基于小波分析的激光微細加工三維形貌的研究.pdf

1、隨著激光微細加工技術在微構件制造方面應用越來越廣泛，目前研究者研究主要集中在改進加工工藝參數，實現具體工藝要求的孔，表面的加工生產應用上。對于激光微細加工后表面形貌研究甚少，由于在評定基準面選取的濾波工具不同，評定基準面提取的準確度存在爭論，導致評定體系差異很大。由于激光的熱作用使加工后的表面層的材料性質發(fā)生改變，激光微細加工后的表面的耐磨性尚不清楚。高精度的微構件評定中局限于幅度參數的評價上，加工表面有相同的粗糙度參數，不一定有相似的

2、形貌結構，如何區(qū)別具有相近粗糙度參數，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，如何高效的處理數據，提供完整表面評定的軟件，使得三維表面評定參數進一步推廣與應用，這類基礎研究涉足的研究者研究的相對不太系統各有側重。
　　基于上述問題，通過對激光微細加工的單坑形貌進行研究，為描述單脈沖作用下的形貌特征提供了三個主要參數，形貌由熔沿和熔池組成。由于激光微細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學模型，為工作臺的移動速度與光斑重合度建立了精確地聯系。利用AFM顯微鏡對加工表面進行數據采集，對典型加工表面的分形特征進行了定量的計算，數值模擬加工表面的各個階段的情況并與表面支撐率曲線做對比，研究不同支撐率區(qū)域內磨損變化的實質因數，并通過對兩類材料進行摩擦磨損實驗，對激光微細加工后的表面耐磨性有一定的認識，隨著激光能量的提高，熔凝層使得材料表面的耐磨性增強，且熔凝層形成的越明顯，越有平穩(wěn)時間較長的工

4、作區(qū)間。
　　利用小波濾波工具對激光微細加工表面的形貌進行分解，利用重構與原形貌誤差值的比較找到合適的小波基，利用數字信號的特點，粗糙度屬高頻信號的傳輸特性不變的原則情況下，去除最大的高頻信號能量為原則確定分解次數，提取了小波評定基準面，解決了小波基選取及分解次數的問題。為了驗證基準平面的準確性采用了“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；由于表面分形維數在描述區(qū)分