基于Nd: YAG固体激光器预制连杆初始裂解槽研究

裂解槽的设计与加工是连杆裂解加工技术的核心和技术关键,将直接影响着连杆的裂解质量。为提高连杆裂解槽加工质量,采用Nd：YAG固体激光器对两种类型的连杆进行了裂解槽激光加工试验,分析了不同切割参数对裂解槽质量的影响,并对激光切割参数进行了优化。结果表明：激光峰值功率、离焦量、切割速度、脉冲频率、辅助气体压力、激光入射角等对裂解槽的加工质量都有很大的影响,其中激光峰值功率直接影响着裂解槽的加工深度,在切割速度与脉冲频率比值约为1：3以及非正离焦量状态下所加工的裂解槽对连杆的裂解都非常有利。     

连杆尖锐裂解槽的脉冲YAG激光切割

对激光加工连杆裂解槽工艺进行了研究,根据材料状态、能量平衡和孔形变化,将脉冲激光加工裂解槽孔过程分为起始、准稳定破坏及收尾3个阶段;对脉宽、波形、脉冲频率、切割速度等影响裂解槽槽根半径的因素进行了分析;设计了一种新的激光脉冲波形,以满足槽根尖锐度的要求。分析及实验结果表明:长脉冲宽度与切割速度的合理匹配是获得尖锐裂解槽的关键,当脉宽取1ms,切割速度为10mm/s时,获得了根部尖锐的裂解槽。对于要求深且尖锐的裂解槽,可增加频率转化为多个长脉冲加工;当频率增加到40Hz,脉宽取0.5ms,得到的裂解槽纵横比大且根部尖锐。裂解槽形貌对比表明,对于脉宽和频率进行优化,可在加工裂解槽孔的各个阶段合理地注入能量,获得高质量的裂解槽。     

46MnVS5连杆脉冲激光切割裂解槽实验研究

分析总结了不同脉冲光纤激光加工参数（脉冲功率、脉冲频率、脉冲宽度和切割速度）对新型胀断连杆材料46MnVS5裂解槽几何尺寸的影响规律。结果显示：随着脉冲功率、脉冲频率和脉冲宽度的增大,裂解槽的深度和宽度都有不同程度的增加,其中脉冲功率对张角的影响较大,脉冲频率和脉冲宽度对张角的变化不明显;槽深和槽宽随着切槽速度的增加均减小,张角则在一定尺寸范围内变化。当加工出来的槽深在450～700μm、槽宽在150～200μm时,张角在15°～20°范围内变化,可满足加工要求。     

钢-铝异种合金脉冲激光焊焊缝表征分析

采用Nd:YAG激光焊对304不锈钢和5052铝合金进行异种金属焊接,分别以峰值功率、焊接速度、离焦量和脉冲频率等工艺参数设计24组工艺试验,并对比分析未熔合、熔合和焊穿3种焊缝表面表征。运用激光点位移传感器测量焊缝高度,探索焊缝高度随激光功率等工艺参数的变化趋势,得出钢-铝焊缝3种表面形貌的工艺参数区间。分析结果表明,焊缝的表面形貌是由激光单点能量、离焦量和脉冲频率等因素共同决定,焊缝高度与峰值功率、焊接速度、离焦量和脉冲频率等工艺参数有一定的变化规律。     

曲轴轴承座/连杆激光加工裂解槽的组织与胀断性能

采用Nd:YAG脉冲激光对连杆所用材料C70S6钢和发动机曲轴轴承座常用材料灰铸铁进行了裂解槽加工,并在裂解设备上进行了胀断实验.采用工具显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度仪等对比研究了裂解槽的几何形貌、裂解槽附近显微组织和显微硬度变化以及断口形貌,探讨了脉冲激光加工裂解槽的特性,揭示了脉冲激光加工韧/脆性材料裂解槽对胀...     

