精密齿轮光纤激光切割工艺研究

利用光纤激光精密加工系统进行了不锈钢齿轮的切割实验。研究了激光光斑直径及离焦量、切割速度、激光功率等工艺参数对齿轮切缝宽度及加工质量的影响。通过优化工艺参数,在0.4mm厚的不锈钢薄板上切割出了精密齿轮。     

等离子体冲击波效应对飞秒激光烧蚀面齿轮形貌的影响研究

利用烧蚀阈值理论，研究飞秒激光对面齿轮的烧蚀特征，得到了面齿轮的烧蚀阈值。建立烧蚀模型，计算仿真了飞秒激光在单脉冲与多脉冲烧蚀过程中的理论宽度与深度。利用等离子体冲击波传播半径随时间变化的规律，耦合飞秒激光多脉冲烧蚀时的表面残余温度变化，得到等离子体冲击波的动态反冲压力机理图，并得到飞秒激光加工过程中，等离子体冲击波动态反冲压力对烧蚀的凹坑形貌以及扫描隧道与烧蚀平面形貌变化的影响。通过试验验证飞秒激光对面齿轮进行隧道扫描时，随着扫描速度的增加，隧道的直线度降低。高功率条件下，增加相邻扫描道扫描间距，烧蚀后的齿面精度更高。     

激光冲击强化对齿轮接触疲劳的影响

用吉瓦每平方厘米量级的强激光对渗碳淬火的齿轮进行了激光冲击强化试验,对冲击处理后疲劳齿轮的综合误差进行了测量,用X射线衍射(XRD)的方法测试了残余应力和组织含量的变化,并进行了齿轮的磨损试验。结果表明,激光冲击对齿轮的精度影响较小;在齿廓的表层存在较大的残余压应力,法向残余压应力至少增加了107%,齿向的残余应力至少增加了85%;激光冲击处理使残余奥氏体的含量减小;经过磨损对比试验,未经过激光冲击强化齿面点蚀的面积是强化后齿轮的2.1倍,激光冲击能使齿轮接触疲劳寿命得到延长。     

内齿轮激光表面强化技术研究

研究内齿轮齿面的激光强化.提出了内齿轮齿面激光表面淬火的偏置技术、变速扫描技术和辅助冷却技术,获得了沿齿面均匀分布的硬化层.检测表明内齿轮精度最大下降l级.     

汽车离合器外毂组合激光焊接新工艺探索

激光焊接目前在汽车复合齿轮的焊接中已经广泛使用,尤其在异种材料间焊接优势明显,但激光焊接中出现的裂纹,气孔作为顽疾一直不易消除。本文通过将传统焊接手段中的预热方式运用在离合器外毂组合齿轮的激光焊接中,并对齿轮渗氮前后两种状态进行分别实验,最后得出一种新的齿轮激光焊接工艺方法,有效解决焊接裂纹和气孔的问题。     

基于TRIZ理论解决小模数齿面激光熔覆缺陷的技术研究

针对小模数齿轮齿面进行激光熔覆修复时容易出现熔覆缺陷、影响修复质量的问题，通过采用TRIZ理论中的冲突解决原理，对小模数齿轮激光加工的设备及工艺制备流程进行归纳分析，得到对应的创新工艺方法和优化路线。通过评估模型选择最佳的创新原理，最终采用物理矛盾的解决思路，将光束能量进行有效分配，将原有的单道光束改为多道光束，针对不同部位施加不同能量密度的光束，有效改善高斯光源特性。通过单一变量法试验验证得到，在双道直径1 mm光斑下的激光熔覆涂层中晶状奥氏体析出较少，粒状渗碳体析出较多，涂层的硬度和耐磨性比单道激光熔覆更高，齿面具有更高的抗胶合、抗点蚀和抗磨损能力，满足修复后齿轮齿面工艺强度要求。     

