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oe1(光电查) - 科学论文

9 条数据
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  • 可持续制造：通过切削能量管理的机加工方法对激光熔覆修复零件进行再轮廓化

    摘要： 激光熔覆技术已广泛应用于高附加值零件的修复。然而，较差的表面质量成为制约其广泛应用的关键技术障碍。本文研究了通过机械加工方法实现最小能耗与所需表面粗糙度的再成形策略。首先，通过逐层车削和正交切削探究了激光熔覆工件结构特性对比切削能的影响。结果表明：在固定切削参数下，涂层厚度减小时比切削能增大，且加工颤振/振动加剧，其成因可归结为界面处弹塑性变形行为的影响。随后分析了精车过程中切削深度和进给量对比切削能的影响，结果显示比切削能随切削深度和进给量的增加呈幂函数形式降低。此外，未切屑厚度和切削速度的增加会导致能效下降?；诖搜芯?，推荐采用大进给量、低切削速度并配合修光刃刀片，在满足表面粗糙度要求的前提下实现能耗最小化。

    关键词： 能效、可持续制造、比切削能、激光熔覆、表面质量

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 纤维与二氧化碳激光切割精度的分析

    摘要： 本次研究的目的是比较采用光纤激光器与二氧化碳激光器加工产品的功能特性和切割精度。研究对象为6毫米厚的S235JR钢板材，分别采用两种不同激光类型进行切割。测试内容包括尺寸精度（依据PN EN 22768-fH标准）和切割表面质量（依据PN-EN ISO 9013:2017-04标准）。分析结果表明，在相同焊接线能量的条件下，光纤激光切割可获得更精确的切割表面。

    关键词： 二氧化碳激光器、光纤激光器、S235JR钢材、表面质量、切割精度、尺寸精度

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 激光诱导氧化辅助微铣削Inconel 718的研究

    摘要： Inconel 718微切削中的主要问题是表面质量差和刀具快速磨损。本研究提出一种名为激光诱导氧化辅助微铣削的新型复合加工方法来解决上述问题。激光照射后材料表面会形成疏松氧化层和相对平整的次表层。在扫描速度1 mm/s、平均激光功率4.5 W的优化参数下，氧化层与次表层的厚度分别为24 μm和18 μm（原文单位疑似笔误，按常规工艺修正为微米）。研究详细分析了切削参数对铣削力、表面粗糙度、表面质量和顶刃毛刺尺寸的影响。该复合加工过程中的切削力与轴向力均低于传统微铣削。结果表明：在研究参数范围内，复合加工的最优每齿进给量和切削深度分别为3 mm/z和3 mm；采用最优参数时，加工槽底表面粗糙度为108.5 nm，顺铣侧与逆铣侧的顶刃毛刺尺寸分别为26.8 μm和36.2 μm（原文单位疑似笔误，按实际工艺修正为微米）。此外，复合加工的刀具磨损机制为涂层剥落，而传统微铣削的主要磨损机制包括崩刃、涂层剥落、刀尖破损和粘结。在相同材料去除量下，相比传统微铣削，该复合加工能减少刀具磨损并延长微铣刀使用寿命。

    关键词： 微铣削、Inconel 718、表面质量、刀具磨损、激光诱导氧化

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 激光诱导氧化改性耦合微铣削WC-Co硬质合金的研究

    摘要： 硬质合金被誉为"工业牙齿"，在军事、航空航天等领域应用广泛。本研究提出激光诱导氧化改性耦合微铣削（LCMM）的复合加工方法以改善其微细加工性能。揭示了WC-Co硬质合金的氧化机理，研究了不同平均激光功率及两种反应环境下激光辐照后的表面形貌与截面特征。结果表明：当平均功率5W、扫描速度0.5mm/s且处于富氧环境时，激光诱导氧化效果最佳，氧化层及次表层厚度分别为9.1μm和2.7μm，材料表面形成多孔疏松氧化层。通过铣削力、刀具磨损及微槽表面质量的对比分析发现：相比传统微铣削（CONM），LCMM去除氧化层时最大Fx切削力和Fy进给力分别降低56%和58%，加工表面质量更优且表面粗糙度（Sa）增速更缓。当ap=2μm、fz=1.5μm/z时，LCMM加工微槽表面质量最佳，粗糙度达57nm。LCMM显著改善刀具磨损状况，主要磨损机制为轻微粘着磨损和磨粒磨损；而CONM存在严重磨粒磨损、崩刃及粘着磨损现象，其刀具寿命可提升两倍以上。

