随着航空航天工业、兵器工业、化学工业、电子工业等行业的发展，对产品零部件材料的性能有了更高要求，同时也出现了各种高强度、高硬度、高脆性的工程材料。材料性能提高的同时给加工带来了困难。例如高温合金在高温下具有优良的热强度性能、热稳定性能及热疲劳性能，常温下加工刀具磨损严重、表面质量差。工程陶瓷强度高、耐磨损、抗腐蚀，目前通常采用磨削加工，生产效率低、成本高、加工几何形状受限。近年来出现的加热辅助切削技术是解决难加工材料加工的一种有效方法。目前常用的热源有等离子电弧、氧乙炔焰和激光等。与其他热源相比，激光光斑尺寸小、能量密度高，并在能量分布和时间特性上有很好的可控性，在加热辅助加工上得到越来越广泛的应用。

激光加热辅助切削技术

　　激光加热辅助切削（Laser AssistedMachining，LAM）是将高功率激光束聚焦在切削刃前的工件表面，在材料被切除前的短时间内将局部加热到很高的温度，使材料的切削性能在高温下发生改变，从而可以采用普通刀具进行加工。通过对工件加热，提高材料的塑性，降低切削力，减小刀具磨损，减小振动。对硬脆材料可将其脆性转化为延展性，使屈服强度降低到断裂强度以下，避免加工中出现裂纹，从而达到提高加工效率、降低成本、提高表面质量的目的。激光加热辅助切削的示意图如图1所示。

激光加热辅助切削技术研究现状

　　激光加热辅助切削技术最早出现于20世纪70年代，作为一种提高难加工材料生产率的方法，用于镍合金、钛合金和淬硬钢的加工。虽然LAM的可行性得到了验证，但对激光能量、光束位置等影响因素没有进行系统的研究，受金属材料吸收率低、激光技术发展等因素限制导致加工成本高、加工经济性差，使LAM的研究陷入停滞状态。而到90年代，由于陶瓷等复合材料技术的发展，性能好、加工难度大的材料出现及激光设备价格降低，LAM技术逐渐回到了研究者的视线。

　　采用LAM技术对金属材料加工可以有效降低切削力与刀具磨损，并提高加工效率。Sun等对钛金属进行了LAM试验研究，发现切削力可以降低20%~50%，较低的动态切削力与加工表面附近的低硬度提高了加工表面质量。Anderson等对Inconel 718材料进行了LAM加工，研究了工艺参数对工件表面质量、材料去除率、刀具磨损、切削力、表面粗糙度与切削比能的影响。结果表明，采用LAM技术加工可以降低25%的切削比能，表面粗糙度降低，使陶瓷刀具的寿命增加200%~300%。Anderson等采用LAM方法加工了不锈钢P550。随着加工区域温度的升高，比切削能降低25%。材料强度降低使刀具寿命提高1倍。工件表面组织没有发生变化，硬度与传统加工的硬度相同，并可以使加工时间节省20%~50%。工程陶瓷材料由于其塑性变形能力差、脆性高、断裂韧性低及强度高等特点使加工难度加大，在室温条件下很难采用切削方法加工。陶瓷材料在达到一定温度后开始软化，脆性转变为塑性，可以采用传统刀具进行加工。Purdue大学的Rozzi、Lei等对氮化硅、氧化锆、莫来石等陶瓷材料的LAM进行了深入研究。