飞秒激光精修面齿轮工艺参数的多目标优化

基于面齿轮传统机械加工精度欠佳的局限性,最后工序采取飞秒激光对面齿轮进行精修加工,在满足面齿轮烧蚀深度和齿面粗糙度约束的前提下,建立了以飞秒激光精修效率和表面质量为目标函数的多目标优化数学模型。利用内点罚函数并行以gamultiobj函数为基础的改进遗传算法求解优化模型,得到两组较优的飞秒激光加工面齿轮参数方案,与参数优化后的激光实验结果相对比,最大相对误差均在合理范围内,证明了优化的合理性,提供一定的理论指导在实际生产领域对飞秒激光精修面齿轮的运用。     

基于激光偏置的齿轮精密测量

在进行齿轮激光测量时,激光束所在的空间直线通常穿过齿轮中心,测量值为激光位移传感器至齿轮渐开线齿面的空间距离。但激光束与被测齿面法矢量的夹角过大,影响测量的精度和数据的稳定性。因此,提出一种激光偏置的齿轮精密测量,使激光束相对齿轮轴线偏置一段距离,激光束与齿面测量点法矢量夹角减小,有效提高激光测量精度与稳定性。计算出了最佳的偏置量范围,通过检测齿轮齿形分析了齿轮的齿距偏差和螺旋线偏差。利用理论推算与实验验证的方法,得出该种测量方法测量精度可达到1μm,测量数据波动小,适用于齿轮高精度测量。     

飞秒激光烧蚀齿面表层构态分析及其控制研究

为了分析飞秒激光烧蚀面齿轮齿面表层构成及其形态影响,本文针对面齿轮材料18Cr2Ni4WA,通过建立双温传热模型,模型采用向后有限差分法进行飞秒激光烧蚀数值模拟,研究飞秒激光烧蚀齿面的加工过程,分析能量密度对重铸层和热影响层的影响规律。结果显示:能量密度由173J/cm2增加至433J/cm2,重铸层厚度从068μm增加到102μm,热影响层厚度从096μm增加到135μm。针对重铸层的控制,本文实施了对面齿轮齿面的二次加工,实验结果表明:采用能量密度173J/cm2对齿面进行二次加工,加工后的齿面几乎没有重铸物残留,齿面平均粗糙度由0365μm降到了0185μm,有效地改善了面齿轮的加工质量,为提高飞秒激光精微烧蚀面齿轮精度提供了有益参考。     

利用激光位移传感器高精度测量圆柱齿轮齿距方法

为了提高圆柱齿轮的加工生产质量，提出利用激光位移传感器进行高精度测量圆柱齿轮齿距的方法。采用激光位移传感器进行圆柱齿轮进行齿轮齿距图像采集，结合摄像机与激光器的相对方位获取其三维坐标，构建圆柱齿轮齿距的世界坐标系，利用线结构光视觉技术实现对圆柱齿轮的测量轴直径求解，根据发射的激光形状分析圆柱齿轮光条图像的特征点，通过编码技术对光条进行跟踪，检测光条特征点并计算侧头相对于齿轮轴心线的最大变动量，根据圆柱齿轮表面的光栅图实现高精度测量。测试结果表明，该方法进行圆柱齿轮齿距测量的偏差较低，精度较好，能够实现对圆柱齿轮齿距的非接触式高精度测量。     

能量耦合模型的飞秒激光烧蚀面齿轮形貌研究北大核心CSCD

飞秒激光精微加工面齿轮材料18Cr2Ni4WA是去除材料的先进制造方法。本文依据烧蚀凹坑的深度与宽度和激光能量密度的关系得到材料的烧蚀阈值和影响重叠率的因素。考虑齿轮材料成分间互温感应效应与多脉冲激光累积效应,建立材料的能量复耦合模型。通过改变激光能量密度和脉冲数,研究飞秒激光烧蚀凹坑及齿面形貌表面的变化规律,得出脉冲数对烧蚀效果影响小,激光能量密度为1.730 J/cm2激光功率为1.9 W脉冲数N=3000进行烧蚀效果最好可得到最优的实际烧蚀面深度为17.604μm。     

