关键词： 气膜冷却孔   坐标变换   电火花加工   扫描加工  

摘要： 基于UG NX软件的涡轮叶片三维模型,研究了一套气膜冷却孔加工信息自动化提取方法和实现算法,集成了气膜冷却孔孔轴偏角与加工点位的自动提取、不同坐标系的适应性配准、叶片位姿调整偏角与变换坐标值的自动输出、分层获取扩散孔结构与圆直孔深度信息、自动补偿工具电极半径与放电间隙、优化扫描加工轨迹等功能,实现了电火花扫描加工扩散孔与电火花高速穿孔加工圆直孔的组合工艺自动化加工过程,并通过实验验证了该方法及其实现算法的实用性。

关键词： 激光光学   碳纤维复合材料   脉冲激光   激光烧蚀   传热模型   表面粗糙度  

摘要： 利用激光线扫描方式建立丝状高斯热源的传热模型,并对其进行数值分析,得到脉冲激光烧蚀碳纤维的演化规律。对碳纤维复合材料(CFRP)板材进行激光烧蚀实验研究以验证所提模型的可行性。结果表明:当激光功率为9 W、激光扫描速度为200 mm/s时,板材表面绝大多数树脂被蒸发,表面粗糙度降至7.20μm,表征数据稳定性的样本方差为1.889。实验证明了该理论模型的正确性和可行性,为CFRP材料的激光加工研究提供了参考。

关键词： 新型真空玻璃   激光封接   夹持机构   翻转机构   同步旋转机构  

摘要： 激光封边具有封接效率高的优势,但真空玻璃激光封边过程中易发生透射、反射、吸收等相互作用,导致封边质量不佳.针对上述问题,设计了一种包含夹持机构、翻转机构、同步旋转机构的真空玻璃封接用旋转式激光加工装备,并通过对双平行四杆、曲柄摇杆、滑块摇杆的运动分析,优化该装备的翻转机构.实验结果表明,该装备可实现玻璃夹持、翻转、同步旋转等功能,优化后的翻转机构在夹持机构翻转90°时末线速度为0 mm·s^(-1),且翻转过程中线加速度无突变,对支撑柱冲击较小,可稳定夹持平板玻璃,为真空玻璃的封接工艺及制造装备设计提供了参考.

关键词： 三维五轴激光   三点定位   基准点   自动偏置  

摘要： 提出了一种基于数控系统三点定位工件找正的轨迹自动偏置算法。通过在CAM中选取工件上3个不共线的测量基准点,记录CAM中工件坐标系中的坐标,将工件放置完毕后,测量3个基准点实际机床坐标系下的坐标,利用算法求解两个坐标系偏置值并计算出偏置找正后的轨迹,实现每次更换工件只用标定3个基准点的机床系坐标就能直接加工。并通过VERICUT软件构建加工机床模型进行仿真测试验证,验证了算法的正确性。最后在实际机床上进行加工验证,证实了该算法能保证工件轨迹的正确性,在提高效率的同时保证了工件加工的精度。

关键词： 金刚石   激光加工   激光切割   微孔成型   微槽道   激光平整化  

摘要： 激光加工是目前金刚石的主流加工方法,相较于传统的机械加工形式,激光加工精度高、效率高、普适性强,因而在金刚石切割、微孔成型、微槽道加工及平整化等方面均得到广泛应用。文中阐述了金刚石激光加工原理,介绍了不同类型激光与金刚石材料相互作用机制,重点总结了近几年多种激光加工金刚石模式的发展现状,分析了新型的激光加工方法的特点,探讨了现阶段激光技术在金刚石加工领域面临的问题、挑战及未来的发展趋势。

