[发明专利]一种飞秒激光对凸轮表面微造型的方法

摘要

本发明公开了一种飞秒激光对凸轮表面微造型方法，首先根据凸轮从动件运动规律将凸轮运动阶段分为近休止阶段，远休止阶段，推程回程阶段；飞秒激光对凸轮三阶段分别进行不同深度的微凹坑加工；利用三维形貌仪测量凹坑微凹坑深度，结合表面浸润性，得出对应的最佳材料润滑性能的三种凹坑微凹坑深度反馈给计算机；飞秒激光对凸轮三阶段分别进行不同微凹坑占有率微凹坑面积占有率的微凹坑加工；进行摩擦磨损试验，确定最佳微凹坑面积占有率并反馈给计算机；最后实施激光微造型加工控制微凹坑形貌。本发明不仅显着改善凸轮表面的润滑性能,提高凸轮耐磨性,还可以延长凸轮的寿命,提高发动机的整体性能。

主权项

一种飞秒激光对凸轮表面微造型方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）根据凸轮受力状态将凸轮形貌轮廓行程分为近休止阶段，远休止阶段，推程回程阶段三个基本阶段；（2）试验分析出在凸轮表面浸润性能最佳的情况下，三个基本阶段的最佳微凹坑深度；（3）试验分析出在凸轮表面磨损最少的情况下，三个基本阶段的最佳微凹坑面积占有率；（4）根据凸轮的外形尺寸、最佳微凹坑深度和最佳微凹坑面积占有率，设计待加工微凹坑的位置；（5）根据待加工微凹坑的排布图形，设计激光焦点的扫描轨迹；（6）将凸轮定位与夹紧，使凸轮只具有一个旋转自由度，凸轮近似静止缓慢运动；（7）选择飞秒激光器的加工工艺参数，所述工艺参数包括功率密度105~107W/cm、脉冲宽度25~200ns、重复频率5~15KHz、扫描速度0~300r/min，结合激光焦点的扫描轨迹，对凸轮三个基本阶段的进行不同密度排布的激光加工。