关键词： Ni-Al2O3功能梯度材料   自诱导电火花加工   加工特性   放电特性   加工状态检测   控制策略  

摘要： 金属-陶瓷功能梯度材料巧妙地将金属材料导电、导热特性与陶瓷材料绝缘、绝热特性结合在一起,在航天航空、核能、生物等领域得到广泛应用。然而,金属-陶瓷功能梯度材料硬度高、成分梯度变化,采用常规接触式加工方法加工时,刀具磨损严重,成本高。电火花加工作为一种非接触加工方法,在加工金属-陶瓷功能梯度材料时表现出巨大的优势和潜能。金属-陶瓷功能梯度材料在电火花加工过程中,成分和导电性不断变化,具有特殊的加工性能。基于单一成分加工建立起来的加工规律和控制系统已不完全适用于金属-陶瓷功能梯度材料的电火花加工,限制了该材料加工速度的提升。为此,本文以Ni-Al2O3功能梯度材料为研究对象,对该材料的电火花加工方法、加工特性和放电特性进行探索,并在此基础上对加工过程控制技术进行研究。针对金属-陶瓷功能梯度材料的结构特点,提出了自诱导电火花加工方法。该方法将金属-陶瓷功能梯度材料本身的导电成分作为陶瓷成分的诱导源,诱导陶瓷层火花放电,实现金属-陶瓷功能梯度材料的自诱导电火花加工。在此基础上,对Ni-Al2O3功能梯度材料的自诱导电火花加工特性进行研究,分析加工表面形貌,蚀除产物及表面元素,得出该材料的三种去除方式;通过单因素实验,分析电参数对不同梯度成分加工速度和表面质量的影响,得出Ni-Al2O3功能梯度材料电火花加工的基本工艺规律。针对Ni-Al2O3功能梯度材料自诱导电火花加工过程中材料导电性不断变化的特点,进行了Ni-Al2O3功能梯度材料电火花加工放电特性研究。基于电压波形和电流波形的不同,将放电波形分为正常放电波形,拉弧放电波形,不完全放电波形和长脉冲放电波形,其中不完全放电波形和长脉冲放电波形为特有的放电波形。建立了金属-陶瓷功能梯度材料放电模型,通过理论、仿真和实验相结合的方法研究了材料电阻大小对不完全放电和长脉冲放电电压、电流和能量的影响;研究加工参数对不完全放电和长脉冲放电的影响,探索了梯度层和陶瓷层中不完全放电和长脉冲放电的可控条件。通过以上研究,为后续加工状态检测研制和控制策略的制定提供指导。为实现金属-陶瓷功能材料自诱导电火花加工过程中四种放电状态和不同层实时检测,进行了加工状态检测技术研究。针对四种放电波形的电压特点,提出了基于三电压阈值的放电状态检测方法;针对不同层四种放电波形分布特点,提出了基于不完全放电和长脉冲放电百分比在不同层界面突变的不同层识别方法。从硬件设计和软件设计两个方面,进行了金属-陶瓷功能梯度材料自诱导电火花加工专用的加工状态检测模块的开发,为电源控制策略和抬刀控制策略制定提供了实时准确的信息。针对Ni-Al2O3功能梯度材料电火花加工不同梯度成分的放电特点和加工问题,研制了脉冲电源模块和抬刀控制模块,并提出了脉冲电源控制策略和抬刀控制策略。在脉冲电源控制方面,针对梯度层不完全放电的特点,提出了高电压脉冲控制策略,大幅度提高放电能量;针对陶瓷层长脉冲放电特点,提出了脉间扩展控制策略,提高加工的稳定性和加工速度。在抬刀控制策略方面,提出了基于异常放电率（拉弧放电、不完全放电和长脉冲放电）的抬刀控制策略,该控制策略根据加工状态信息实时改变抬刀周期,适应不同加工状态的排屑需求,为小孔高效加工提供了保障。为验证所开发控制系统的金属-陶瓷功能材料电火花加工性能,对研制的加工状态检测模块、脉冲电源模块和抬刀控制模块进行集成,并进行了一系列小孔加工对比实验研究。实验结果表明,通过选择合适电压比较阈值、统计放电次数和放电率阈值,加工状态检测模块可以实现四种放电状态和不同层的实时识别;通过高压控制策略和脉间扩展策略,电源控制模块能够在改善加工质量的同时大幅度提高加工效率;通过实时抬刀周期控制,抬刀控制模块能够加快蚀除产物从放电间隙排出,尤其是氧化铝颗粒,显著提高小孔加工效率。

