中空激光光内送粉熔池温度控制研究

在激光增材制造过程中,熔池温度的稳定性是表征加工过程稳定性的一个重要指标.设计一套控制熔池温度的闭环反馈系统,以达到控制熔池温度,提高成形件质量.基于C#编程软件实现了温度信号的传递,采用PID控制算法设计了温度控制器.实验结果表明,此系统能实时、准确地实现熔池温度的闭环控制,能够有效消除直壁墙熔覆过程中因热累积而造成的“蘑菇云”现象,且成形件几何精度有显著提高,各处显微组织差异较小,组织致密均匀.     

不等高结构件激光近净成形闭环控制

利用光内送粉技术,基于法向分层的路径规划,结合层高测量系统,对不等高扇形结构件的激光熔覆成形实现了闭环控制。提出了一种分层分段控制的新方法,使成形件宽度一致。建立了速度比例-积分(PI)控制器,使实际总堆高达到了期望值,实现了结构件的高精度成形。     

三光束光内同轴送丝激光熔覆成形新方法研究

目的研究"三光束光内同轴送丝"激光熔覆新方法以及单向、多向单道熔覆成形效果。方法采用光线追迹法分析了三光束光斑几何特性,运用TracePro分析了光斑能量分布。利用研制的三光束光内送丝装置进行了单向以及多向单道熔覆实验,对其展开成形表面质量以及单道熔覆层的组织和硬度分析。结果 "三光束光内同轴送丝"激光熔覆新方法可以将原始圆形激光束整形为周向均匀分布的三个扇形光斑,三个光斑光通量均沿着z轴方向呈"尖顶状"分布,丝材能够被三个光斑均匀包裹。基材和丝材采用不锈钢304材料,丝材线径为0.8 mm,负离焦量为2.5 mm,激光功率为1500 W,扫描速度为3.5 mm/s,送丝速度为20.5 mm/s,展开单向和多向单道熔覆成形测试,丝材熔化充分,熔覆层表面均匀平滑。熔覆层形貌和质量基本不受扫描方向的影响。单道熔覆层和基体结合良好,组织整体比较细密,无气孔和裂纹等缺陷,熔覆层底部到顶部晶粒形态主要为树枝晶、柱状晶、胞状晶和树枝晶,熔覆层组织为铁素体δ和奥氏体γ,凝固模式为FA模式,熔覆层底部到顶部铁素体δ的主要形态为板条状铁素体、蠕虫状铁素体、骨架状铁素体和板条状铁素体。熔覆层的平均硬度(228HV)明显高于基材硬度,熔覆层底部到顶部的硬度过渡平稳,不存在明显软化区,组织整体比较细小致密,晶粒分布均匀。结论 "三光束光内同轴送丝"激光熔覆新方法可以实现光、丝耦合,基材和丝材采用不锈钢304材料,选择合理的工艺参数,可以获得理想的单向以及多向单道熔覆成形效果。     

光内同轴送粉立面堆积成形实验研究

为了得到表面粗糙度低的立面变径回转体,采用中空激光光内同轴送粉技术进行立面堆积的方法,着重对中空激光立面堆积的优点以及激光光头姿态、光头提升量z、激光功率对立面堆积成形件表面粗糙度的影响进行了理论分析和实验验证。在立面堆积过程中,激光光头始终保持与熔道表面垂直,同时对提升量z、激光功率进行实时控制,最终得到表面光滑的立面回转体成形件,其粗糙度Ra为0.497m~2.163m;Rz为1.992m~7.447m。结果表明,该方法在立面堆积方面具有适用性,可以得到表面粗糙度低的成型件。     

回转一次直线误差对车削表面影响的精确分析

用数学方法,分析并验证了在车削加工中,当主轴回转轴线作一次简谐直线运动时,对应加工轮廓曲线的“最小区域中心”位置及其运动轨迹,得出了正确的圆度误差和偏心误差值;以及以上圆度误差值与误差运动方向无关的结论。     

模糊综合评判在滑动轴承选材中的应用

利用模糊综合评判对滑动轴承材料进行筛选，克服了传统方法在选材过程中的主观制约缺陷。结合设计实例给出了相应的评判步骤，建立了选材的数学模型，能够合理客观地选出最适用的材料，以供选材时参考。     

回转误差精确测试与特征评定值

推导并建立了在主轴回转误差测试中不受标准球偏心影响的表征主轴回转精度的数学模型。经推导和仿真处理，得出当主轴回转误差分解为不同频次的径向圆周运动或单向谐振动时，机床加工的各种形状、尺寸、形位误差的精确特征评定值。     

激光涂层零件的多冲碰撞形变效应与分析

报道了多冲碰撞载荷下激光涂层零件塑性变形现象。利用坐标网格法、显微分析法等分析了激光涂层零件的多碰累积变形现象和规律。这种塑性变形在常温即可发生,且具有低应力和累积特性。变形发生在涂层表面及以下一段区域内,并由大到小呈梯度变化。碰撞能量驱动、冲击温升效应、晶界滑动与迁移、亚结构的形成与孪晶等,是引起多碰累积变形的可能原因。     

基于熔融挤压成形技术复杂外形产品制造的工艺研究

介绍了熔融挤压成形原理,提出了复杂外形产品成形方向选择原则与工艺操作流程,通过实例设置了工艺参数,成功加工出复杂外形产品。     

基于FMEA塑壳断路器操作机构的可靠性分析

利用FMEA对塑壳断路器操作机构进行可靠性分析,制定出统计FMEA的标准表,并利用标准表对操作机构可靠性进行分析与研究.根据FMEA分析结果,进行系统关键零件的可靠性设计并进行可靠性增长试验.