激光精微制造应用技术

目录
前言
第1章　激光精微制造应用技术概述　1
1.1　点接触共轭曲面齿轮制造应用技术概况　1
1.1.1　点接触共轭曲面齿轮的分类、特点与加工工艺流程　1
1.1.2　点接触共轭曲面齿轮加工技术发展状况　5
1.1.3　曲面齿轮的激光精微加工技术研究进展　7
1.2　微结构FBG的激光加工技术概况　10
1.2.1　飞秒激光微加工光纤与微结构FBG应用状况　10
1.2.2　飞秒激光的光纤材质刻蚀机制研究进展　12
第2章　激光加工前工序的面齿轮高速准干切削机理及工艺　13
2.1　面齿轮高速准干铣削加工方法与模型　13
2.1.1　高速准干铣削原理与加工方法　13
2.1.2　高速准干铣削模型与计算　14
2.1.3　高速准干铣削加工仿真及实验　22
2.2　面齿轮高速准干铣削齿面粗糙度　24
2.2.1　高速准干铣削齿面粗糙度的形成机理与模型　24
2.2.2　高速准干铣削齿面粗糙度的仿真与实验分析　26
2.3　影响铣削齿面粗糙度的工艺参数优选与回归分析　29
2.3.1　铣削齿面粗糙度的正交实验与工艺参数优选　29
2.3.2　铣削齿面粗糙度的回归分析　32
2.4　面齿轮齿面测量、修缘与油雾化喷洒可控装置　34
2.4.1　面齿轮齿面测量与激光精修厚度的确定　34
2.4.2　面齿轮修缘高度及修缘量的确定方法　41
2.4.3　高速准干切削的冷却润滑油雾化喷洒可控装置　43
第3章　螺旋锥齿轮的脉冲激光精微修正机理与工艺　46
3.1　脉冲激光修正螺旋锥齿轮齿面的物理过程与机理　46
3.1.1　激光与金属材料的一般作用过程　46
3.1.2　纳秒激光烧蚀机制与动态作用效应　47
3.1.3　飞秒激光烧蚀作用机制与作用机理　51
3.2　脉冲激光精微修正螺旋锥齿轮齿面的传热物理模型与仿真　53
3.2.1　纳秒激光修正齿面的传热物理模型与数值仿真　53
3.2.2　飞秒激光修正齿面传热物理模型与数值仿真　57
3.3　脉冲激光精微修正螺旋锥齿轮工艺与实验　63
3.3.1　螺旋锥齿轮的精微修正工艺与实验条件　63
3.3.2　纳秒激光修正齿面实验与分析　69
3.3.3　飞秒激光修正齿面实验与分析　75
第4章　面齿轮的飞秒激光烧蚀特征及精微加工工艺　80
4.1　飞秒激光精微加工面齿轮的物理作用机理　80
4.1.1　飞秒激光加工面齿轮的物理作用过程动态效应　80
4.1.2　飞秒激光加工面齿轮的物理作用机制与理论模型　81
4.2　飞秒激光精微加工面齿轮实验条件与加工工艺　83
4.2.1　飞秒激光精微加工面齿轮实验条件　83
4.2.2　飞秒激光精微加工面齿轮工艺　87
4.3　面齿轮材料的飞秒激光烧蚀特性　92
4.3.1　面齿轮材料的烧蚀阈值　92
4.3.2　面齿轮材料烧蚀的动态吸收效应　96
4.4　飞秒激光精微加工复耦合模型与实验分析　99
4.4.1　基于变焦效应的能量密度模型与实验分析　99
4.4.2　传热物理模型与扫描烧蚀实验分析　110
4.4.3　等离子体冲击波效应模型与实验分析　126
4.5　面齿轮飞秒激光精修工艺参数优化　134
4.5.1　飞秒激光精修工艺参数的单因素实验分析　134
4.5.2　基于正交实验的飞秒激光精修工艺参数优化分析　140
4.5.3　飞秒激光精修齿面特征的回归预测模型与仿真分析　144
4.5.4　精修工艺参数优化实验结果及分析　146
第5章　微结构FBG的飞秒激光加工应用技术　150
5.1　微结构FBG飞秒激光微加工系统　150
5.2　光纤的飞秒激光加工特性　152
5.2.1　光纤损伤阈值的计算　152
5.2.2　飞秒激光光斑大小的确定　153
5.2.3　光纤的飞秒激光烧蚀凹坑深度　157
5.3　微结构的飞秒激光加工参数　159
5.3.1　微结构槽深与扫描速度、激光能量的关系　159
5.3.2　微结构加工工艺及其加工参数的确定　162
5.4　飞秒激光对FBG光谱影响机制及应用　166
5.4.1　飞秒激光对螺旋微结构FBG光谱的影响　166
5.4.2　飞秒激光对直槽微结构FBG光谱的影响　171
5.4.3　波长及宽带变化原因分析　173
5.4.4　基于飞秒激光后处理加工的相移光纤光栅　175
5.5　微结构FBG传感器制备　186
参考文献　190