工件旋转磨削磨粒切深解析模型分析

硬脆材料超精密磨削时的表面/亚表面损伤很大程度上由磨粒切削深度决定。为更好地仿真预测磨粒的切削深度,基于现有模型和实验结果之间的差异,分析预测切深偏小的问题。结合磨粒数偏差分析和单磨粒划擦实验结果,修正现有模型;修正后的有效磨粒数和表面粗糙度,虽然更贴近,但仍不能吻合实验结果。提出其他可能影响仿真结果的因素,如磨粒刃圆半径、最小切屑厚度等,为进一步完善仿真过程提供参考,以助于磨削工艺的开发和优化。      

旋转磨削硅片加工应力与亚表面损伤的研究

采用一种获得硅片局部位置应力状态的方法,通过测量硅片在局部位置的面形数据,结合反演计算获得该位置的平面主应力及其方向。对金刚石砂轮磨削（100）硅片的分析结果表明:不同位置的应力状态并不完全与以往的研究中通常采用的Stoney公式所计算出的平均应力相符,而是与其在整个硅片上所处的位置有关。采用角度抛光法检测亚表面损伤深度的结果表明:各种条件下损伤层深度均在0.4 μm左右,加工应力与亚表面损伤深度没有明确的对应关系。      

高温合金GH4169水导激光钻孔工艺特性研究北大核心CSCD

为研究水导激光加工工艺参数对材料微孔成型质量的影响,本文以高温合金GH4169为实验材料,利用水导激光设备在不同激光功率和扫描速度下进行螺旋制孔实验。采用白光干涉仪、扫描电子显微镜和能谱仪分别对加工孔的微观形貌、组织结构以及加工前后的元素含量进行测量。实验结果表明,加工过程中产生了重铸层,其厚度在0~10μm之间,重铸层的氧元素含量(22.2%)相比基体的氧元素含量(11%)增加了102%;粗糙度值Ra在实验范围内随着激光功率和扫描速度的增大而减小,在激光功率为41 W扫描速度为1.8mm/s时,获得最小的Ra值为5μm;孔壁面切削形貌特征自上而下分成三层,即光滑细纹层、熔融物附着层、粗纹层。研究结果为进一步提高水导激光精密钻孔工艺提供了理论依据。     

工件旋转磨削表面纹理数值预测模型分析

工件旋转磨削广泛用于加工单晶硅、玻璃、陶瓷等硬脆材料,预测其磨削表面纹理特征对研究磨削机理、优化磨削工艺有重要意义。基于对现有工件旋转磨削仿真模型的分析与实验验证,讨论其存在的问题及改进方向:在超细砂轮模型中应修正有效磨粒数;基于现有单磨粒划擦实验的基本结论和超精密磨削的特点,工件材料回弹、磨粒刃尖半径以及磨粒成屑临界切深是需进一步考虑的因素。研究结果有助于提升对磨削机理和工艺的认识,进而提高工件旋转磨削效率。      

镍基单晶高温合金水导激光钻孔工艺特性研究

为了探究不同激光功率及扫描速度下水导激光加工技术对镍基单晶高温合金加工微孔的影响规律及规律形成机理。使用自主研发的水导激光加工平台对镍基单晶高温合金CMSX-4在不同激光功率及扫描速度下进行1 mm微孔的加工。然后采用白光干涉仪、扫描电子显微镜和Vision64软件获得微孔加工时间、孔径、圆度、锥度及重铸层厚度随不同激光功率及扫描速度的变化规律,并研究变化规律的形成机理。结果表明,加工时间、锥度及重铸层厚度与激光能量强度有关。随着激光能量强度的增大,加工时间缩短,锥度变小,重铸层厚度变小。孔径和圆度受激光能量强度及其在材料表面分布的影响。仅当激光能量作用范围控制在水束直径范围下时,孔径及圆度相应获得较好的加工质量。     

6061铝水导激光加工工艺参数优化研究

为研究水导激光加工关键工艺参数对6061铝切槽形状与组织性能的影响,利用自研的水导激光加工设备,对6061铝开展了包括激光功率、激光重复频率、进给速度及加工次数在内的多个关键工艺参数的多因素影响切槽实验.利用金相显微镜对加工沟槽的深宽比、侧壁锥度及组织变化情况进行了测量与分析.实验结果表明:激光重复频率对沟槽宽度有较明...     

水导激光加工K424高温合金热损伤机制研究

为研究水导激光技术加工K424高温合金的热损伤区规律,使用自主研发的水导激光加工系统对K424高温合金薄片进行打孔实验,采用旋切法进行钻孔,并在激光穿透材料后在孔壁继续旋转几圈去边缘毛刺.将切下的圆形工件进行镶嵌、打磨、抛光、腐蚀和清洗,使用Zeiss EVO 10扫描电镜观测工件上的热影响区情况与重铸层的厚度.实验结...     

金属材料水导激光加工实验研究

金属材料的激光加工目前正向着低表面粗糙度、小热影响区及大深径比结构的趋势发展。新近发展了一种基于激光-水射流耦合原理的水导激光加工技术,本文阐述了水导激光加工技术的基本原理及其相对于传统激光加工方法的优势,基于激光-水射流耦合原理构建了一套水导激光加工设备,对多种金属材料进行了水导激光加工实验。利用超景深显微镜对加工工件表面进行了观测与分析,发现两种金属材料加工得到的盲孔边缘规则圆滑,切槽的边缘平直无毛刺,没有热影响区。实验结果说明对金属材料的水导激光精密加工具有可行性且有重要的应用价值。