关键词： 特种加工  

ISBN: (纸本)9787560625386

摘要： 本书共分7章，内容包括机械模具加工中常用的电火花加工、电化学加工、超声波加工、激光加工等特种加工技术，重点介绍了电火花加工和电火花线切割加工的基本原理、一般加工工艺规律、加工工艺及实例。本书兼顾特种加工理论和具体加工工艺，以实例形式讲述了电火花加工机床的定位、装夹，工艺参数的选择等操作技巧、要点及编程方法。本书实用性强，图文并茂，且配有较多的具体加工实例。

关键词： 激光技术   水射流技术   激光加工   凹印制版  

摘要： 20世纪90年代末,瑞士Bernold Richerzhagen博士结合传统激光技术与水射流技术的优点,发明微射流水波导激光技术。该项技术发明为微尺寸加工带来一种优良的新型加工方式。但目前该精细加工技术仍存在水波导激光刀头光斑过大、分辨率偏低等缺点。因此,本论文致力研究压缩微射流水波导激光束、提高加工分辨率的关键技术,着重研究了微射流水波导激光加工系统的刀头,包括产生稳定的传导30μm水射流束、矩形水射流的条件、研制了相关光学耦合装置,并进行微射流水波导激光直刻凹印制版关键技术研究。\n 本论文研究设计工作的主要创新点如下:\n (1)首次深入、系统研究了至今为止最小孔径为30μm的射流喷嘴形成稳定微射流水波导区及微射流水波导与激光束之间耦合等关键技术,并通过实验验证,获得了长径比大于10、直径30μm稳定微射流水波导区及激光光学装置;满足激光直刻凹印制版网穴分辨率要求,并申请了发明专利“旋转可调水波导激光加工装置”(申请号:20110191963.0),“阵列式水波导激光加工装置”(申请号:20110192794.2);\n (2)提出和开展了矩型微射流水波导激光加工系统研究,理论分析了影响矩型射流喷嘴形成稳定微射流水波导的主要因素,获得了形成稳定矩型微射流水波导的重要技术参数,研制了稳定矩型微射流水波导激光加工装置,并申请了发明专利“矩形水波导激光加工装置”(申请号:201101192792.3);\n (3)基于流体连续性及动量守恒理论,建立了射流密度变化与射流压力、速度相关性物理模型,探索和掌握了水射流折射率变化规律,理论上解释了激光于水波导传输中所出现的类似阶跃光纤中传输的物理现象;\n (4)应用激光波导理论研究了方形水射流波导激光传输特性,利用Matlab模拟了不同模数激光在边长为30μm方形水射流中的波导传输情况;\n (5)尝试进行了微射流水波导激光直刻凹印制版实验研究,研究、解决网穴崩边、提升边缘直壁垂直度的问题,并对波长为1.06μm激光具有高反射率、包含铜和锌在内的凹印制版材料的适印性进行了研究。研究结果表明,与目前传统的激光直刻凹印制版技术相比,利用微射流水波导激光直刻凹印制版技术加工网穴质量有明显改善和提高,在理论及技术上为微射流水波导激光直刻凹印制版机的研究提供了重要参考价值。\n 本论文主要完成了以下研究工作:\n (1)微射流水波导激光加工所能达到加工精度同激光直刻凹版制版网穴的关系,设计并加工对应30μm微细喷嘴;\n (2)建立相关射流数学物理模型并应用流体仿真工具Fluent研究30μm喷嘴射流静压下,不同压强下对速度稳定性影响之间的关系,并仿真研究不同压力下、不同预压缩角、沿程长对稳定射流射程长度的影响,进行实验;分析水射流流速变化引起水压及密度变化;激光在射流中传输情况,测量激光于常规及矩形水射流分布,模拟30μm射流与矩形微射流流场,从理论上推导、仿真、实验,以确定30μm喷嘴的预压缩角、沿程、工作压力设计合理的承压腔体结构;\n (3)本文研究微射流水波导中稳定射流形成机理,利用光纤波导理论研究微射流中激光的全反射传输,进一步解释激光在水束光纤中高效传导,并结合矩形激光传输情况,分析了阶跃水射流光纤激光的能量分布,从而得出一系列结论研究解释了激光同去离子水射流的耦合条件和耦合效率的决定性因素:\n (4)进行相关的微射流水波导激光加工能量测试实验,对比研究了矩形水波导中及水波导激光能量分布,得出激光同水射流导引耦合角度大小对于获得高质量激光的高斯能量分布影响的结论,并进一步实验验证;\n (5)利用ZEMAX设计加工激光光路透镜,模拟相关耦合光路,进行像差分析,保证微射流水波导激光高效率耦合激光与水射流;\n (6)实验雕刻锌板及铜上相应网穴,且考察盲孔及边缘质量:\n ①激光加工铜,锌板的相关实验及分析,分析水射流散热提高加工网穴的要素,研究激光加工中水冷对于激光加工锌的质量改善盲孔穴壁。\n ②针对印刷网穴的30μm级的精度要求,采用铜基,锌板盲孔加工实验验证铜版直刻网穴效果,ms级激光难以加工的抛光紫铜进行试验,分析ms级微射流水波导激光加工是否适用于铜版凹印制版,选择激光直刻凹印制版基底材料。

