超硬磨料砂轮修整与激光修整新进展

本文介绍了超硬磨料砂轮修整的现状和特点，指出超硬磨料砂轮修整的关键和亟待解决的问题。重点介绍一种很有前途的修整技术－－激光修整，分析了其国内外近年来的研究情况。作者用声光调QYAG激光对树脂结合剂CBN砂轮进行了修锐试验，得出了声光调QYAG激光适宜修锐树脂结合剂砂轮的结论。对今后的超硬磨料砂轮激光修整的发展方向作了展望；建立材料热去除模型和气体动力学模型，完善激光修整机理的研究；实现激光整形和修锐过程同时进行；深入研究激光精密修整技术；开发成形砂轮激光修整技术；开发自适应控制修整系统，实现激光在线修数；提高修整效率。     

声光调QNd:YAG脉冲激光修锐金属结合剂金刚石砂轮

金属结合剂金刚石砂轮具有良好的磨削性能，在初次使用和磨损后必须对其修锐。由于金属结合剂和金刚石磨粒之间存在热物理、光学性质差异，可通过选择合理的脉冲激光功率密度去除结合剂，凸出磨粒，实现选择性去除。本文采用声光调QNd：YAG脉冲激光径向辐射，对金属结合剂金刚石砂轮进行修锐试验研究，并与传统机械修锐和连续激光修锐进行了比较。理论分析了声光调Q脉冲激光修锐金属结合剂金刚石砂轮的机理，试验研究了单脉冲激光烧蚀凹坑和脉冲激光修锐的情况，总结出激光、工艺参数对修锐效果的影响特点和规律。激光平均功率(Pm)增加、脉冲重复频率(f)减小、离焦量(Z)减小，则脉冲功率密度增加，凹坑深度增加。在本试验条件下，选择Pm=10W、f=5—8kHz、Z=0．0mm；Pm=20W、f=1—2kHz、Z=1．5mm和Pm=30W、f=1-2kHz、Z=3．0mm这些参数修锐，能获得较好的地形地貌。试验证明，以单脉冲试验为指导，合理选择激光参数进行修锐，可以得到较好的地形地貌。     

DOGAL 800DP镀锌高强钢数控C02激光焊接工艺参数的优化

采用正交方法优化试验方案,对DOGAL 800DP镀锌高强钢进行激光焊接试验,并对激光焊接试样进行了多种焊接质量的检测.结果表明:数控CO2激光焊接1.5 mm厚镀锌高强钢时,在试验条件下保证焊缝成形、强度和质量的优化工艺参数是以氮气作为保护气体,同轴气流量为3.0 m3·h-1,激光功率1300 W,离焦量-0.4 mm,焊接速度0.80 m·min-1,侧吹气流与水平方向成40°夹角,侧吹气流量2.1 m3·h-1.     

激光烧蚀金刚石磨粒及其变质层与微裂纹分析

采用声光调Q Nd:YAG脉冲激光烧蚀金刚石磨粒,研究激光参数对磨粒变质层及微裂纹的影响。首先建立传热学数学模型,进行模拟计算,然后通过烧蚀试验和实际检测进行验证,分析其原因,总结出脉冲激光的重复频率是影响变质层和表面微裂纹的主要因素。     

CO2激光焊接汽车镀锌板的试验研究

为避免出现不稳定的焊接模式,在试验的基础上,通过建立激光焊接稳定性的计算模型,优化了焊接工艺参数.采用同轴和侧吹保护气体的方法,解决了因锌的蒸发及环境中水分等的影响下,在激光焊接时焊缝中易于形成气孔和出现不稳定的焊接模式的问题.研究结果表明:在同轴和侧吹保护气体的条件下,激光深熔焊接能有效地避免高强度镀锌钢热影响区(HAZ)的软化,控制焊缝气孔及焊接接头裂纹的产生.     

