正交试验法优化高温轴承钢激光打孔工艺参数的研究.doc
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正交试验法优化高温轴承钢激光打孔工艺参数的研究,2.74万字 54页原创作品，已通过查重系统 目录摘要1abstract2第一章 绪论31.1 课题来源及研究的主要内容31.2 课题的研究意义31.3 高温轴承钢激光制孔的国外研究现状41.4 高温轴承钢激光制孔的国内研究现状51.5 高温轴承钢激光制孔的发展趋势5第二章...
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正交试验法优化高温轴承钢激光打孔工艺参数的研究
2.74万字 54页 原创作品，已通过查重系统
目录
摘要 1
Abstract 2
第一章 绪论 3
1.1 课题来源及研究的主要内容 3
1.2 课题的研究意义 3
1.3 高温轴承钢激光制孔的国外研究现状 4
1.4 高温轴承钢激光制孔的国内研究现状 5
1.5 高温轴承钢激光制孔的发展趋势 5
第二章 激光制孔理论 7
2.1 激光的特性 7
2.2 激光束主要特征参数 7
2.3 激光制孔的概念 8
2.4 传统机械钻孔和电火花制孔方式及其局限性 8
2.5 激光制孔的优点 9
2.6 激光制孔的原理及分类 10
2.6.1 激光热打孔 10
2.6.2 激光冷打孔 11
2.7 激光制孔的过程分析 11
2.8 激光制孔的方法 13
2.8.1 复制法 13
2.8.2 轮廓迂回法 14
2.9 影响高温轴承钢激光制孔质量的主要参数 14
2.10高温轴承钢激光制孔经济可行性分析 17
2.11激光制孔的设备 17
2.11.1 激光器系统 17
2.11.2 光束传输与变换系统 18
2.11.3 机械执行系统 19
2.11.4 电源动力系统 19
2.11.5 控制系统 19
2.12 本章小结 19
第三章 激光制孔温度场模拟研究 21
3.1.有限元法简介 21
3.1.1 有限元法的基本概念 21
3.1.2 有限元法的基本思想 21
3.1.3 有限元法的特点 22
3.2 ANSYS软件简介 22
3.3 ANSYS的发展 22
3.4 ANSYS软件特点 23
3.5 ANSYS软件基本组成 23
3.6 ANSYS有限元分析的基本步骤 24
3.7 ANSYS热分析简介 24
3.8 ANSYS二维热传递一般热传导问题 25
3.9高温轴承钢（8Cr4Mo4V）材料属性 26
3.10 温度场模拟 27
3.10.1 有限元模型的建立 29
3.10.2 激光热源的处理与施加 29
3.10.3 边界条件和初始条件处理 29
3.10.4 相变潜热的处理 30
3.11 模拟结果分析 31
3.11.1 脉冲能量模拟分析 32
3.11.2 脉冲宽度模拟分析 34
3.12 本章小结 36
第四章 高温轴承钢激光制孔正交试验的研究 37
4.1 实验方案介绍 37
4.2 实验材料与设备 38
4.2.1 实验材料 38
4.2.2 实验设备 39
4.2.3 检测装置 40
4.3 实验成本核算 40
4.4 实验结果分析 41
4.4.1 实验结果 41
4.4.2 正交试验结果分析 42
4.5 本章小结 45
第五章 总结与展望 46
5.1 总结 46
5.2 展望 46
致 谢 48
参考文献 49
摘要 本论文基于对激光技术在金属材料微孔制造上的应用的研究的基础上得出。激光是20世纪的重大发明之一，由于它的高方向性、高相干性、高单色性、高亮度等特点，激光特别适合用来对材料加工，所以激光加工是激光应用最有发展前途的领域。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。本论文主要论述激光制孔的原理、发展趋势，并通过有限元模拟分析与实验相结合探讨激光制孔的影响因素，并对打孔质量进行优化。
利用ANSYS软件对激光制孔过程进行温度场有限元模拟分析，并设计正交试验研究工艺参数对高温轴承钢激光打孔的影响[1]。将两者进行比较分析，获得可靠有效的结论。模拟部分主要从理论层面比较各参数对该材料激光制孔的影响，而实验部分则根据模拟结果，选取与之相应的实验参数。
