自由型面的五轴激光淬火轨迹规划算法研究

为保证复杂型面的激光淬火质量,针对自由型面的激光淬火路径规划直接影响着淬火后自由型面表面硬度的均匀性这一特点,在分析激光淬火加工工艺特点的基础上,提出了等弧长的激光淬火轨迹算法来确定自由型面上的激光淬火轨迹。该方法通过激光淬火试验,确定了最佳激光淬火光道距离并进行了相应的计算。利用三次B样条参数曲面进行了实例计算,验证了所提出算法的可行性。     

自由型面的五轴激光淬火轨迹规划算法研究

为保证复杂型面的激光淬火质量,针对自由型面的激光淬火路径规划直接影响着淬火后自由型面表面硬度的均匀性这一特点,在分析激光淬火加工工艺特点的基础上,提出了等弧长的激光淬火轨迹算法来确定自由型面上的激光淬火轨迹.该方法通过激光淬火试验,确定了最佳激光淬火光道距离并进行了相应的计算.利用三次B样条参数曲面进行了实例计算,验证了所提出算法的可行性.     

钢的激光淬火最佳规范的选择及其质量检验方法

根据试验研究的结果,确定了工装零件和不同刃角不同厚度的工具在《KBAHT—16》激光器的氩气氛中处理时钢的激光淬火最佳规范。对工具及工装提出了激光淬火前的要求,阐述了表面淬火最佳规范的工作程序和激光淬火质量的检验方法。     

模具钢激光表面强化研究

用大功率CO2激光器对CrWMn钢表面进行激光强化处理,对激光淬火层的组织进行了分析,对淬火层的硬度进行了测试。结果表明,激光淬火层组织显著细化,硬度明显高于基体硬度。通过正交试验和极差分析,系统考察了激光强化工艺参数对CrWMn钢基体显微硬度的影响,获得了最佳强化处理工艺参数,并讨论了激光表面强化机理。     

38CrMoAl钢激光表面处理

本文研究了38CrMoAl钢激光表面处理工艺参数与处理结果的关系,建立了激光辐照功率密度、辐照时间、硬化层深度的三维关系曲面,讨论激光表层组织特征。试验结果表明,该钢经激光辐照后,由表及里,组织依次为熔凝层、过烧层、淬火层、回火层;淬火层耐磨性最佳,熔凝层次之,过烧层最差。     

球铁曲轴激光淬火工艺的研究

介绍了激光淬火球铁曲轴与常规的曲轴表面处理方法相比有许多优点 ,提出了一种激光淬火球铁曲轴圆角部分扫描的新方法。通过优化激光淬火球铁曲轴的参数 ,对球铁曲轴进行了实验 ,实测了激光淬火后硬化层的深度、宽度及表面硬化层的硬度。实验还表明曲轴激光淬火前后变形量较小 ,抗疲劳性能优良 ,淬火带内存在较大残余压应力 ,且沿曲轴径向的淬火区与非淬火区相邻的一定范围内还存在一定的拉应力 ,证明了激光淬火球铁曲轴的可行性。     

球铁曲轴激光淬火工艺的研究

介绍了激光淬火球铁曲轴与常规的曲轴表面处理方法相比有许多优点,提出了一种激光淬火球铁曲轴圆角部分扫描的新方法。通过优化激光淬火球铁曲轴的参数,对球铁曲轴进行了实验,实测了激光淬火后硬化层的深度、宽度及表面硬化层的硬度。实验还表明曲轴激光淬火前后变形量较小,抗疲劳性能优良,淬火带内存在较大残余压应力,且沿曲轴径向的淬火区与非淬火区相邻的一定范围内还存在一定的拉应力,证明了激光淬火球铁曲轴的可行性。     

