本文關(guān)鍵詞：激光精密切割圓弧與直線粗糙度差異分析與消除，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：激光切割技術(shù)以其成本低、效率高、精度高等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于儀表、電子等精密行業(yè)完成模板的加工。為了提高激光切割壁縫粗糙度,國內(nèi)外學(xué)者對加工工藝參數(shù)展開了研究,并提出了多種優(yōu)化方法和理論,但其研究僅以典型的直線切縫為研究對象,最終均以獲得最小粗糙度為目的,未考慮激光切割圓弧模型的建立以及對加工工件整體粗糙度的優(yōu)化�；谶@種情況,本文對激光精密切割圓弧與直線壁縫粗糙度差異性與消除方法展開了研究。本文研究主要內(nèi)容如下:(1)建立了激光切割圓弧壁縫粗糙度的數(shù)學(xué)模型。采用Nd:YAG激光對0.5 mm厚的1060純鋁板進(jìn)行圓弧精密切割。切割后經(jīng)酒精擦拭去除表面掛渣等雜物,通過顯微鏡觀察試件圓弧切割壁縫微觀形貌,通過幾何關(guān)系推理建立了圓弧粗糙度簡化的數(shù)學(xué)模型,得到了內(nèi)、外圓弧壁面粗糙度公式。(2)討論了切割尺寸對激光切割圓弧粗糙度的影響規(guī)律。內(nèi)、外圓弧粗糙度公式與直線粗糙度公式進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)除了共同受到切割速度、激光脈沖頻率和脈寬影響外,內(nèi)、外圓弧粗糙度還受到切割圓弧尺寸的影響。在相同切割參數(shù)下,通過理論計算和實際切割實驗,重點(diǎn)分析了切割半徑對內(nèi)、外圓弧和直線壁面粗糙度差異影響規(guī)律,結(jié)果表明:隨切割半徑增大,外圓弧壁面粗糙度增大,內(nèi)圓弧壁面粗糙度減小;當(dāng)切割半徑≤7 mm時,內(nèi)、外圓弧粗糙度差異明顯;切割半徑≥7 mm時,兩者粗糙度差異忽略不計。(3)應(yīng)用響應(yīng)曲面法進(jìn)行優(yōu)化,消除了粗糙度差異性。利用實驗輔助設(shè)計軟件Design-Expert設(shè)計了切割實驗,構(gòu)建了二次回歸方程并對其進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明模型擬合程度較高,擬合效果較好,失擬性不顯著,整體來說用導(dǎo)出的二次回歸方程推測總體預(yù)測值是有效的。最后,利用響應(yīng)曲面法(RSM)分別對內(nèi)、外圓弧與直線粗糙度進(jìn)行最小值優(yōu)化,獲得的理論最小值中最大值作為目標(biāo)值進(jìn)行二次優(yōu)化,從而得到圓弧和直線最小無差異粗糙度對應(yīng)的工藝參數(shù)。實際切割實驗測量得到的粗糙度值近似一致,直線和圓弧粗糙度差異消除,此方法證明可行有效。綜上所述,在激光精密切割直線粗糙度模型基礎(chǔ)上,分別建立了內(nèi)、外圓弧粗糙度模型,通過理論計算和實際實驗證明了切割內(nèi)、外圓弧與直線壁縫粗糙度差異性。利用響應(yīng)曲面法中最小值優(yōu)化和目標(biāo)值優(yōu)化得到了相同粗糙度對應(yīng)的不同工藝參數(shù),最終通過實驗驗證了此方法使粗糙度差異得以消除,本研究為激光工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫建立和變參數(shù)激光切割機(jī)床的研制提供了一定的借鑒。
【關(guān)鍵詞】：激光技術(shù) 激光切割 RSM 圓弧粗糙度
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG485
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 引言11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢13-20
• 1.2.1 激光切割技術(shù)國外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 激光切割技術(shù)國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.3 激光切割技術(shù)發(fā)展趨勢19-20
• 1.3 課題的提出及研究意義20
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容20-21
• 1.5 本章總結(jié)21-23
• 第二章 激光原理與激光切割23-39
• 2.1 激光原理與特點(diǎn)23-29
• 2.1.1 激光產(chǎn)生原理23-25
• 2.1.2 激光器結(jié)構(gòu)組成25-28
• 2.1.3 激光特點(diǎn)28-29
• 2.2 激光切割29-31
• 2.2.1 激光切割原理29
• 2.2.2 激光切割特點(diǎn)29-30
• 2.2.3 激光切割主要工藝30-31
• 2.2.4 常用工程材料的激光切割31
• 2.3 激光切割機(jī)31-37
• 2.3.1 激光切割系統(tǒng)31-33
• 2.3.2 Nd. YAG激光切割機(jī)33-35
• 2.3.3 激光切割機(jī)控制35-37
• 2.4 本章總結(jié)37-39
• 第三章 激光切割圓弧粗糙度模型建立39-47
• 3.1 激光切割質(zhì)量評價指標(biāo)39-41
• 3.2 激光切割圓弧粗糙度分析41
• 3.3 激光切割圓弧粗糙度公式41-44
• 3.3.1 粗糙度測量方法與儀器41-42
• 3.3.2 激光切割圓弧粗糙度公式建立42-44
• 3.4 激光切割圓弧和直線粗糙度差異分析44-46
• 3.4.1 影響激光切割圓弧粗糙度因素分析44-45
• 3.4.2 圓弧與直線粗糙度差異分析45-46
• 3.5 本章總結(jié)46-47
• 第四章 試驗設(shè)計與模型分析47-63
• 4.1 實驗設(shè)計簡介47-51
• 4.1.1 響應(yīng)曲面法簡介47-48
• 4.1.2 響應(yīng)曲面法一般步驟48-49
• 4.1.3 Box-Behnken試驗設(shè)計簡介49-50
• 4.1.4 響應(yīng)曲面法優(yōu)化50-51
• 4.2 激光切割響應(yīng)曲面法試驗設(shè)計51-54
• 4.2.1 Design-Expert簡介51
• 4.2.2 Deign-Expert軟件輔助試驗設(shè)計51-54
• 4.3 方差分析與模型擬合性判斷54-61
• 4.3.1 方差分析的概念54-55
• 4.3.2 方差分析的基本原理55-57
• 4.3.3 實驗數(shù)據(jù)方差分析57-59
• 4.3.4 構(gòu)建二次回歸方程預(yù)測模型59-61
• 4.4 本章總結(jié)61-63
• 第五章 響應(yīng)曲面法優(yōu)化與粗糙度差異消除63-71
• 5.1 響應(yīng)曲面法第一次優(yōu)化63-67
• 5.1.1 響應(yīng)曲面分析63-67
• 5.1.2 響應(yīng)曲面法最小值優(yōu)化67
• 5.2 響應(yīng)曲面法第二次優(yōu)化67-69
• 5.2.1 響應(yīng)曲面法目標(biāo)值優(yōu)化67-68
• 5.2.2 優(yōu)化后工藝參數(shù)試驗驗證68
• 5.2.3 優(yōu)化結(jié)果總結(jié)68-69
• 5.3 本章總結(jié)69-71
• 第六章 結(jié)論與展望71-73
• 致謝73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄79

【相似文獻(xiàn)】

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