基于响应面法的喷油器微孔激光加工技术研究
近年来，越来越多的零件对于微孔的质量要求越来越高，传统式的加工方法已经无法满足当前微孔加工的要求。而激光加工因其特有的优势可以满足许多微孔加工的特殊要求，因此它已成为微孔加工中最为人们所重视的加工方法。由于光纤激光器具有能量密度高、聚焦特性好、热影响区域小、光束质量好的特点，理论上能打出孔径小、孔形轮廓不错的孔，但是目前并没有得到广泛应用。本文就以喷油器微孔为研究对象，进行光纤激光加工微孔试验，研究光纤激光对喷油器微孔的加工特性,通过响应面法进行优化分析，获得最优加工工艺参数，用于指导应用，在光纤激光器的应用以及喷油器微孔加工方面都具有重要意义。 本文最初剖析了激光微孔加工的机理，详细介绍了激光与材料的相互作用过程以及激光打孔方式的特点。根据喷油器微孔打孔要求，运用三维软件对微孔加工设备进行理论设计研究，针对喷油器喷油板的斜孔要求设计了专门的一套夹具，并根据理论设计对激光微孔加工设备进行实际搭建,并将该设备进行以下实验研究。 接着，重点是通过响应面法对激光试验加工微孔的加工工艺参数进行优化分析。首先，基于单因素试验法，利用QCW150准连续光纤激光器对SUS304不锈钢进行微孔加工试验。通过试验研究初步分析了影响微孔加工质量（孔径和孔深)的工艺参数：脉冲能量、激光脉宽、离焦量和重复频率。然后，根据单因素试验结果分析，选择对微孔加工质量影响比较明显的工艺参数（脉冲能量、激光脉宽和离焦量）进行正交试验分析。通过正交试验方差分析初步优化了论文试验目标要求的加工工艺参数，同时选择了目标孔径的数学式作为下步响应面分析的试验指标。最后，借助于Design-Expert软件对试验参数及结果进行响应面法分析，得到处理结果图形，并通过建模分析和图形得到激光加工喷油器微孔的最优参数（或区域）。 论文既从理论上分析了激光加工微孔作用的机理，又通过喷油器微孔激光加工试验进行试验数据分析，重要的是得出了试验所用光纤激光器能打出最好的喷油器微孔孔径参数（或区域）。这种数据处理方法同时也为今后的喷油器微孔激光加工工艺参数的优化提供了一种新的可行性分析方法借鉴。
喷油器;微孔激光;响应面法;Design-Expert软件
温州大学
硕士
计算机科学与技术制造业信息化技术
孙树峰
2016
中文
U464.136;TN249
2019-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）