摘要： 随着科技的发展,器件不断向微小型化发展,对于激光加工的精度提出了更高的要求,激光加工由长脉冲激光加工向短脉冲,尤其是飞秒激光加工发展.不同于长脉冲激光,时间尺度的进一步缩短使得飞秒激光与物质的相互作用原理发生了本质的变化,赋予飞秒激光加工超高分辨率、真三维加工、可加工材料广泛等优势,使其可应用于新的领域.

摘要： 激光宏观加工主要是采用高功率激光进行加工,其产业范围涉及激光切割、焊接、淬火、熔覆、3D打印、打孔等.到2019年,国内宏观激光切割产业可以说是走过了黄金10年,实现了产值和利润双丰收.不仅经历了高功率CO2激光切割装备的鼎盛时期,而且见证了光纤和碟片激光切割快速发展过程,特别是光纤激光的出现,使激光切割进入“平民化”时代,同时,其他高功率激光加工工艺也方兴未艾.

标准号: T/CMES 12001-2018

关键词： 搬运机械手   控制系统   液压传动   PLC   特种加工  

摘要： 随着"中国制造2025"的进一步发展,工业智能化、自动化的全面实现日益显现。针对当前在高温高压、低温低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等特殊环境下物料处理的高风险、低效率,设计了一种液压驱动搬运机械手控制系统。该系统以易于实现直线运动、功率及质量比大、调速与控制方便的液压传动作为搬运机械手的驱动系统,同时采用S7-200PLC实现机械手液压系统的手动、自动控制。并在基于硬件结构设计的基础上进行程序编写。试验结果表明,所设计的液压驱动搬运机械手控制系统具有动作灵敏度高、自动化性能优良的特点,对特种加工环境中的搬运和加工智能化、自动化具有重要意义。

关键词： 螺纹孔   电火花   加工艺  

摘要： 针对大导程小直径螺纹孔特殊的结构形式以及材料硬度要求,本文通过工艺分析、专用工装设计、加工流程优化,提出了一种采用电火花加工特殊螺纹孔的方法。试验结果证明:采用电火花加专用工装的加工方法,有效解决了大导程小直径螺纹孔的加工难题,且保证了螺纹孔的加工精度。

关键词： 石墨烯   激光   拉曼光谱   激光加工   图案化  

摘要： 激光加工技术在石墨烯制备领域得到了许多应用。目前激光图案化石墨烯的方法多为激光逐点扫描,而单次辐照实现图案化加工的方法鲜有报道。通过间光调制器改变激光的光场,使光束聚焦成图案,单次辐照直接在石墨烯样品上烧蚀实现图案化。控制激光能量为合适的值时可将石墨烯清晰地图案化而不损伤硅基底。通过拉曼光谱扫描成像发现石墨烯加工边缘清晰,精度达到μm量级,具有加工速度快、无需移动样品等特点。

关键词： 超快激光   半导体加工技术   离子束刻蚀   碳化硅   微光学元件  

摘要： 为了解决飞秒激光加工硬质材料所带来的表面质量差的问题,提出了离子束刻蚀与飞秒激光复合加工技术.利用飞秒激光加工技术在碳化硅表面制备微纳结构图形,然后通过离子束刻蚀技术对碳化硅微纳结构进行刻蚀,以调控结构的线宽和深度,使结构表面粗糙度由约106nm降低到11.8nm.研究表明,利用该技术制备的碳化硅菲涅尔波带片展现出良好的聚焦和成像效果.

关键词： 光纤激光   切割设备   管材   SolidWork   补偿系统   切割精度   激光加工   M文件  

摘要： LTFIBER是目前市场上最畅销的光纤激光切管机。它的独特优势：主动调速 补偿系统，保证切割精度 自动管材切换 Artube软件：直接从SolidWork文件到CAM文件 最大化减少废料 30年管材激光加工中的积累的经验和可靠性。