关键词： 激光加工机   三菱电机   中国   自动化   切割   销售   焊接   世博会  

摘要： 要说2010年中国人气最旺的城市,首屈一指当属上海了。世博会让黄浦江畔的这颗＂明珠＂变成了世界人民的焦点,吸引着来自全球各地的人们。随着世博会的落幕,工博会也如期而至。

关键词： 电火花加工   电参数   非线性回归分析   工艺效果预测   模具  

摘要： 提出了一种电参数的非线性回归分析算法,该算法通过对现有电加工参数数据的分析,获得解析形式的以加工效果为目标变量的回归分析式,该分析式可以用来预测各电参数对加工效果的影响。把试验结果与BP神经网络计算结果进行对比,结果表明该方法具有较好的计算精度,而且计算方法简便。

关键词： 聚晶金刚石   磨削加工   研磨加工   电火花加工   激光加工  

摘要： 聚晶金刚石是70年代以来发展起来的一种新型材料,其突出特点是超硬耐磨,成型和表面光整加工十分困难。本文介绍了目前国内外加工聚晶金刚石的主要方法,即磨削加工、研磨加工、电火花加工、激光加工、化学加工、超声加工,并对这些加工方法的特点、机理及影响因素、适用范围进行了综述。

关键词： 项目教学法   特种加工   实践能力  

摘要： 项目教学法就是通过教师的指导,使学生把一个或若干个独立的项目分解并完成。该过程中学生独立完成方案的编制、信息的汇集、项目的开展和总评工作。经过完整的操作,学生能够掌握总体进程和每个环节中的特定要求。在特种加工实训教学中引入项目教学法,在原有的单调理论知识和机床操作的基础上,按项目进行教学,使学生在做中学,教师在做中教,收到了较好效果。

关键词： 激光加工   激光熔池温度场   实时检测  

摘要： 随着激光加工技术的发展，激光再制造技术已经在实际生产中得到了广泛的应用。对激光熔池温度场进行实时分析，对于改进激光加工工艺，提高激光加工质量和加工效率，实现激光加工过程智能化具有重要的意义。目前，激光熔池温度场实时检测技术已成为国内外研究的热点。\n 针对激光熔池辐射能量密度大、亮度高和尺寸小等特点，本文以LabVIEW软件为开发环境，CMOS相机为应用平台，成功研制出一套激光熔池温度场实时检测系统，开发出了测温系统专用测温软件，设计了专用的小型测温仪器。\n 本文介绍了温度场检测原理，提出了激光熔池温度场的检测方案，主要进行了以下几个方面的工作：\n 1.针对激光熔池辐射能量密度高、亮度大和尺寸小等特点，确定激光熔池温度场的检测方案。\n 2.以LabVIEW软件为开发环境，CMOS相机为应用平台，开发出专用的激光熔池温度场检测软件。\n 3.采用了单色窄带红光灰度测温方法，采用国家标准黑体炉对整个测温系统进行标定，建立起激光熔池图像灰度与温度的直接对应关系。\n 4.设计激光熔池温度场在线检测仪器。\n 5.实现了对激光加工过程中的熔池温度场实时检测，成功研制出了一套激光熔池温度场的实时检测系统。\n 6.通过开展不同参数下的激光淬火、激光熔敷实验，进行了激光熔池温度场检测实验，选取了激光加工的最佳工艺参数，检验了激光熔池温度场实时检测系统的可行性、准确性和实用性。

