激光修锐树脂结合剂砂轮的试验研究

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摘要：使用脉冲YAG激光对树脂结合剂砂轮进行了修锐试验研究，并采用激光三维扫描方法对修锐前后砂轮的表面形貌进行测量。通过考察砂轮磨粒突出高度及有效磨粒数等表面形貌特征，比较了在不同的激光修锐参数下所获得的不同的修锐效果。试验结果表明激光修锐树脂结合剂砂轮是可行的，并指出了进行激光修锐工艺参数优化研究的重要性。 1 概述 树脂结合剂砂轮为密实型砂轮，这种砂轮在整形后，磨粒之间还填充着大量结合剂，没有足够的容屑空间，磨粒裸露高度不足，因此必须再进行修锐。 树脂结合剂砂轮的激光修锐是最近发展起来的一种新的修锐方法。因为磨粒和结合剂材料的热物理参数相差很大(树脂熔点约为200℃，SiC磨料熔点约为2000℃)，所以在激光作用下，可使结合剂熔蚀和汽化而磨粒基本不受影响，从而达到修锐的目的，并且可以通过调节激光修锐的工艺参数对修锐效果进行精确的控制。 为了评价树脂结合剂砂轮激光修锐的效果，必须对砂轮修锐前后的表面形貌进行精确测量。对砂轮表面形貌的测量有很多方法，近年来，新的三维曲面测量方法得到发展，其中三维扫描方法在砂轮表面形貌的测量中得到应用。这类方法可以快速精确地复现砂轮表面完整的三维形貌。 2 试验原理及条件 本文在砂轮表面形貌测量试验中将采用激光三维扫描方法。测量系统为Replica500高速激光三维扫描系统，采用激光三角法对三维形貌进行测量，测量重复精度达到0.05mm。测量原理如图1(a)所示:激光器LA输出的激光照射在物体表面上并产生漫反射，其漫反射光通过透镜组L1聚焦到PSD(位置敏感器件)上，激光器，透镜组和PSD器件组成扫描头，当扫描头沿x轴方向移动时，三维表面上反光点的位置在z轴方向不断变化，光点在PSD器件上所成的像的位置相应发生变化，其位置值经模数转换后送入计算机，并可通过三角关系计算得出表面测量点处的z方向高度值。 图1 激光三角法测量原理在Replica500系统上采用光刀而非光点进行测量。激光器发出的激光光幕与y-z平面平行，照射在被测物体表面形成具有一定宽度的光刀，光刀的宽度应保证其在PSD上的像的宽度不超过PSD的最小分辨距离，否则将会影响测量精度，本文试验中取光刀宽度为200