关键词： 激光加工   激光切割   激光发生器   切割速度  

摘要： 传统机械加工存在加工效率低、环境友好性差等缺点,激光加工刚好解决了这些难题。激光切割打孔技术利用激光发生器输出高能量密度的激光束,激光束扫描加工表面,通过局部区域熔化气化,从而快速成型。鉴于此,设计了一款激光打孔切割设备。首先从打孔切割设备的功能与性能需求入手,分析激光打孔切割工艺内容,提出打孔机机械系统方案。根据现代化设计理论原理,借助三维建模软件,完成了X、Y、Z轴的机械结构设计。包括电机的选取、导轨和丝杠的设计算,并完成了寿命以及强度刚度的校核。通过运用PLC控制技术来实现Z轴的移动,确保激光发生器移动至需要加工的位置。根据工艺需求确定了激光发生器的选型,并分析了激光切割速度和功率对加工结果的影响。

关键词： 五轴机床   VERICUT   仿真   摇篮式   电火花加工  

摘要： 以自主设计的卧式摇篮式五轴机床为研究对象,利用UG软件绘制五轴机床模型,将模型各组件导入到VERICUT9.2.2中构建仿真平台。详细介绍仿真平台的建立过程、VERICUT中相关参数的设置方法、毛坯的设置和调整、刀具的创建等内容。运行VERICUT仿真模拟加工过程并观察加工效果。经过实践验证,该仿真平台能有效避免机床碰撞等事故的发生。

关键词： 激光技术   多孔玻璃   超快激光   微锥阵列   电喷雾发射极  

摘要： 采用脉宽为8 ps的超快激光器,结合高速相机原位观测,研究了超快激光作用G5级多孔玻璃过程中的材料去除行为。研究结果表明:在超快激光作用下,多孔玻璃材料出现剥离去除现象,加工过程中有大量粒径为几十微米的颗粒飞溅,材料去除效率约为K9玻璃的16.2倍。分析了扫描策略和加工余量对多孔玻璃微锥阵列形貌特征的影响,实现了高一致性和大锥顶锐度微锥阵列加工,平均锥顶尺寸达到20μm。组装后的电喷雾推力器能够在3 kV电压下获得单个发射极90μN的推力。

关键词： 氧化石墨烯   菲涅耳透镜   激光加工   还原氧化石墨烯  

摘要： 二维材料具有高折射率和高透光率等优异光学特性,利用激光加工氧化石墨烯材料,会发生还原反应并生成具有类石墨烯材料特性的还原氧化石墨烯,这使得基于氧化石墨烯材料设计菲涅耳透镜成为可能。相较于传统的光学透镜及微型光学透镜,这一设计将透镜的尺寸从厘米级缩减到纳米级。针对工作波长532 nm设计了基于氧化石墨烯薄膜的菲涅耳透镜,通过瑞利–索末菲衍射理论及电磁场数值仿真测试了菲涅耳透镜的聚焦效果,并且通过滴铸法制备了氧化石墨烯薄膜(约500 nm),在薄膜上用激光加工菲涅耳透镜,最终得到透镜聚焦光斑直径2.14µm,聚焦效率41.2%。相比旋涂法制备氧化石墨烯薄膜,滴铸法制备氧化石墨烯具有效率高、价格低廉的优点。该设计为纳米级的基于氧化石墨烯的光学系统的集成化和大规模生产提供了可能。

关键词： 短脉冲激光   微加工   火山状坑   微沟槽  

摘要： 短脉冲激光具有高精度、非接触和高可控性等优点,可以针对各种材料进行表面精细加工。如在医用钛合金表面加工出不同形貌、尺寸的微结构,能够有效地改善植入物表面生物活性。利用短脉冲激光在材料加工上的优势,开展了纳秒激光脉冲烧蚀试验,探究纳秒激光与钛合金间的相互作用。阐明钛合金表面火山坑微结构的形成机理,并开展多脉冲激光参数试验,研究激光参数对微结构成型的影响,建立参数与特征尺寸间的映射关系。该研究可以获得具有特定尺寸、高加工质量的微结构,有助于短脉冲激光微加工技术的应用,具有良好的学术和工程意义。