一种基于双向线性插值的求交算法及其应用

提出了一种基于双向线性插值原理的参数曲面与平面求交方法,并应用它来求解零件曲面偏置表面与导动平面的交线,处理偏置表面的非唯一性问题,最终生成一条高效而无干涉的ＮＣ加工刀具轨迹。     

激光打孔的孔形特征及主要工艺参数的选择

本文从热物理过程角度建立了激光打孔成孔模型,论述了孔形特征及孔壁缺陷;在长期实践与定量分析相结合的基础上,提出了激光打孔主要工艺参数（脉冲能量、聚焦镜头、偏焦量以及光脉冲波形）的选择原则。     

铝合金ZL114A的激光焊接工艺

主要研究了铝合金ZL114A的激光焊接工艺特性.首先对其可焊性进行了摸索,然后探讨了激光焊接工艺参数对焊缝熔深、焊缝宽度以及接头组织和力学性能的影响.结果表明,选择适当的激光焊接工艺参数,如：激光功率、焊接速度、离焦量、保护气体流量等,可以获得高质量的焊缝.组织观察发现,焊缝组织致密、晶粒细小,接头强度可以满足使用要求.     

双焦点激光焊接工艺参数对焊缝成形影响

通过利用自行研制的分束焊接头将一束激光分为能量相当的两束激光,在沿焊缝方向上串联产生了两个焦点.通过该试验系统研究了在双焦点激光焊接过程中参数的变化对焊缝成形和熔深的影响规律,探索了双焦点激光焊接最佳工艺的参数调节,试验结果表明,双焦点激光焊接显著改善了焊接质量,焊缝的中心线开裂敏感性也降低.双焦点激光焊接过程中,激光功率、焊接速度、离焦量等参数的变化,均能对焊缝成形和熔深产生显著影响,进而影响焊缝的微观组织和宏观形状.     

多平台三维钣金激光切割过程仿真系统研究与开发

针对三维钣金件激光切割对于虚拟仿真的需求以及目前激光切割过程仿真系统的不足,以龙门式五轴机床、立式六轴机器人和倒置式六轴机器人切割平台为样本,研究并开发多平台三维钣金激光切割过程仿真系统,包括虚拟加工场景三维可视化、基于刀位点数据的机床运动学计算和激光切割工艺体现及加工代码输出。配置节点顺序,实现虚拟加工场景搭建;基于Nurbs曲面拟合非垂直侧壁切缝形貌,实现切割扫掠体对刀位点数据的映射;基于刀位点数据对激光头位姿矩阵进行求解,并建立D–H运动坐标系,实现机床运动学计算和机床运动仿真;建立切割工艺问题处理流程,实现切割工艺体现,包括切割工艺缺陷的体现、干涉碰撞的检测与处理、切割环间过渡轨迹的显示。最终输出对应平台可靠的加工代码。     

应用六西格玛改进方法提高激光三维零件切割精度

激光切割是一种既可用于不锈钢、钛合金、铝合金等金属材料的切割,也可用于非金属材料的切割方法。在采用二维半设备进行空间三维零件的切割时,由于不能完全进行法向切割,只能斜切,切割精度得不到保证。工作中可采用平面工位划线,转动工位对线法向切割的方法,来满足空间三维零件切割的形位精度要求。但在实际应用时,发现对线切割时轮廓精度波动性很大,影响合格率。项目组采用六西格玛改进方法对其影响过程进行了深入研究,并有效地解决了该问题。     

空间推进系统铝合金组件激光焊阈值特性

为解决空间推进系统直属组件轻量化需求，对新采用的铝合金材料进行了激光焊阈值特性研究。结果表明，铝合金激光焊阈值区间与焊接速度和离焦量的绝对值正相关，但正向变化幅度远低于不锈钢、镍合金和钛合金等材料。对于光束质量不同的激光焊机来说，光束的焦斑直径越小，实焦焊时阈值区间越低；光束的发散角越小，相同离焦量下阈值区间越低。在-12°～12°内，铝合金激光焊阈值区间与入射角无关。保护气的吹送方向和吹送速度基本不改变铝合金激光焊的阈值区间，此特性与不锈钢等材料略有区别。     

纤维增强树脂基复合材料激光切割热影响探析

作为一类典型难加工材料，实现以碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP）、芳纶纤维增强树脂基复合材料(AFRP）为代表的纤维增强树脂基复合材料(FRP）的高精密、高质量加工是业界的追求目标。初探了激光脉冲宽度、波长对于典型FRP切割边缘热影响区的影响规律，比较了不同FRP材料精密切割对于激光参数需求的异同。发现纳秒激光、连续激光等传统激光因加工热效应明显而不适合精密切割，而皮秒激光、飞秒激光等超快激光可以实现热影响区宽度仅0.01mm~0.1mm量级的高质量切割，且热影响区宽度几乎不依赖于脉冲宽度；缩短超快激光波长有利于减小AFRP材料的热影响区宽度，但对于CFRP材料则不明显。考虑到高功率皮秒激光一般比对应的飞秒激光更经济，可使用倍频后得到的短波长皮秒激光实现对AFRP的精密切割，对于CFRP则考虑本征波长的皮秒激光即可。     

非晶合金超快激光去除行为和切割质量试验研究

采用脉冲宽度为250fs激光对厚度为70μm的Zr–21Cu–4Al–1Ti(ZT1)非晶态合金进行表面去除、切割加工等试验。结果表明,超快激光与ZT1非晶合金交互作用有非热熔性和热熔性两种去除机制,两种去除机制对应的去除阈值分别为0.17J/cm~2和2.15J/cm~2。切割质量与能量密度密切相关,在激光能量密度超过热熔性去除阈值的较大参数范围(2.2J/cm~2F_012.8J/cm~2),可以获得无附带损伤的切割边缘,这与超快激光高斯能量分布特征和去除材料的阈值密切相关。     

GH3625合金激光直接成形工艺

为了研究工艺参数对金属激光直接成形零件质量的影响,通过正交试验的方法对单道单层GH3625合金激光直接成形工艺进行了研究,主要探究了激光功率、扫描速度、送粉速度等参数对单道单层成形截面宽度和高度的影响规律,提出预测模型并做了验证。结果表明,在单道单层成形中,激光功率、送粉速度、扫描速度等工艺参数对单道宽度和高度具有不同程度的影响,其中,对于单道成形宽度和高度来讲,扫描速度对其影响最为明显。试验验证结果表明借助Minitab软件得到的线性回归模型是有效的。