激光拋光模具鋼的模擬仿真及工藝研究

摘要：塑料模具鋼的拋光操作極其困難且耗人、耗時、耗力。激光拋光作為一種新型的拋光技術,以其方便、快捷等優點得到廣泛應用。基于熱傳導基本方程對激光拋光中熱力學過程進行理論分析,通過數值模擬建立準靜態模型對激光拋光的工藝參數進行預測,通過仿真建模建立了動態模型并對材料表面進行頻譜分析,預測激光拋光后表面形貌。實驗時,使用1080 nm光纖激光器對塑料模具鋼進行拋光,以表面粗糙度為標準研究分析了激光功率、離焦量、激光掃描速度、脈沖寬度、掃描間隔等參數對激光拋光效果的影響。結果表明:選用最佳工藝參數為激光功率140 W、離焦量2.5 mm、掃描速度70 mm/s、脈沖寬度140μs時進行拋光,可獲得高達90.5%的表面質量改善,使表面粗糙度從Ra2.08μm降到Ra188.35 nm。