小模数齿条分光束激光淬火工艺研究

采用3 k W半导体激光器对40Cr高精度导轨齿条模数为2.5的齿面进行激光淬火,研究了单光束激光淬火与分光束小模数齿条的激光淬火工艺。结果表明,采用单光束激光淬火反射的能量对齿面硬度产生的影响不大,吸收的能量通过热传导会使淬火的齿面产生回火;与单光束激光淬火相比,分光束激光淬火所需的功率更低、效率更高、硬度均匀性与一致性更好。     

次摆线齿条激光淬火的温度场仿真分析

激光淬火作为一种适用于精密齿条的热处理技术,具有表面硬度高、硬化层分布均匀、变形极小等优良的加工效果。针对次摆线齿条的齿面激光淬火过程,采用有限元仿真对激光淬火过程中的温度场进行分析。首先建立了沿次摆线齿条齿面轴向扫描的激光淬火模型,从而得到齿面热流密度分布;其次运用ANSYS有限元软件计算得到淬火过程中温度分布情况;最后将不同的齿面位置及激光参数的淬火温度场仿真结果进行对比。研究结果表明:次摆线齿条齿面的淬火温度、冷却速度、淬火深度等均满足淬火要求;激光入射角对淬火温度影响较小;激光功率和扫描速度对淬火温度影响效果相反,其中激光功率的影响起主导作用。     

大模数齿轮激光淬火的有效硬化层深

齿轮激光淬火有整硬化层深的取值到目前为止没有统一的标准,这对该项技术的推广应用十分不利。为此,根据齿轮淬火硬化层深的主要计算理论,进行了齿轮激光淬火与渗碳淬火有效硬化层深的对比研究,并根据国内外齿轮激光淬火的试验与应用研究结果,提出了大模数激光淬火硬化层深的取值范围。     

等离子淬火提高汽缸套"等耐磨性"的研究

通过分析汽缸套的工作条件,结合等离子束汽缸套内壁淬火的工作原理,研制出一种提高汽缸套内孔面"等耐磨性"等离子淬火工艺.工业化应用结果表明:该工艺具有使汽缸套内壁磨损均匀化、提高发动机功率、降低发动机噪声等一系列优点.     

用于显著改善摩擦副润滑状态的激光珩磨技术

对摩擦副工作表面进行激光珩磨,形成与其表面润滑减摩性能优化匹配的、连续均匀的,并具有一定密度、深度、角度、形状的油路和凹腔。该技术特别适用于对气缸孔表面进行激光微观造型,不仅可以显著提高气缸孔耐磨性能,延长其寿命,而且还大幅度降低内燃机的颗粒排放量、机油耗、燃油耗、催化器污染和活塞环组成本。     

缸套表面织构润滑性能理论及试验研究

通过将激光表面织构技术应用于发动机缸套表面,建立缸套-活塞环摩擦副混合润滑理论模型,并以桶面环为例,计算缸套表面织构对摩擦副润滑摩擦性能的影响规律。计算结果表明：缸套通过激光表面织构后,其润滑摩擦性能得到改善,凹腔织构效果要优于沟槽织构效果,在各行程中部油膜厚度最大增加了29%左右,而摩擦力峰值下降30%左右。通过发动机对比台架试验发现：相对于原机,配套表面织构缸套后发动机燃油消耗率呈现出下降趋势,在低转速下改善效果最为显著,燃油消耗率最大降低了9.8 g/(kW•h),降幅为4.62%,证实了表面织构技术对于降低发动机摩擦损失是有效的;同时发动机的其他性能指标也有不同程度改善,漏气量、烟度、全损耗系统用油消耗率等参数都有所下降,烟度下降明显,漏气量最大降幅为34.6%,全损耗系统用油消耗率降低了33.8%。     

