本文關(guān)鍵詞：脈沖光纖激光修整青銅金剛石砂輪磨削性能試驗(yàn)研究

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【摘要】：青銅金剛石砂輪具有優(yōu)良的磨削性能,由于硬度大而修整困難。激光修整砂輪技術(shù)是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ南冗M(jìn)修整技術(shù)。然而,由于激光器的限制、相關(guān)研究不夠深入、缺乏一套有效的修整效果評價方法,激光修整技術(shù)并未能走向真正的工業(yè)應(yīng)用。本文采用脈沖光纖激光器對青銅金剛石砂輪進(jìn)行了切向、徑向修整和磨削試驗(yàn),通過研究砂輪的磨削性能對激光修整效果進(jìn)行了評價。搭建了一套由光纖激光器、外光路傳輸裝置、激光器控制器、二維移動平臺、普通平面磨床等組成的激光修整系統(tǒng)和磨削試驗(yàn)平臺。開展了脈沖光纖激光切向修整青銅金剛石砂輪磨削試驗(yàn)研究。修整后砂輪表面圓跳動達(dá)到了15μm左右,整形精度較高,但磨削后砂輪表面形貌和工件表面質(zhì)量較差,得出結(jié)論,脈沖光纖激光切向修整青銅金剛石砂輪只能進(jìn)行整形,難以進(jìn)行修銳。在激光切向整形的基礎(chǔ)上,開展了脈沖光纖激光徑向修銳和磨削試驗(yàn),研究了不同激光參數(shù)(激光平均功率、重疊率和激光循環(huán)掃描次數(shù))對砂輪表面形貌和磨削工件表面質(zhì)量的影響規(guī)律。試驗(yàn)得到最佳徑向修銳參數(shù)為：激光脈沖重疊率r1和掃描軌跡線重疊率r2為70%,平均功率Pm為15W,激光循環(huán)掃描次數(shù)N為5。同時,試驗(yàn)推理得到磨粒出刃高度是徑向修銳效果的實(shí)質(zhì)影響因素,最佳磨粒出刃高度為磨粒粒徑的三分之一。選用此優(yōu)化的參數(shù)進(jìn)行修銳,砂輪獲得了良好的地形地貌。開展了磨削對比和耐磨性試驗(yàn)。激光修整砂輪磨削表面質(zhì)量優(yōu)于機(jī)械法,100#青銅金剛石砂輪磨削表面粗糙度為0.878gm。激光修整砂輪磨削過程中,砂輪的初期磨損主要為脫落磨損和破碎磨損,磨損較快,正常磨損階段主要是磨耗磨損,磨粒出刃高度變化不大,工件表面質(zhì)量穩(wěn)定,磨削比較大,但是磨削后期脫落磨損較嚴(yán)重,工件表面質(zhì)量較差,磨削比較小。試驗(yàn)結(jié)果表明：脈沖光纖激光修整青銅金剛石砂輪具有較好的磨削性能。
【關(guān)鍵詞】：激光燒蝕 切向整形 徑向修銳 磨削性能 青銅金剛石砂輪 脈沖光纖激光
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG743;TG665
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-20
• 1.1 青銅金剛石砂輪簡介及其修整方法14-15
• 1.1.1 青銅金剛石砂輪簡介14
• 1.1.2 青銅金剛石砂輪傳統(tǒng)修整方法14-15
• 1.2 激光修整砂輪超硬磨料砂輪15-16
• 1.3 激光修整砂輪效果評價與磨削性能16-17
• 1.4 激光修整超硬磨料砂輪研究現(xiàn)狀17-19
• 1.5 本文研究內(nèi)容19-20
• 第2章 脈沖光纖激光修整與磨削試驗(yàn)平臺20-29
• 2.1 脈沖光纖激光砂輪修整系統(tǒng)20-25
• 2.1.1 脈沖光纖激光器選型21-22
• 2.1.2 激光器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)22-23
• 2.1.3 二維移動平臺設(shè)計(jì)23-24
• 2.1.4 外光路傳輸裝置24-25
• 2.2 脈沖光纖激光砂輪修整與磨削試驗(yàn)條件25-26
• 2.2.1 普通平面磨床25
• 2.2.2 瓦特磨床25-26
• 2.2.3 磨削工件夾具26
• 2.3 主要測試儀器26-28
• 2.3.1 超景深三維顯微鏡26-27
• 2.3.2 精密粗糙度測試儀27
• 2.3.3 CCD激光位移傳感器27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 脈沖光纖激光切向修整青銅金剛石砂輪磨削試驗(yàn)研究29-39
• 3.1 試驗(yàn)原理與方法29
• 3.2 試驗(yàn)材料29-31
• 3.2.1 青銅金剛石砂輪29-30
• 3.2.2 硬質(zhì)合金30-31
• 3.3 試驗(yàn)參數(shù)選取31-33
• 3.4 試驗(yàn)與結(jié)果分析33-38
• 3.4.1 激光切向修整試驗(yàn)與砂輪表面圓跳動測量33-35
• 3.4.2 磨削試驗(yàn)與結(jié)果分析35-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 脈沖光纖激光徑向修銳青銅金剛石砂輪與磨削試驗(yàn)研究39-54
• 4.1 試驗(yàn)原理與方法39-41
• 4.2 激光徑向修銳重疊率試驗(yàn)41-43
• 4.2.1 試驗(yàn)參數(shù)選取41-42
• 4.2.2 不同重疊率對徑向修銳效果的影響42-43
• 4.3 激光修銳功率對磨削試驗(yàn)結(jié)果影響43-45
• 4.3.1 試驗(yàn)?zāi)康呐c參數(shù)選取43-44
• 4.3.2 不同修銳功率磨削試驗(yàn)結(jié)果分析44-45
• 4.4 激光循環(huán)掃描次數(shù)對磨削試驗(yàn)結(jié)果影響45-48
• 4.4.1 試驗(yàn)?zāi)康呐c參數(shù)選取45-46
• 4.4.2 不同激光循環(huán)掃描次數(shù)磨削試驗(yàn)結(jié)果分析46-48
• 4.5 激光修銳磨粒出刃高度研究48-52
• 4.5.1 試驗(yàn)參數(shù)選取48
• 4.5.2 試驗(yàn)與結(jié)果分析48-52
• 4.6 光纖激光徑向修銳青銅金剛石砂輪試驗(yàn)結(jié)果52
• 4.7 本章小結(jié)52-54
• 第5章 激光修整砂輪磨削性能評價54-65
• 5.1 激光法與機(jī)械法修整砂輪磨削對比試驗(yàn)54-57
• 5.1.1 工件表面粗糙度檢測55-56
• 5.1.2 工件表面質(zhì)量觀察56-57
• 5.2 激光修整砂輪耐磨性試驗(yàn)57-63
• 5.2.1 試驗(yàn)方法57-58
• 5.2.2 激光修整砂輪的磨損形式分析58-59
• 5.2.3 激光修整砂輪磨損過程59-61
• 5.2.4 磨損過程磨粒出刃高度變化特征61-62
• 5.2.5 磨削過程中磨削比62
• 5.2.6 磨削過程中工件表面粗糙度62-63
• 5.3 本章小結(jié)63-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 致謝70-71
• 附錄A (攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄)71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1045420