高速磨削下颤振预兆的诊断分析

在湖南大学高速、高效、低粗糙度磨削研究的基础上，通过功率分析，借助方差分析和均方频率分析，揭示了高速磨削下颤振预兆的诊断分析。     

声光调Q YAG脉冲激光修锐和整形青铜金刚石砂轮

采用声光调Q钇铝石榴石(Yttriumaluminumgarnet,YAG)脉冲激光径向辐照,修锐和整形青铜金刚石砂轮。通过建立传热学数学模型和数值计算以及激光单脉冲烧蚀试验,分析了修锐和整形机理,找到了合理的修锐和整形的激光参数与工艺参数。设计和研发了一套在线检测闭环控制激光烧蚀系统,利用该系统控制激光烧蚀过程,进行了青铜金刚石砂轮修整,得到了较高的整形精度和良好的地形地貌,并且实现了一道工序同时整形与修锐。通过磨削对比试验分析了修整效果。     

激光修整青铜金刚石砂轮石墨变质层的研究

针对声光调Q YAG脉冲激光修整青铜结合剂金刚石砂轮,运用ANSYS有限元软件建立了三维脉冲激光烧蚀金刚石磨粒的数学模型和传热模型,得到了激光烧蚀金刚石磨粒后的温度分布。利用所建立的模型可获得不同激光参数下的变质层厚度,并通过实验对该模型进行了验证。针对脉冲激光修锐与整形的两个不同方面,从实验和数值模拟两方面研究脉冲激光参数对变质层厚度的影响规律,得到在修锐时脉宽与激光功率对变质层厚度影响程度相差不大,而在整形时脉宽则起到了绝对的主导作用;经过多脉冲激光烧蚀后变质层厚度有所减小;只有在砂轮修锐时石墨变质层厚度随脉宽的增加而减少。     

激光在线修整青铜金刚石砂轮数值仿真与试验

为了研究声光调Q YAG脉冲激光在线修整青铜结合剂金刚石砂轮,采用数值仿真和试验相结合的方法,在考虑金刚石石墨化过程的基础上,通过有限元数值模拟的方法建立了3维单脉冲激光烧蚀金刚石磨粒的数学模型和传热模型,研究了脉冲激光参量(离焦量、脉宽和激光功率)对金刚石磨粒去除厚度的影响规律,为激光修整参量选择提供了指导。结果表明,激光功率、脉宽和离焦量是影响脉冲激光金刚石磨粒去除厚度的最直接的因素,金刚石磨粒去除厚度随着激光功率的增加而变大;随着脉宽的增加而减少;随着离焦量的增加而减少。借助CCD和激光三角位移测量仪对砂轮表面跳动进行在线监测、采用闭环控制系统控制Q开关,实现了砂轮的在线修整,获得了良好的地形地貌,降低了砂轮圆跳动度误差,达到良好的修整效果。     

电火花机械磨削修整粗粒度成形砂轮试验研究

粗粒度金属基金刚石砂轮磨削效率高,面形精度保持性好,可以满足各种成形零件的精密加工,但存在因修整困难而难以推广的问题。针对该问题,提出采用电火花机械磨削法修整粗粒度金刚石砂轮。探究了放电参数对修整效率及刀具损耗量的影响规律,并以修整效率为优化目标选取粗修整试验放电参数,以修整精度为优化目标选取精修整试验放电参数。设计了半径为3 mm的凹圆弧、凸圆弧砂轮修整试验,粗修整后凹圆弧、凸圆弧半径分别为2867.510μm、2919.254μm,尺寸误差分别为4.43%、2.69%,轮廓精度PV值为54.34μm;精修整后凹圆弧、凸圆弧半径分别为3005.107μm、3001.588μm,尺寸误差分别为0.17%、0.053%,轮廓精度PV值为17.28μm。最后,磨削碳化硅陶瓷试件,获得凹圆弧、凸圆弧半径的尺寸误差分别为0.24%、0.045%,工件表面粗糙度Ra可达0.463μm。