皮秒激光辅助砂带磨削TC17钛合金材料去除行为研究

钛合金具有强度高、耐热性好等特点，属于典型的难加工材料。激光辅助加工可改变材料的性能，显著提高材料的加工性能。提出了皮秒激光辅助砂带磨削TC17钛合金新方法，基于皮秒激光辅助单磨粒划擦，研究了激光辐照工艺参数对表面预热温度以及磨粒的不同初始压力对主切削力、材料去除行为的影响规律。仿真结果表明，激光功率和激光扫描速度均对表面温度影响显著，在激光功率为4.8 W和激光扫描速度为300 mm/s时，激光辐照表面最大温度为2 019℃，超过了TC17的熔点。实验结果表明，与单磨粒划擦相比，皮秒激光辅助单磨粒划擦可显著减小主切削力，最大可减小58.7%；适当的激光功率辅助加工可提高材料的去除能力，在激光功率为1.8～2.4 W时最优，过大的激光功率反而会导致材料去除能力变弱；辅助加工材料去除行为仍主要表现为延性去除，磨屑随着激光功率的增加逐渐转变为锯齿形磨屑。皮秒激光辅助砂带磨削加工结果显示，磨削区域的力热耦合作用降低，提高了表面的加工质量。     

激光表面淬火与常规表面淬火在模具应用上的研究分析

介绍了用于模具表面淬火的常规方法以及激光淬火加工系统和激光强化工艺方法,讨论了激光强化模具表面的硬化层深度和耐磨性能与激光强化工艺参数之间的关系,采用激光强化技术能大幅度提高模具的使用寿命和加工质量。     

激光加热辅助铣削高温合金GH4698试验研究

激光辅助铣削(LAML)技术是难加工材料的有效加工方法,通过激光照射可提高材料的温度,改善其加工性能。本文通过对高温合金GH4698材料进行激光辅助铣削试验研究,分析了激光与工艺参数对切削力、刀具磨损及已加工表面质量的影响规律。结果表明,激光辅助铣削可以在不改变GH4698的组织结构及材料性能前提下降低切削力和刀具磨损,提高加工质量。     

激光加热辅助铣削氮化硅陶瓷试验研究

激光加热辅助切削是加工工程陶瓷材料的一种有效方法,关于辅助车削的研究较多,而激光加热辅助铣削的研究较少。本文搭建了激光加热辅助铣削试验系统,对氮化硅陶瓷进行了加工试验研究。随着激光能量升高,切削力降低,刀具磨损减少,切屑尺寸增加。工件表面粗糙度、表面形貌、表面组织与表面硬度的测量结果表明加工质量好、激光对工件不造成损伤。此外,研究了加工过程中产生的边缘碎裂现象,分析了工艺参数对碎裂宽度的影响规律。     

提高激光制孔质量策略的研究进展

激光制孔是一种非接触式、无工具损耗的先进加工技术,现阶段已经在航空、航天和船舶等领域广泛应用;但激光制孔后会出现热影响区、再铸层和熔渣等质量缺陷以及锥度等形貌缺陷,极大地影响了孔的后续应用,因此,在激光制孔过程中增加额外的辅助手段以提升其质量是十分必要的.首先,从时间尺度上分析了激光与靶材的作用机理,阐述了激光加工时的物理现象,明确了提升制孔质量的切入点.针对国内外在激光制孔过程中应用的辅助手段进行了系统的综述,详细分析了介质辅助、焦点位移辅助和在线监测辅助对孔形孔性的提升机制,并探讨了激光制孔技术未来的发展方向.     

提高激光制孔质量策略的研究进展

激光制孔是一种非接触式、无工具损耗的先进加工技术,现阶段已经在航空、航天和船舶等领域广泛应用;但激光制孔后会出现热影响区、再铸层和熔渣等质量缺陷以及锥度等形貌缺陷,极大地影响了孔的后续应用,因此,在激光制孔过程中增加额外的辅助手段以提升其质量是十分必要的.首先,从时间尺度上分析了激光与靶材的作用机理,阐述了激光加工时的物理现象,明确了提升制孔质量的切入点.针对国内外在激光制孔过程中应用的辅助手段进行了系统的综述,详细分析了介质辅助、焦点位移辅助和在线监测辅助对孔形孔性的提升机制,并探讨了激光制孔技术未来的发展方向.     

