基于正交试验和响应面法的激光抛光参数优化

在激光抛光金属材料时，材料表面的粗糙度是评判抛光效果的主要指标。采用正交试验及响应面法进行了激光抛光表面粗糙度试验设计。为了研究离焦量、激光功率、重复频率、扫描速度这四个因素对表面粗糙度的影响，设计了四因素三水平正交试验，对结果进行了极差分析和对比选优。之后利用响应面法设计了四因素三水平的Box-Behnken Design(BBD)试验，建立了表面粗糙度的数值模型，同时得到了优化的抛光工艺参数。正交试验极差优化得到的最低粗糙度为0.1178μm，略高于响应曲面优化得到的0.1112μm。当离焦量为3 mm，激光功率为29.825 W，重复频率为91.451 kHz，扫描速度为1749.794 mm/s时，TC4合金经过激光微抛光后，表面粗糙度由0.3247μm降低至0.1112μm。合适的工艺参数有助于获得良好的激光抛光效果及较低的表面粗糙度。