激光与红外

作者：明兴祖

单位：1.广州华立学院 机电工程学院,广东 广州 511325；2.湖南工业大学 机械工程学院,湖南 株洲 412007；3.湖南汽车工程职业学院 机电工程学院,湖南 株洲 412000；

关键词：面齿轮;网格划分;激光参数;齿面形貌特征;飞秒激光烧蚀

基金：广东省普通高校重点领域专项项目(No.2023ZDZX3050；No.2023ZDZX3051)；湖南省自然科学基金项目(No.2023JJ50207)；湖南省教育厅科学研究优秀青年项目(No.22B0994)；国家自然科学基金资助项目(No.51975192)资助。

飞秒激光加工成为当今研究复杂齿轮制造的新方向。本文通过面齿轮齿面网格划分方法,利用齿面三维模型测量计算每个节点处的激光入射角θ,建立飞秒激光加工齿面材料18Cr2Ni4WA的反射率、能量密度分布等烧蚀模型,研究椭圆形烧蚀光斑面积、烧蚀区面积,以及烧蚀凹坑深度等齿面形貌特征。通过模型仿真和实验结果分析表明,烧蚀光斑面积随θ的增大先缓慢增加,后快速增加；烧蚀区面积随激光功率P的增加而增加,随θ的增大,先慢速减小而后呈指数函数形式加速减小；烧蚀凹坑深度随着P的增加而增加,随θ增大而呈现近似线性降低。θ对齿面质量的影响程度要大于P,较小的θ,以及P为49W左右时齿面形貌较好,为提高面齿轮加工质量提供了技术支撑。

来源：2025年第3期

《激光与红外》期刊编辑部

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