提高激光制孔质量策略的研究进展

激光制孔是一种非接触式、无工具损耗的先进加工技术,现阶段已经在航空、航天和船舶等领域广泛应用;但激光制孔后会出现热影响区、再铸层和熔渣等质量缺陷以及锥度等形貌缺陷,极大地影响了孔的后续应用,因此,在激光制孔过程中增加额外的辅助手段以提升其质量是十分必要的.首先,从时间尺度上分析了激光与靶材的作用机理,阐述了激光加工时的物理现象,明确了提升制孔质量的切入点.针对国内外在激光制孔过程中应用的辅助手段进行了系统的综述,详细分析了介质辅助、焦点位移辅助和在线监测辅助对孔形孔性的提升机制,并探讨了激光制孔技术未来的发展方向.     

提高激光制孔质量策略的研究进展

激光制孔是一种非接触式、无工具损耗的先进加工技术,现阶段已经在航空、航天和船舶等领域广泛应用;但激光制孔后会出现热影响区、再铸层和熔渣等质量缺陷以及锥度等形貌缺陷,极大地影响了孔的后续应用,因此,在激光制孔过程中增加额外的辅助手段以提升其质量是十分必要的.首先,从时间尺度上分析了激光与靶材的作用机理,阐述了激光加工时的物理现象,明确了提升制孔质量的切入点.针对国内外在激光制孔过程中应用的辅助手段进行了系统的综述,详细分析了介质辅助、焦点位移辅助和在线监测辅助对孔形孔性的提升机制,并探讨了激光制孔技术未来的发展方向.     

激光辅助水射流加工砷化镓晶片微槽的实验研究

对干激光、低压水射流辅助激光和激光辅助水射流技术加工砷化镓晶片微槽进行了对比实验，结果表明，激光辅助水射流技术适合加工砷化镓材料，它能够加工出晶片表面无污染、大深度、小热影响区宽度、大深宽比的高质量微槽，加工表面微观形貌均匀、微裂纹少，优于其他两种加工方式。实验研究了激光辅助水射流加工砷化镓晶片微槽的切割性能，结果表明，加工参数(激光脉冲能量、水射流压力、加工速度、水射流倾斜角度、焦平面位置和加工次数)对微槽深度、微槽宽度和材料去除率具有显著影响。微槽深度、微槽宽度和材料去除率随着激光脉冲能量的增大而增大，随着水射流压力的增大而减小，材料去除率随着加工速度的增大而显著增大。     

304不锈钢表面离散圆形凹坑液相辅助激光制备及摩擦性能

为改善304不锈钢耐磨性及润湿性，在空气与液相2种介质下使用激光加工技术在304不锈钢表面制备离散型圆形凹坑织构。借助白光干涉仪、扫描电子显微镜及能谱、接触角测量仪对织构试样表面形貌、元素含量及润湿性进行了表征，并通过摩擦磨损试验考察了织构试样在干摩擦和油润滑下的摩擦学性能。结果表明：空气介质下激光加工增强了试样表面疏水性能，接触角为123.3°；液相辅助激光加工增强了试样表面润湿性，接触角为29.3°；液相辅助激光加工表面的微凹坑分布更加均匀，无明显的氧化及熔融物重铸现象，这是因为液相在激光加工时对试样起到了冷却及保护作用；液相辅助激光加工表面织构在2种摩擦工况下的摩擦因数均最小，且磨损有一定改善。液相辅助激光制备的织构表面较为均匀、无较大的微凸峰，且具有较好的润湿性能，有利于润滑油的存储及铺展，进而改善了界面摩擦行为。     

先进制造业中的激光测试与激光加工技术

论述了激光技术在先进制造业中的重要地位及主要特点,对用于制造业的激光测试和激光加工技术的激光视觉三维测量、激光层析成像、激光无损检测技术、激光振动测量、激光快速成型技术、激光焊接技术、激光切割技术、激光打孔技术、激光标记技术、激光热处理技术和激光内腔加工技术等主要技术进行了研究与分析。     