关键词： 微细电火花加工技术   加工工件   表面粗糙度评定   评定参数   小波分析   卡方拟合检验  

摘要： 随着科学技术的发展和世界范围产品的小型化、精密化,微细加工技术正备受世界各国研究学者的关注。微细电火花加工技术以其较高的加工效率、较好的加工质量、可以加工微细、高硬度、复杂形状的三维零件等优势,在微细加工领域占有越来越重要的地位。\n 零件的表面形貌提供了很多重要的表面信息,对零件的摩擦、润滑特性有重要影响。然而,微细电火花加工表面形貌的评定问题,学者们一直采用切削加工表面形貌的评定参数和评定方法,这制约了微细电火花加工技术的进一步发展。基于此,本文针对微细电火花加工技术的特点及其加工工件表面形貌的特点,进行了微细电火花加工表面粗糙度评定的研究。\n 首先,分析了微细电火花加工表面粗糙度对零件使用性能的影响,针对影响其表面粗糙度使用性能的无数的微小凹坑和凸起的高低、陡峭程度和间距状态等特征,提出了描述微细电火花加工表面粗糙度评定参数,并给出相应参数的数值计算方法。\n 接着,针对微细电火花加工表面形貌的特点和小波分析具有的良好时域、频域局部化性质,能够观察分析信号的任意细节的优点,确定微细电火花加工表面粗糙度评定基准使用小波评定基准,并对常用的小波函数的优缺点及特性进行了分析比较,选择微细电火花加工表面粗糙度评定小波评定基准的小波函数为Daubechies小波。\n 然后,研究了基于小波分析方法的微细电火花加工二维和三维表面粗糙度提取的可行性,并建立了小波分析方法提取其二维和三维表面粗糙度数学模型,同时使用Daubechies4小波和Daubechies8小波对微细电火花加工表面粗糙度的小波评定基准算法进行了仿真实验,仿真结果表明:对于不同组的采样数据,使用不同的小波函数都可以提取微细电火花加工表面粗糙度,而且对于同一组采样数据,使用相同的小波函数,分组数目不同不影响小波分解次数的确定,使用不同的小波函数,也不影响小波分解次数的确定。\n 最后,对本文提出的微细电火花加工表面粗糙度评定参数,使用基于小波分析方法的微细电火花加工三维表面粗糙度提取算法,对四个工件表面形貌数据进行了仿真实验,得到了它们的表面粗糙度参数值,而且这些参数值能够一致地反映出某个工件整体的使用性能好坏;用高斯滤波评定基准对该四组数据进行了表面粗糙度的提取和表面粗糙度参数评定的对比实验,结果表明:小波方法得到的表面粗糙度参数值与高斯滤波得到的表面粗糙度参数值,在反映四个工件中哪个工件整体性能好的结果是一致的;同时,对微细电火花加工工件表面形貌在各个区域是否均匀,进行了表面粗糙度一致性问题的统计分析。\n 本文的研究是表面形貌表征问题研究的一个完善与发展,也是微细电火花加工表面形貌评定研究的一个起点。同时,本文的工作也对提高微细电火花加工技术水平具有重要的理论意义。

关键词： 陶瓷   激光加工   热应力切割   可控断裂   温度场  

摘要： 建立了激光热应力切割有限元仿真模型,用于研究三维对称氧化铝陶瓷基片切割过程中的温度场和热应力场分布,以及激光功率、陶瓷厚度和切割速度等工艺参数对材料表面最高温度和应力的影响,并通过对比实验验证了该模型的正确性.结果表明,随着裂纹尖端的临界正应力增加,断裂表面的微裂纹加深,并引起材料表面的颗粒剥落,使得切割断面的粗糙度增大.

关键词： SiCp/Al复合材料   电火花加工   间隙流场   电极改制   颗粒浓度   建模仿真  

摘要： SiCp/Al复合材料作为一种新型的先进材料，由于具有比强度高、热稳定性好和线膨胀系数低等优点，受到各国政府的重视，在航空、航天、体育等行业中得到广泛应用。同时，由于SiCp/Al复合材料具有高硬度和高比强度的特点，使用传统的加工方法加工较为困难，电火花加工作为一种有效的非传统加工方法被广泛应用于SiCp/Al复合材料的加工。\n 电火花小孔加工间隙流场中蚀除微粒的分布是电火花放电频率和放电点分布的重要影响因素，对加工效率与加工表面质量产生较大的影响。因此对小孔间隙流场与蚀除颗粒的分布情况进行研究是提高加工效率，保证加工稳定性，以及提高小孔加工精度的重要途径之一。对电火花加工温度场的研究对于了解电火花加工的机理，预测材料去除率、电极损耗及表面粗糙度都有重要的意义。\n 本文通过仿真的方法研究了SiCp/Al复合材料在电火花加工中间隙流场以及温度场的规律。提出了一种电极改制的方法，通过FLUENT流体软件，进行间隙流场颗粒浓度的仿真，通过不同形式电极间隙流场的比较研究，得出改制电极能够明显减小间隙流场的颗粒浓度的结论，并通过实验验证了仿真结果的正确性。本文还在此基础上建立了不同冲液压力与主轴转速下的间隙流场模型，分析了不同的加工条件下小孔加工间隙流场的分布规律。使用ANSYS软件对单脉冲放电电火花加工的温度场进行了建模与仿真，通过仿真结果研究分析了不同的电参数对放电凹坑的影响。结合单脉冲放电温度场的仿真结果、连续脉冲放电理论与电火花铣削加工的分层加工方法建立了连续脉冲放电电火花铣削加工材料蚀除率与电极损耗的模型，并进行了相关的实验验证。