齿轮激光淬火的扫描方法及工艺

提出两种齿轮激光淬火的扫描方法：周向连续扫描和轴向分齿扫描，并研究了两种方法相应的主要工艺及工艺参数。     

齿轮激光表面强化技术研究

提出了齿轮激光表面强化的偏置技术、变速扫描技术和辅助冷却技术 ,因而 ,获得了沿齿廓分布的均匀硬化层。检测结果表明 :齿轮激光淬火变形很小 ,不影响齿轮的精度等级。     

齿轮激光淬火硬化层的快速估算及背面回火问题

采用平面瞬时热源法研究激光作用后轮齿内部的瞬态温度场分布,导出了实用的齿轮硬化层分布的快速估算公式,同时还讨论了齿轮的背面回火问题。     

40CrNiMoA齿轮激光表面强化及抗疲劳性分析

对40CrNiMo齿轮进行了激光表面强化处理,用SEM和TEM对处理试样显微组织进行了分析,测试并分析了其显微硬度,并进行了抗疲劳性现场试验,结果表明:40CrNiMo激光淬火后其组织由淬硬层、过渡区和基体组成,淬硬层组织为细小的板条马氏体和针状马氏体,层深约1.5mm,过渡区为马氏体和索氏体混合组织,基体为回火索氏体。淬硬层表面硬度比常规淬火硬度有所提高。40CrNiMo激光淬火齿轮比20Cr2Ni4渗碳淬火齿轮疲劳强度提高约10%。     

激光在汽车产业中的应用

１　引言　　早在１９６９年激光就被用于汽车电子零件电阻的修整和陶瓷基板的划线,这是首次发现激光振荡９年以后的事。七十年代中期,美国进行了两大开发,即由福特汽车公司开发的车体钢板激光焊接和由通用汽车公司开发的动力转向装置齿轮罩的激光淬火。这些开发为以后汽车产业激光加工技术的发展带来了机遇。八十年代,激光加工技术的应用逐渐增多,其中增长最快的是激光切割和激光焊接。激光切割主要用于产品试制阶段和少量生产时面板的切割和打孔。激光焊接则用于传动齿轮的焊接。现在,激光切割的应用范围更加广泛,已发展到组装生产…     

面向特大齿轮的激光跟踪测量精度提升方法

为实现特大齿轮激光跟踪测量精度的提升,采用激光跟踪仪与柔性关节坐标测量臂相结合的测量方式,建立了基于激光跟踪多边测量方法的特大齿轮组合式测量网络。采用柔性关节坐标测量臂蛙跳技术确定激光跟踪仪全局坐标系与柔性关节坐标测量臂坐标系之间的坐标转换关系,实现不同站位下测量臂测量数据的空间配准。引入激光跟踪仪多边测量方法,摒弃其角度测量模块,建立激光跟踪多边测量位置参数标定模型,通过测量冗余数据并对其进行L-M优化迭代,以提高激光跟踪仪的全局控制精度。对建立的组合式测量网络进行仿真实验,分析对比测量数据,组合式测量网络的测量误差平均值为0.007 mm,误差标准差为0.004 mm,相同条件下,使用激光跟踪仪直接测量方法的测量误差平均值为0.044 mm。仿真实验分析表明,该方法显著提升了测量精度,满足了特大齿轮现场齿形测量的要求,具有较好的理论与工程应用价值。     

直齿圆柱齿轮的激光热处理

本文提出了齿轮热处理的三项关键技术。在此基础上,获得了沿齿廓分布的均匀硬化层。检测结果表明：齿轮激光淬火变形很小,不影响齿轮的精度等级。     

JL-1型激光流量计及其在石油计量方面的应用

本系统是用精密的椭圆齿轮计量箱与激光技术、数字显示技术相结合而实现对汽油、煤油等易燃液体的计量和自动控制的。凡是有使用和可以使用椭圆齿轮流量表（计）的石油、化工、制药或其他部门，均可采用。     

激光控制技术研究

使用激光进行自动化控制系统的探头设计已经成为了目前探头设计中的首选方法。本文研究了一种激光探头,可以直接通过行车齿轨齿轮的运行角速度计算行车的行进方向、行进速度和当前位置,为行车中控系统提供前置数据支持。本文系统还可以在其他齿轨系统的位置测量中得到应用。