发动机连杆裂解槽激光加工机床的加减速控制

发动机连杆裂解槽激光加工机床的主要功能是完成对连杆大头孔内表面两侧的高速,高精度切槽加工。在编制该激光机床的NC程序的过程中,为了解决由于M功能的引入而产生的过切及残留问题,该篇文章提出了一种基于前瞻思想的方法对该激光机床的加减速进行了预先的处理,并将处理的结果与程序相结合,编制出新的NC加工程序。最后对激光切槽后得到的连杆进行裂解,并且经过特定的工具检测后,结果表明,对于各种型号的连杆,切割出来的裂解槽左右保持对称（两侧的槽深度公差为±0.025mm）,无中心偏移,并且无过切及残留。说明该方法的使用大大提高了该连杆裂解槽激光加工机床的稳定性及精度。     

激光参数对陶瓷微孔加工质量的影响

为研究激光加工氧化铝陶瓷高质量微孔的成型工艺,采用皮秒激光自旋切割模式在0.3 mm厚的氧化铝陶瓷上加工直径为0.2 mm的微通孔。研究了激光加工参数(激光功率、离焦量、重复频率、打孔次数及扫描速度)对微孔质量的影响。试验结果表明,随着激光功率的增加,孔的入口、出口直径增大,入口、出口圆度和锥度呈现减小的趋势;随着扫描速度的降低,孔的锥度呈下降趋势;随着负离焦量的增大微孔锥度逐渐减小;重复频率的变化对微孔质量各性能指标影响不大。试验发现激光功率和离焦量是影响微孔质量主要因素。最终在功率为27 W、离焦量为-0.7 mm、扫描速度为400 mm/s、重复频率为100 kHz及打孔次数为10次时获得入口圆度为2.995μm、出口圆度为3.509μm及锥度为5.96°的高质量微孔。     

激光切割头摆动机构的动力学仿真及试验

激光切割裂解槽机床是连杆裂解加工的关键设备之一,用于完成连杆初始裂解槽的切割.本文介绍了该机床的激光头摆动机构,对摆头机构进行了ADAMS动力学仿真.根据仿真结果确定了合理的液压参数(液压压力为2.5 MPa,溢流阀流量系数为0.2),并完成了摆头机构的物理切割试验.试验结果表明,在合适的工艺参数条件下,摆头机构的定位精度达到±0.02 mm,且工作稳定、可靠,连杆裂解槽槽深均为(0.5±0.05) mm.提出了伺服电机驱动激光头摆头方案,对改进的摆头方案进行了ADAMS运动学仿真.仿真结果表明,改进后的摆头机构可在0.4 s内完成摆头动作,且摆动角度调整方便,说明改进后的摆动机构是较理想的激光头摆动方案,可为连杆初始裂解槽激光加工主机结构优化提供可靠的理论依据.     

应用免穿丝型电火花线切割机床加工汽车连杆裂解槽实验研究

为了研究免穿丝型电火花线切割机床加工连杆大头孔内表面双侧裂解槽的质量及效率问题,以新一代免穿丝型电火花线切割机床为实验设备,分别进行单工位加工实验与双工位加工实验,其中双工位加工实验分为不同型号和同型号连杆裂解槽双工位加工实验。实验证明：单工位加工时实验样品槽深H随运丝频率的增大呈现先减少后增大,槽宽W受脉冲周期影响显著;同型号双工位加工时实验样品裂解槽槽深H受电源电压影响显著,左工位实验样品裂解槽槽宽W在脉宽30～40μs变化明显,右工位实验样品槽宽W随电压上升而增大。大部分实验组均能在20 s内达到连杆裂解槽加工要求,具有良好的应用前景。     

连杆应力槽双向同步电火花线切割机床设计

针对连杆应力槽的加工效率、设备制造成本、两侧应力槽一致性、恒切深等问题,在单杆切槽机床的基础上,提出了一种双向同步电火花线切割加工应力槽设备。设计了支撑平台、切槽平台、对中平台、适配平台等机械结构,研制了基于STM32F103单片机的专用脉冲电源,开发了基于三菱PLC的控制系统;采用了双向同步切割的加工模式,研究了各因素对切槽宽度的影响;采用了优选参数,研究了样机与单杆切槽机床的加工效率。研究结果表明:电流因素对切槽宽度影响最大,样机能实现对连杆应力槽更高效率的双向同步切割,保证了良好的切槽质量与较低的设备制造成本。     

