虚拟激光柔性加工的完整过程仿真模型研究 --覆盖件模具的激光硬化

提出了虚拟激光柔性加工系统的体系结构，运用IGRIP建立包括虚拟场景和虚拟加工设备的虚拟激光柔性加工平台；以覆盖件模具表面激光硬化加工为例，综合分析其过程中各影响因素(几何、激光、材料等方面的因素)，建立了基于神经网络的工艺力学模型，并嵌入到虚拟加工平台中，以实现包括几何仿真与物理仿真的完整仿真过程，预测加工效果，为真实加工提供有效依据。     

菱形销的铣削

在机械零件制造中,常遇到铣削如图1所示的菱形销,从下面的计算图中可以看出,要加工这个菱形销,最关键的是要计算出角度α和切削深度t,现将计算及加工方法简介如下: 过B点作直线OE的垂线AB,作直线BE的延长线交C点,过F、C、B点:     

激光加工中可调性一体化工作台系统的设计与算法研究

分析了加工件位姿与测量及加工的关系，提出了可调性一体化工作台的概念，给出了通过调整工作台位姿(也就是相应加工件位姿)来改善测量及加工的方法。即在建立测量及加工最佳位姿标准及坐标转换体系的基础上，通过调整加工件位姿，使加工件位姿达到或接近最佳状态，从而提高测量及加工的灵活性，改善测量及加工的效果。这对提高激光加工的效率和实现柔性加工都具有重要意义。     

基于主成分分析法与逼近理想解法的38MnVS6激光熔覆工艺研究

采用激光熔覆在燃烧室部件表面制备高性能涂层对延长柴油机寿命有重要意义,多工艺参数的优化是获得高性能熔覆层的关键。以激光功率、扫描速度和送粉速率为优化对象,以熔覆层宽度、稀释率和表面硬度为优化目标,对活塞用38MnVS6中碳钢基体表面激光熔覆镍基合金粉末进行了L₉（3³）正交试验。基于主成分分析法计算各目标权重,并采用马氏距离的逼近理想解法对试验数据进行分析,获得了如下最佳工艺参数组合：激光功率850 W、扫描速度3 mm/s、送粉速率3.13 g/min. 经试验验证,与L₉（3³）正交试验最佳方案相比,稀释率下降了1.13%,平均硬度提高了4.56%. 通过极差分析,得到工艺参数对熔覆层综合质量和熔池尺寸的影响由大到小依次为激光功率、送粉速率、扫描速度。     

K418合金和42CrMo钢激光焊焊缝的微观组织

采用透射电镜及附带能谱(TEM-EDS)对K418高温合金涡轮盘和42CrMo合金钢转轴激光焊焊缝的微观组织进行了分析.结果表明:焊缝主要由树枝状非平衡凝固的FeCrNiC(γ)固溶体组成,此外,还有少量细小、弥散的Ni_3Alγ'相、Laves颗粒和少量MC碳化物分布在树枝晶之间区域;根据热动力学原理对形成这一组织特征的原因进行了简要讨论.     

等离子熔覆γ/Cr7C3复合材料涂层组织与耐磨性研究

为探索提高工程机械易损零部件服役寿命的新技术,采用等离子熔覆工艺,以Ni—Cr-C混合合金粉末为添加材料,在易损零部件用钢Q235表面形成了以初生块状金属陶瓷CrTC3为硬质耐磨相,以强韧性良好的γ／Cr7C3共晶为基体的复合材料冶金涂层,分析了涂层的显微组织和硬度,在室温干滑动磨损条件下测试了其耐磨性。研究结果表明：涂层组织致密,硬度较高,与基体之间为完全的冶金结合,在干滑动磨损条件下具有良好的耐磨性。     

神经网络在覆盖件模具表面激光硬化虚拟过程中的应用

基于人工神经网络技术对覆盖件模具表面激光硬化虚拟过程的仿真建模,结合几何因素分析了模型的主要影响参数,对BP网络的结构和训练进行了说明。预测了激光表面硬化的加工效果(表面硬度、硬化层深、相对耐磨性和表面粗糙度),实现激光加工工艺参数的优化,为实际生产和加工提供了依据。并以C语言为开发语言,利于实现各平台间的集成。     

用于激光加工中的矩形孔径Dammann光栅光束变换技术

针对大功率激光加工对光束空间强度分布的实际要求,提出了一种用二元光学元件对光束进行变换的方法,即利用均匀采样的矩形孔径Dammann光栅对激光高斯光束进行光束变换,可满足任意点阵分布的输出要求.以线状、均匀、环状和非均匀分布的光强输出为例,介绍了矩形孔径Dammann光栅光束变换技术的设计原理及实现方法,结果表明输出光强分布具有较高的衍射效率和均匀性.将均匀和非均匀分布的输出光束应用在激光加工技术的表面强化上,结果表明试样表面的硬度和耐磨性等力学性能均有提高并且强化层具有较好的均匀性.     

连续移动三维瞬态激光熔池温度场数值模拟

详细介绍了在ANSYS软件平台上,建立连续移动三维瞬态激光熔池温度场计算模型的方法,计算模型中考虑了材料表面温度对激光吸收率的影响及材料相变过程对激光熔池温度场的影响。系统分析了连续移动三维激光熔池温度场随时间的变化规律。通过该计算模型,可以掌握激光加工过程中连续移动激光熔池的加热和冷却规律。计算结果表明,当激光沿45#钢基板表面由一端向另一端沿直线扫描时,由于热传导的作用,激光熔池温度随时间增加而升高,同时连续移动熔池表面温度最高点不在激光束中心,而是稍稍偏后于激光束中心。在相同激光工艺参数下,计算熔池横截面尺寸与实验所测熔池横截面尺寸相吻合,表明所建立的连续移动熔池温度场计算模型是正确和可靠的。     

集成激光制造系统的开放式控制研究

针对激光制造系统的发展要求,提出了一种开放式集成激光制造系统,该系统将激光器控制模块、测量模块、机器人模块和计算机控制模块等进行集成,采用模块化设计方法,各模块功能独立,实现了主控计算机对各控制模块的协调控制.其中激光器由PROFIBUS-DP现场总线控制,机器人由运动控制器控制.解决了传统激光制造系统结构封闭,专用性强,难于实现柔性化制造的难题.通过实际应用,进一步证明了该系统的开放性和可控性.