钛合金大直径孔螺旋铣削工艺优化研究

本文基于螺旋铣孔技术,采用正交试验和极差值分析方法,在钛合金上进行了19.05mm直径孔的螺旋铣削试验。分析了不同切削参数对轴向切削力、钛合金孔径、粗糙度等的影响,以此为指标优化出最佳工艺参数。在此基础上研究了最佳参数下切削力、加工质量和刀具磨损随加工孔数的变化,发现在大直径孔加工中,螺旋铣孔技术可有效改善加工质量、提高加工效率。     

模具制造中的特殊孔加工方法

在模具制造过程中，对孔的加工要求很严格，对模具上不同材料的孔和不同结构的孔的要求做了分析，只有对加工这些孔采用相应的工艺和技术措施，才能保证孔的加工质量。     

超声加工技术的应用现状及其发展趋势

根据近年来超声加工技术的发展状况,综述了超声加工技术的应用现状及其发展趋势。超声加工技术具有其极强的切削能力、极小的切削抗力、极细微的光整能力以及极高的强化能力。国内外学者对超声振动系统中的超声换能器和变幅杆进行研究,目的在于增加系统的功率与变幅杆的振幅,以及适用于特定的加工环境。超声加工技术以其工艺优势在难加工材料加工、深小孔加工、薄壁件加工、超声表面光整强化、超声焊接和磨粒冲击等加工领域获得越来越广泛的应用,并且其应用涉及半导体工业、高速列车、汽车制造、航空航天、光学元器件、医疗工业等产业领域。随着超声加工技术应用的日益普遍,超声复合加工、微细超声加工、旋转超声加工以及超声骨切削技术也将得到进一步的发展和运用。     

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.     

CFRP/TC4叠层材料低频振动钻削试验研究

低频振动辅助切削技术是基于传统切削给刀具加上有规律并可控的振动,从而达到减小切削力、提高加工精度和延长刀具寿命的目的。将低频振动辅助切削技术应用到CFRP/钛合金叠层材料制孔中,在孔径、孔壁粗糙度和入口质量等制孔质量方面与传统钻削进行对比试验研究。结果表明,振动钻削在制孔质量上具有明显的优势。     

非金属硬脆材料的先进孔加工技术研究进展

现有的非金属硬脆材料的孔加工方法存在一些技术难题:如激光加工的锥度控制和堆积物处理,电火花加工时材料的导电性和电极的制备以及加工效率和质量问题。归纳了上述问题的解决办法,总结了国内外先进孔加工技术的研究现状和最新进展,并提出了新研制的高效低成本的引弧微爆轰击加工技术。     

SiC陶瓷旋转超声振动套磨制孔有限元仿真及实验研究

为解决SiC陶瓷加工时容易出现崩边、裂纹等问题,结合仿真与实验对其进行旋转超声振动套磨制孔技术研究。根据SiC陶瓷宏观力学本构模型,建立SiC陶瓷制孔仿真有限元模型并进行加工过程仿真分析,相比常规制孔,超声振动制孔的仿真轴向力最大可减小26.1%。常规加工和超声振动加工的对比实验研究表明,旋转超声振动加工可减小轴向力达32.9%,可大幅减少陶瓷材料脆性断裂,显著改善孔壁表面质量。有限元仿真与实验研究所得的轴向力在超声振动下最大相差7.5%,常规条件下两者最大相差14%,验证了有限元模型的正确性。仿真和实验研究结果表明：超声振动加工可显著减小轴向力和刀具磨损、提高刀具耐用度、改善制孔质量、降低加工成本。     

大功率两冲程柴油机气缸套加工工艺

在分析230系列大功率两冲程柴油机气缸套的结构特点和应用优势的基础上,探讨了加工该缸套的工艺路线并分析了工艺难点。研究了缸套毛坯铸造、缸套本体与水套钎焊、内孔激光淬火强化处理以及异形内孔珩磨等关键工艺技术并进行了试验验证。基于以上研究完成了230型气缸套的国产化研制并进行了批量装机应用,应用效果表明该气缸套服役性能良好。     

超高强高韧钢异型深盲孔加工

应用超高强度高韧钢异型深盲孔内型面的制造技术,通过采取有效的技术措施,解决了工件在加工深盲孔内型面时的技术难题,保证了零件的加工质量。