基于正交试验钛合金激光切割工艺参数优化

激光切割质量受各种因素的影响,为了得到高质量的激光切割件,需要根据不同的切割板材进行优化。利用厚度1.5mm的TC1薄板作为研究对象,研究激光功率、切割速度、焦点位置和辅助气体压力主要因素对激光切割质量的影响,采用正交试验方法安排激光切割试验,使用L16(45)正交表,完成十六组激光切割试验。利用测量点轮廓精度的算术平均值作为结果进行分析,采用直观分析法,因素效应曲线图,方差分析对切割参数进行分析研究。结果表明:切割速度和辅助气体压力是主要因素,对切割质量和精度有较大影响,而激光功率对切割后试件的轮廓度影响较之上两个因素小,但是激光功率改变对切割件的表面质量影响显著。     

激光切割头摆动机构动力学仿真及试验研究

摘要：介绍了连杆裂解槽激光加工机床的激光头摆动机构，对摆头机构进行了ADAMS动力学仿真，根据仿真结果确定了合理的液压参数（液压压力为2.5Mpa，溢流阀流量系数为0.2），并完成了摆头机构的物理切割试验，试验表明，在合适的工艺参数条件下，摆头机构工作稳定、可靠，连杆切割效果较好。同时提出了伺服电机驱动激光头摆头方案，对改进的摆头方案进行了Adams运动学仿真，仿真结果表明，改进后的摆头机构摆动迅速、准确，摆动角度调整方便，为连杆初始裂解槽激光加工主机结构优化提供可靠的理论依据。     

大功率激光切割机切割工艺参数分析

初步探讨了影响激光切割碳素结构钢板切割质量的因素,在其他参数不变的情况下,最小打孔功率和最小无"挂渣"切割功率随着板材厚度的增加而增大;切缝断面粗糙度随着切割气体压力和切割速度先减小后增大。     

Laser hole cutting in Kevlar: modeling and quality assessment

Machining of Kevlar laminates with conventional methods results in poor end-product quality and excessive specific energy requirement for machining. However, laser machining has considerable advantages over the conventional methods due to precision and rapid processing. In the present study, laser hole cutting into Kevlar laminates with different thicknesses and properties is carried out. The laser output power, frequency, and cutting speed are varied during the hole-cutting experiments. The specific energy requirements for cutting, thermal efficiency of the cutting process, and kerf width are formulated and predicted for various laser parameters and Kevlar properties. The cut quality is associated with the damage size around the holes cut and statistical analysis is carried out to examine the affecting parameters on the damaged size. It is found that specific energy requirement is significantly lower than that of the conventional drilling method. The damage size is affected significantly by the laser irradiated power. The quality of holes, as judged by the percentage of damage size around the cut edges cut by a laser beam, is considerably improved compared to the conventional methods.     

激光切割参数对板材品质影响的研究

基于激光切割理论,依靠大量实验完成了对激光切割工艺参数的优化,对影响激光切割表面品质的主要因素,如工作气体、激光功率、辅助气体、焦点位置及切割速度进行分析对比,以切口的宽度和表面粗糙度作为衡量的指标,总结出实验材料的最优工艺参数。     

Dross formation and process parameters analysis of fibre laser cutting of stainless steel thin sheets

The coronary stent fabrication requires a high-precision profile cut. Fibre lasers present a solution to accomplish these requirements. This paper presents an experimental study of fibre laser cutting of 316L stainless steel thin sheets. The effect of peak pulse power, pulse frequency and cutting speed on the cutting quality for fixed gas type and gas pressure was investigated. A mathematical model based on energy balances for the dross dimensions was formulated. The dross height and the dross diameter were analysed and compared with the experimental results. This allows adjustment of the process parameters to reduce the dimensions of the dross deposited at the bottom of the workpiece during laser cutting of thin sheets.