高温轴承钢8cr4mo4v激光微孔加工工艺研究.doc

高温轴承钢8Cr4Mo4V激光微孔加工工艺研究


31600字 79页，包括专题综述报告，调研报告


摘要进入新世纪以来，激光技术由于其突出的非接触，无磨损，无污染，效率高等优点，在我国的制造业领域特别是微加工方面出现了快速发展的势头。由于激光同调性很好的特点，使得它应用在硬质合金等坚硬材料的打孔领域有着普通机械加工工具无法比拟的优势。激光打孔是最早达到实用化的激光加工技术，也是激光加工的主要应用领域之一。本论文着重研究了LASERTEC 80 PowerDrill激光器在对高温轴承钢8Cr4Mo4V加工微孔过程中，通过使用ANSYS软件热分析进行温度场模拟来研究脉冲能量以及脉冲个数参数对打孔的影响。比较分析了模拟值和实验值，对在高温轴承钢8Cr4Mo4V上打微孔提出了可行的工艺参数选择方法。
首先，本文论述了目前国内外激光微孔加工技术的应用和发展，以及其特有的优势和必须重视其发展的原因。接着介绍了激光加工微孔的理论依据，并且通过ANSYS软件模拟对打孔参数进行分析，并通过实验进行验证比较模拟值和实验值，得出脉冲能量、脉冲个数、重复频率对激光打微孔的影响。

关键词: 激光打孔； 温度场； 模拟仿真； 有限元




Laser micro processing technology of high temperature bearing steel 8Cr4Mo4V
AbstractEntering the new century, laser technology because of its outstanding non-contact, wear-free, pollution-free, high efficiency, especially in terms of the emergence of micro-machining momentum of rapid development in the manufacturing sector in China. As the laser coherence nice features, making its application in the field of carbide and other hard materials drilling has general machining tools cannot match advantage. Laser drilling is the first practical use of laser processing technology, is one of the main applications of laser processing. In this paper focuses on the impact of high temperature bearing steel 8Cr4Mo4V laser micro machining process to study the pulse energy and pulse number of parameters through the use of thermal analysis software ANSYS simulation of the temperature field punch . Comparative analysis of the simulated and experimental values ​​of playing microspores in high temperature bearing steel 8Cr4Mo4V made ​​feasible process parameter selection methods.
First, this paper discusses the current application and development of laser micro machining technology at home and abroad, as well as its unique advantages and must pay attention to the reasons for its development. Then introduced the theory of laser micro machining, and carried out by ANSYS software simulation of drilling parameters analyzed and validated comparing simulated and experimental values ​​through experiments, pulse energy, pulse number, repetition frequency of laser micro- Effect of the hole.

Key words：laser drilling； temperature field； simulation； finite element




目录
摘要 1
目录 3
第一章绪论 6
1.1 概述 6
1.2 激光打孔的特点 6
1.2.1 激光打孔技术的概念 6
1.2.2 激光打孔技术的优点 6
1.3 激光打孔技术国内外发展现状 7
1.4 激光打孔的发展趋势 8
1.5 本论文的研究内容 10
第二章激光与物质相互作用 12
2.1 激光加工的原理 12
2.2 激光束的描述 12
2.3 激光打孔的物理过程 14
2.4 本章小结 15
第三章温度场模拟理论 17
3.1 有限元法的基本思想及特点 17
3.2 激光打孔的数学模型 18
3.3 激光打孔质量的检测 19
第四章激光打孔温度场数值模拟 22
4.1 ANSYS软件介绍 22
4.1.1 ANSYS软件特性 22
4.1.2 ANSYS热分析概述 23
4.1.3 ADPL语言简介 23
4.2 激光打孔温度场模拟分析 24
4.2.1 激光打孔温度场分析 24
4.2.2 激光打孔温度场模拟 26
4.3 本章小结 29
第五章激光打孔实验工艺分析 31
5.1 激光打孔的实验设备 31
5.2 激光打孔主要参数对打孔质量的影响 33
5.2.1 重复频率对打孔质量的影响 33
5.2.2 脉冲个数对打孔质量的影响 36
5.2.3 离焦量对打孔质量的影响 40
5.3 实验结果与模拟结果的比较 43
5.4 本章小结 44
第六章结论与心得 45
6.1 总体分析结论 45
6.2 毕业设计总结心得 45
致谢 48
参考文献 49
附录A 50
附录B 71
附录C 76