基于小波分析的激光微細(xì)加工三維形貌的研究.pdf

1、隨著激光微細(xì)加工技術(shù)在微構(gòu)件制造方面應(yīng)用越來(lái)越廣泛，目前研究者研究主要集中在改進(jìn)加工工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)具體工藝要求的孔，表面的加工生產(chǎn)應(yīng)用上。對(duì)于激光微細(xì)加工后表面形貌研究甚少，由于在評(píng)定基準(zhǔn)面選取的濾波工具不同，評(píng)定基準(zhǔn)面提取的準(zhǔn)確度存在爭(zhēng)論，導(dǎo)致評(píng)定體系差異很大。由于激光的熱作用使加工后的表面層的材料性質(zhì)發(fā)生改變，激光微細(xì)加工后的表面的耐磨性尚不清楚。高精度的微構(gòu)件評(píng)定中局限于幅度參數(shù)的評(píng)價(jià)上，加工表面有相同的粗糙度參數(shù)，不一定有相似的

2、形貌結(jié)構(gòu)，如何區(qū)別具有相近粗糙度參數(shù)，不同形貌的加工表面。如何判定加工表面的各向同性與各向異性，以及加工表面的頻率特征，如何高效的處理數(shù)據(jù)，提供完整表面評(píng)定的軟件，使得三維表面評(píng)定參數(shù)進(jìn)一步推廣與應(yīng)用，這類(lèi)基礎(chǔ)研究涉足的研究者研究的相對(duì)不太系統(tǒng)各有側(cè)重。
　　基于上述問(wèn)題，通過(guò)對(duì)激光微細(xì)加工的單坑形貌進(jìn)行研究，為描述單脈沖作用下的形貌特征提供了三個(gè)主要參數(shù)，形貌由熔沿和熔池組成。由于激光微細(xì)加工表面的是由橫縱向帶有一定重合度光斑疊

3、加而成的表面，建立了光斑重合度的數(shù)學(xué)模型，為工作臺(tái)的移動(dòng)速度與光斑重合度建立了精確地聯(lián)系。利用AFM顯微鏡對(duì)加工表面進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對(duì)典型加工表面的分形特征進(jìn)行了定量的計(jì)算，數(shù)值模擬加工表面的各個(gè)階段的情況并與表面支撐率曲線做對(duì)比，研究不同支撐率區(qū)域內(nèi)磨損變化的實(shí)質(zhì)因數(shù)，并通過(guò)對(duì)兩類(lèi)材料進(jìn)行摩擦磨損實(shí)驗(yàn)，對(duì)激光微細(xì)加工后的表面耐磨性有一定的認(rèn)識(shí)，隨著激光能量的提高，熔凝層使得材料表面的耐磨性增強(qiáng)，且熔凝層形成的越明顯，越有平穩(wěn)時(shí)間較長(zhǎng)的工

4、作區(qū)間。
　　利用小波濾波工具對(duì)激光微細(xì)加工表面的形貌進(jìn)行分解，利用重構(gòu)與原形貌誤差值的比較找到合適的小波基，利用數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)，粗糙度屬高頻信號(hào)的傳輸特性不變的原則情況下，去除最大的高頻信號(hào)能量為原則確定分解次數(shù)，提取了小波評(píng)定基準(zhǔn)面，解決了小波基選取及分解次數(shù)的問(wèn)題。為了驗(yàn)證基準(zhǔn)平面的準(zhǔn)確性采用了“米”采樣方式及提出了平均均方根偏差；區(qū)分激光微細(xì)加工不同于其他加工表面特有的凸凹特征引入了平均高斯曲率；由于表面分形維數(shù)在描述區(qū)分