本论文选取高温轴承钢8Cr4Mo4V为主要研究材料，对其进行激光微孔制造实验，从上孔径、下孔径和锥度三个方面来衡量孔的质量。通过分析数据，得出结论：激光的脉冲能量、脉冲宽度和离焦量这三个因素，不论是对加工出的孔深和孔径，还是对孔的锥度，都有较大的影响。而相对来说，激光的脉冲个数和扩束比这两个因素对孔的加工质量影响比较小。
关键词:激光打孔 有限元分析 正交试验 影响因素
2.74万字 54页 原创作品，已通过查重系统
目录
摘要 1
Abstract 2
第一章 绪论 3
1.1 课题来源及研究的主要内容 3
1.2 课题的研究意义 3
1.3 高温轴承钢激光制孔的国外研究现状 4
1.4 高温轴承钢激光制孔的国内研究现状 5
1.5 高温轴承钢激光制孔的发展趋势 5
第二章 激光制孔理论 7
2.1 激光的特性 7
2.2 激光束主要特征参数 7
2.3 激光制孔的概念 8
2.4 传统机械钻孔和电火花制孔方式及其局限性 8
2.5 激光制孔的优点 9
2.6 激光制孔的原理及分类 10
2.6.1 激光热打孔 10
2.6.2 激光冷打孔 11
2.7 激光制孔的过程分析 11
2.8 激光制孔的方法 13
2.8.1 复制法 13
2.8.2 轮廓迂回法 14
2.9 影响高温轴承钢激光制孔质量的主要参数 14
2.10高温轴承钢激光制孔经济可行性分析 17
2.11激光制孔的设备 17
2.11.1 激光器系统 17
2.11.2 光束传输与变换系统 18
2.11.3 机械执行系统 19
2.11.4 电源动力系统 19
2.11.5 控制系统 19
2.12 本章小结 19
第三章 激光制孔温度场模拟研究 21
3.1.有限元法简介 21
3.1.1 有限元法的基本概念 21
3.1.2 有限元法的基本思想 21
3.1.3 有限元法的特点 22
3.2 ANSYS软件简介 22
3.3 ANSYS的发展 22
3.4 ANSYS软件特点 23
3.5 ANSYS软件基本组成 23
3.6 ANSYS有限元分析的基本步骤 24
3.7 ANSYS热分析简介 24
3.8 ANSYS二维热传递一般热传导问题 25
3.9高温轴承钢（8Cr4Mo4V）材料属性 26
3.10 温度场模拟 27
3.10.1 有限元模型的建立 29
3.10.2 激光热源的处理与施加 29
3.10.3 边界条件和初始条件处理 29
3.10.4 相变潜热的处理 30
3.11 模拟结果分析 31
3.11.1 脉冲能量模拟分析 32
3.11.2 脉冲宽度模拟分析 34
3.12 本章小结 36
第四章 高温轴承钢激光制孔正交试验的研究 37
4.1 实验方案介绍 37
4.2 实验材料与设备 38
4.2.1 实验材料 38
4.2.2 实验设备 39
4.2.3 检测装置 40
4.3 实验成本核算 40
4.4 实验结果分析 41
4.4.1 实验结果 41
4.4.2 正交试验结果分析 42
4.5 本章小结 45
第五章 总结与展望 46
5.1 总结 46
5.2 展望 46
致 谢 48
参考文献 49
摘要 本论文基于对激光技术在金属材料微孔制造上的应用的研究的基础上得出。激光是20世纪的重大发明之一，由于它的高方向性、高相干性、高单色性、高亮度等特点，激光特别适合用来对材料加工，所以激光加工是激光应用最有发展前途的领域。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。本论文主要论述激光制孔的原理、发展趋势，并通过有限元模拟分析与实验相结合探讨激光制孔的影响因素，并对打孔质量进行优化。
利用ANSYS软件对激光制孔过程进行温度场有限元模拟分析，并设计正交试验研究工艺参数对高温轴承钢激光打孔的影响[1]。将两者进行比较分析，获得可靠有效的结论。模拟部分主要从理论层面比较各参数对该材料激光制孔的影响，而实验部分则根据模拟结果，选取与之相应的实验参数。
本论文选取高温轴承钢8Cr4Mo4V为主要研究材料，对其进行激光微孔制造实验，从上孔径、下孔径和锥度三个方面来衡量孔的质量。通过分析数据，得出结论：激光的脉冲能量、脉冲宽度和离焦量这三个因素，不论是对加工出的孔深和孔径，还是对孔的锥度，都有较大的影响。而相对来说，激光的脉冲个数和扩束比这两个因素对孔的加工质量影响比较小。
关键词:激光打孔 有限元分析 正交试验 影响因素