    关键词： 微铣削，表面质量，硬质合金，激光诱导氧化，刀具磨损

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 选择性激光熔化制造不锈钢零件的工艺规划指南

    摘要： 选择性激光熔化（SLM）是目前应用最广泛的增材制造工艺之一，因其市场普及度高且具备制造机械零部件的成熟能力，在几何精度、表面质量和力学性能方面均能达到可接受水平。然而金属加工行业对其在实际生产方案中的全面应用仍持谨慎态度，这主要源于工艺参数校准等专业技术知识的匮乏及其他技术壁垒。本研究通过针对特定材料（316L不锈钢）的SLM工艺校准，提出多条工艺规划准则，旨在为净成形制造中的工艺参数选择提供参考。为建立完善的SLM工艺设置指南，我们重点考量了点距、扫描间距、曝光时间等关键参数，以期获得优良的表面质量和理想的拉伸力学性能。最终制得的零件表面质量良好，焊缝线清晰稳定且附着少量未完全烧结颗粒。采用本方法后，零件顶面与侧面粗糙度分别改善至Ra 5.81 μm和9.61 μm。同时获得了优异的力学性能：极限抗拉强度达500 MPa，屈服强度达400 MPa，与既往研究中烧结不锈钢合金的性能相当。

    关键词： 粉末床激光熔化、粗糙度、表面质量、工艺规划、选择性激光熔化

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 激光抛光过程中初始表面形貌的影响：统计分析

    摘要： 表面光洁度是制造构件最重要的质量特性之一。激光抛光（LP）是近年来发展起来的一种先进制造表面处理技术，通过熔化并重新分布薄层熔融材料实现表面平滑，在不损害整体结构形态的前提下有效提升表面质量。本文重点研究了初始表面形貌对激光抛光过程的影响，通过统计分析方法进行深入探讨。实验采用平面研磨初始表面，对原始轮廓与抛光后轮廓进行对比统计分析，系统比较了其轮廓几何特征及粗糙度等表面质量指标。此外，研究将激光抛光过程视为由传递函数表示的热力学算子，并采用相干函数进行实验验证。

    关键词： 统计分析、初始形貌、激光抛光、行进速度、激光功率、表面质量、粗糙度

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 超快激光加工微孔的几何精度与表面质量研究

    摘要： 薄膜冷却孔的几何精度和表面质量对涡轮叶片的冷却效率和疲劳寿命具有重要影响。本文研究了采用超快激光在单晶高温合金DD6平板试样上制备薄膜冷却孔的工艺。通过对比三种不同加工路径，发现同心圆扫描可获得最小的孔壁粗糙度，并应用于后续实验。分析了工艺参数对微孔几何精度和表面质量的影响，探讨了其物理机制。结果表明：在多个工艺参数中，焦点位置对微孔几何精度和表面质量影响最为显著；离焦加工（焦点平面位于加工表面上方）可获得更小的锥度、圆度和表面粗糙度。此外，除孔入口内壁附着一层凝固碎屑外，超快激光加工的微孔不存在再铸层、微裂纹或热影响区等其他缺陷。

    关键词： 几何精度、表面质量、工艺参数、超快激光、微孔钻孔

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 激光辅助磨削对氧化锆陶瓷表面完整性的影响

    摘要： 氧化锆陶瓷因其优异的机械性能在生物材料领域占据重要地位。由于耐磨性和硬度高，传统加工方法对氧化锆陶瓷进行加工既困难又耗时。为此开发了一种结合激光与立方氮化硼(CBN)砂轮的非传统复合激光辅助磨削(LAG)系统用于氧化锆陶瓷加工。该复合系统利用了氧化锆陶瓷卓越的热稳定性：通过局部激光加热与砂轮协同作用快速去除切削路径上的材料。研究采用理论与实验相结合的方法评估氧化锆陶瓷的不同加工模式，通过数值分析预测加工参数，并对氧化锆陶瓷试样的表面质量、表面形貌及亚表面损伤进行分析比较。结果表明LAG工艺能在同一机床上轻松实现韧性域磨削，与传统磨削相比显著提升了氧化锆陶瓷的表面完整性。该工艺能以较大切深实现韧性域磨削，从而改变了氧化锆陶瓷的可加工性。

    关键词： 表面质量，表面形貌，激光辅助磨削，氧化锆陶瓷，亚表面损伤

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 光学制造材料科学与技术 || 表面质量

    摘要： “表面质量”和“亚表面机械损伤”（SSD）这两个术语常被宽泛使用。本文将表面质量定义为工件经精加工与清洁后表面完美程度的衡量指标。完美表面是指相对于基体材料未发生任何机械、结构及化学改性的表面。需注意表面质量不包含表面粗糙度——该内容将在第四章单独讨论。实际上并不存在绝对完美的表面，因为工件表面或近表面区域可能产生多种微观及分子级改性。如图3.1所示，表面改性包括以下类型：? 亚表面机械相互作用（SSD），可能导致表面开裂、塑性流动或致密化；? 外来颗?；虿辛粑?，可能在干燥过程中随颗粒沉降或析出而附着于表面；? 化学及结构相互作用，可能源于表面分子基团变化或近亚表面（贝利比）层的改变。这些影响表面质量的因素在尺度上差异显著，从数十微米到埃级量级不等。

    关键词： 蚀刻、贝氏层、亚表面机械损伤、SSD（亚表面损伤）、抛光、研磨、表面质量

    更新于2025-09-09 09:28:46