非接触式缸盖平面度误差检测方法与测量系统研究*

为解决发动机缸盖生产铸造过程中缸盖底面平整度误差检测问题,设计一种激光非接触式发动机缸盖底面平整度在线检测系统,提出一种基于对角中线的平面度误差检测算法。根据现场平面度检测需求,设计利用激光臂纵轴和缸盖横轴传送的交互运动的发动机缸盖表面平面度误差检测系统;通过发动机缸盖表面检测四个顶角特征点对角线中线建立发动机缸盖平面度检测的数学模型,利用回归方程确定最小二乘法平面为理想平面,求出平面度误差;并对激光位移传感器进行精度标定,给出传感器误差标定回归方程,并应用该检测系统完成对不同型号的发动机缸盖检测。结果表明：该系统最大检测面积为400 mm×2 000 mm,测量范围为160~450 mm,测量精度为0.03 mm,而且结构简单,检测速度快,完全能够达到在线检测要求。     

缸内直喷汽油机冷启动燃烧与排放光学试验研究

结合光学单缸机和激光诱导荧光测量技术对直喷汽油机冷怠速工况缸内油气混合与燃烧过程进行了可视化试验研究。试验采用了屋脊形透明缸套和双侧激光,利用统计图像评估方法得到了缸内混合气浓度和燃烧火焰分布图像,通过缸压传感器和燃烧分析仪对燃烧稳定性进行了分析,采用废气分析仪和光学传感器分别对碳氢和碳烟排放进行了分析评估。研究表明：燃烧稳定时燃油与缸套碰壁是碳氢排放产生的主要原因,碳烟排放则主要由活塞顶部燃油碰壁造成;适当推迟第二次喷油时刻有利于点火时刻火花塞附近稳定浓混合气的形成,继而提高燃烧稳定性,同时减少碳氢排放,过迟喷射会导致碳烟明显增加,过早喷射会造成缸内失火,碳氢排放增加。     

普通机床加工发动机缸盖球形燃烧室的工艺试验

发动机缸盖是发动机的关键零部件.发动机缸盖的燃烧室容积,直接影响到发动机的工作性能,所以在发动机缸盖制造过程中,最终必须保证发动机缸盖燃烧室的形状、表面粗糙度、尺寸精度、容积等一系列参数,从而保证发动机总机性能.     

基于图像处理的激光扫描三维尺寸测量技术的研究

发动机气缸垫精确三维尺寸的获得是气缸垫质量检验及其样品反向工程的关键。介绍了一种用于发动机气缸垫及其类似的大尺寸平面薄板状零件测量的基于图像处理的激光扫描三维尺寸测量技术 ,并对测量试验结果进行了分析。     

高温线接触条件下表面抗磨损性能的试验研究

模拟内燃机汽缸－活塞环工况,采用ＳＲＶ摩擦磨损试验机进行高温线接触条件下,抗磨损性能的试验。试验表明：经激光微精处理的试件,在参数合理的情况下可使其抗磨损性能大幅度提高。这为发动机汽缸处理的实际应用提供了参考。     

缸盖螺栓拧紧力矩对发动机机体振动影响的试验研究

为了降低因发动机缸盖螺栓拧紧力矩不当引起的机体振动和零件早期失效,借助基于虚拟仪器开发的振动测试分析系统,研究分析了缸盖螺栓拧紧力矩与发动机机体振动的关系。通过发动机台架测试,采集了发动机正常工作状态下的振动数据,并对测试数据采用两种不同的数据分析方法进行分析处理,确立了缸盖螺栓拧紧力矩与发动机机体振动的定量关系,得到了发动机机体振动最小时的最佳螺栓拧紧力矩范围。此拧紧力矩范围与厂方推荐的数值基本吻合,这就为确定螺栓合理拧紧力矩范围提供了一种方便的测试与分析方法,它对指导大中型车辆维修具有较大的实用价值,对发动机设计、制造也具有一定的借鉴作用。     

船用柴油机缸套网状激光强化技术的试验研究

为提高船用柴油机缸套表面强化效果,提高缸套使用寿命,应用激光网状照射轨迹处理的方法对柴油机缸套进行表面强化,使激光的扫描硬化轨迹在缸套内表面形成了硬化网,试验结果表明,采用网状线激光处理工艺,能使船用柴油机缸套内形成网状硬化带,使缸套使用寿命延长至8～9倍。