jìn)展.機(jī)械工人, 2000(3): 3-4.

[12] Hung N P, Boey F Y C , Khor K A. Machinability of cast and powder-formed aluminum alloys reinfored with sic particles.Journal of Materials Processing Technology, 1995,48(1-4): 291-297.

[13] 吳雪峰, 王揚(yáng). 激光加熱輔助切削技術(shù)及研究進(jìn)展. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào),2012, 17(4): 34-45.

[14] Patten J A, Jacob J. Comparison between numerical simulations and experiments for single point diamond turning of single crystal silicon carbide. Journal of Manufacturing Processes, 2008, 10: 28-33.

[15] Samant A N, Dahotre N B. Laser machining of structural ceram ics—a review.Journal of the European Ceramic Society, 2009,29(6): 969-993.

[16] Chang C W, Kuo C P. An investigation of laser-assisted machining of Al2O3ceramics planing. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2007, 47(3-4): 452-461．

[17] Tian Y，Shin Y C．Laser-assisted burnishing of metals. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2007, 47(1):14-22．

[18] Rozzi J C, Pfefferkorn F E, Incropera F P, etal. Transient, three-dimensional heat transfer model for the laser assisted machining of silicon nitride: I. Comparison of predictions with measured surface temperature histories.International Journal of Heat and Mass Transfer,2000, 43(8): 1409-1424.

[19] Ding H, Shin Y C. Laser-assisted machining of hardened steel parts with surface integrity analysis. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2010, 50(1):106-114.

[20] 王揚(yáng), 馬麗心, 謝大綱, 等．陶瓷材料激光加熱輔助切削溫度場(chǎng)分析. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2001, 33 (6): 785-788．

[21] 鄢銼, 李力鈞, 金湘中,等. A l2O3熱壓陶瓷激光輔助切削溫度場(chǎng)分布與切削深度. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào), 2008, 18(2) : 254-259．

[22] Zaeh M F, Wiedenmann R, Daub R.A thermal simulation model for laser-assisted milling. Physics Procedia, 2010, 5: 353-362.

[23] Samant A N, Dahotre N B. Laser machining of structural ceramics—a review.Journal of the European Ceramic Society, 2009,29(6): 969-993.

[24] Lei S, Shin Y C, Incropera F P.Deformation mechanisms and constitutive modeling for silicon nitride undergoing laser assisted machining. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2000, 40(15):2213-2233.

[25] Brecher C, Rosen C J, Emonts M.Laser-assisted milling of advanced materials.Physics Procedia, 2010, 5: 259-272.

[26] Rozzi J C, Pfefferkorn F E, Shin Y C,etal. Experimental evaluation of the laser assisted machining of silicon nitride ceramics. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2000,122(4): 666-670．

[27] Rebro P A, Shin Y C, Incropera F P. Laser-assisted machining of reaction sintered mullite ceram ics. Journal of Manu facturing Science and Engineering, 2002, 124(4): 875-885．

[28] Pfefferkorn F E, Shin Y C, Tian Y,etal. Laser-assisted machining of magnesiapartia lly-stabilized zirconia. Jou rnal of Manufacturing Science and Engineering, 2004,126(1): 42-51．

[29] 吳雪峰, 王揚(yáng), 張宏志. 激光加熱輔助切削氮化硅陶瓷實(shí)驗(yàn)研究. 宇航學(xué)報(bào),2010(5): 1457-1462．

[30] 鄢銼．激光加熱輔助切削A l2O3工程陶瓷理論與試驗(yàn)研究[D]. 長(zhǎng)沙:湖南大學(xué),2008．

[31] Kong X J, Yang L J, Zhang H Z,etal. Cutting performance and coated tool wear mechanisms in laser-assisted m illing K24 nickel-based superalloy. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2015, 77: 2151-2163.

[32] Anderson M, Patwa R, Shin Y C.Laser-assisted machining of Inconel 718 with an economic analysis. International Journal of Machine Tools and Manufacture，2006, 46(14)：1879-1891.

[33] Rajagopal S, Plankenhorn D J, Hill V L. Machining aerospace alloys with the aid of a 15 kW laser. Journal of Applied Metalworking, 1982,2(3): 170-184.

[34] Novak J W, Shin Y C, Incropera F P.Assessment of plasma enhanced machining for improved machinability of Inconel 718. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 1997,119(1): 125-129.

[35] Novak J W . Plasma enhanced machining of difficult to manufacture materials[D].West Lafayette: Purdue University, 1995.

[36] Leshock C E, Kim J N, Shin Y C.Plasma enhanced machining of Inconel 718:modeling of workpiece temperature with plasma heating and experimental results. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2001,41(6): 877-897.

[37] Boyer R R. An overview on the useof titaniumin the aerospace industry. Materials Science and Engineering: A, 1996, 213(1): 103-114.

[38] Ezugwu E O, Wang Z M. Titanium alloys and their machinability—a review. Journal of Materials Processing Technology, 1997, 68(3):262-274.

[39] Dandekar C R, Shin Y C, Barnes J. Machinability improvement of titanium alloy(Ti-6Al-4V) via LAM and hybrid machining.International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2010,50(2):174-182.

[40] Sun S, Harris J, Brandt M. Parametric investigation of laser-assisted machining of commercially pu re titanium. Advanced Engineering Materials, 2008, 10(6): 565-572.

[41] Wiedenmann R, Liebl S, Zaeh M F.Influencing factors and workpiece's microstructure in laser-assisted m illing of titanium. Physics Procedia, 2012, 39: 265-276.

[42] 馬麗心, 王揚(yáng), 謝大綱, 等. 冷硬鑄鐵激光加熱輔助切削實(shí)驗(yàn)研究. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2002, 34(2): 228-231.

[43] Skvarenina S, Shin Y C. Laser assisted machining of compacted graphite iron.International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2006, 46(1): 7-17.

[44] Demitrescu P, Koshy P, Stenekes J, etal. High-power diode laser assisted hard turning of AISI D2 tool steel. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2006, 46(1):7-17, 2006, 46(15): 2009-2016.

[45] Wang Y, Yang L J, Wang N J. An investigation of laser assisted machining of Al2O3particle reinforced aluminum matrix composite.Journal of Materials Processing Technology, 2002,129(1-3):268-272.

[46] Dandekar C R, Shin Y C. Laser assisted machining of a fiber reinforced Al-2%Cu metal matrix composite. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2010, 132 (2): 061004.

[47] Dandekar C R, Sh in Y C.Experimen tal evaluation of laser-assisted machining of silicon carbide particle-reinforced aluminum matrix composites. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2013,66: 1603-1610.

[48] Bejjani R, Shi B, A ttia H, etal Laser assisted turning of titanium metal matrix composite. CIRP Annals - Manu facturing Technology, 2011, 60: 61-64.

[49] Komanduri R, Von Turkovich B F. New observations on the mechanism of chip formation when machining titanium alloys. Wear,1981, 69(2): 179-188.