激光修銳樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪的試驗(yàn)研究
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時(shí)間：2013-05-18
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樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪為密實(shí)型砂輪，這種砂輪在整形后，磨粒之間還填充著大量結(jié)合劑，沒(méi)有足夠的容屑空間，磨粒裸露高度不足，因此必須再進(jìn)行修銳。
樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪的激光修銳是最近發(fā)展起來(lái)的一種新的修銳方法。因?yàn)槟チ：徒Y(jié)合劑材料的熱物理參數(shù)相差很大(樹(shù)脂熔點(diǎn)約為200℃，SiC磨料熔點(diǎn)約為2000℃)，所以在激光作用下，可使結(jié)合劑熔蝕和汽化而磨粒基本不受影響，從而達(dá)到修銳的目的，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)激光修銳的工藝參數(shù)對(duì)修銳效果進(jìn)行精確的控制。
為了評(píng)價(jià)樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪激光修銳的效果，必須對(duì)砂輪修銳前后的表面形貌進(jìn)行精確測(cè)量。對(duì)砂輪表面形貌的測(cè)量有很多方法，近年來(lái)，新的三維曲面測(cè)量方法得到發(fā)展，其中三維掃描方法在砂輪表面形貌的測(cè)量中得到應(yīng)用。這類(lèi)方法可以快速精確地復(fù)現(xiàn)砂輪表面完整的三維形貌。
2 試驗(yàn)原理及條件
本文在砂輪表面形貌測(cè)量試驗(yàn)中將采用激光三維掃描方法。測(cè)量系統(tǒng)為Replica500高速激光三維掃描系統(tǒng)，采用激光三角法對(duì)三維形貌進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量重復(fù)精度達(dá)到0.05mm。測(cè)量原理如圖1(a)所示:激光器LA輸出的激光照射在物體表面上并產(chǎn)生漫反射，其漫反射光通過(guò)透鏡組L1聚焦到PSD(位置敏感器件)上，激光器，透鏡組和PSD器件組成掃描頭，當(dāng)掃描頭沿x軸方向移動(dòng)時(shí)，三維表面上反光點(diǎn)的位置在z軸方向不斷變化，光點(diǎn)在PSD器件上所成的像的位置相應(yīng)發(fā)生變化，其位置值經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后送入計(jì)算機(jī)，并可通過(guò)三角關(guān)系計(jì)算得出表面測(cè)量點(diǎn)處的z方向高度值。
圖1 激光三角法測(cè)量原理
砂輪激光修銳采用電子工業(yè)部第十一研究所研制的脈沖YAG激光加工機(jī)，激光加工機(jī)由固定激光器和X-Y移動(dòng)工作臺(tái)組成。激光器的功率、脈寬和頻率均可調(diào)，其主要技術(shù)指標(biāo)如下：脈沖頻率，1,5,10,20,50Hz分檔可調(diào)；脈沖寬度，0.3ms，0.5ms，2ms，4ms四檔任選；燈電壓：300～1150V連續(xù)可調(diào)；當(dāng)脈寬小于0.5ms時(shí)，燈電壓可達(dá)1300V；最大輸出功率6kW；激光脈沖頻率變動(dòng)范圍受脈寬限制，如下表所示：
表1 激光脈沖頻率和脈寬關(guān)系
| 脈寬ms | 0.3 | 0.5 | 2 | 4 |
| 頻率Hz | 50 | 40 | 20 | 10 |
評(píng)論