干气密封螺旋槽的激光加工工艺研究-工程科学与技术.pdf

第 50 卷 第 5 期 工 程 科 学 与 技 术 Vol. 50 No. 5 2018 年 9 月 ADVANCED ENGINEERING SCIENCES Sept. 2018 •机械工程• DOI: 10.15961/j.jsuese.201700973 干气密封螺旋槽的激光加工工艺研究 * 毛文元，宋鹏云 ，邓强国，许恒杰，孙雪剑 (昆明理工大学 化学工程学院，云南 昆明 650500) 摘　要:干气密封环螺旋槽的加工质量对干气密封性能有非常显著的影响。为了获得较高的螺旋槽加工质量，并 能对螺旋槽加工工艺提供有效指导，利用LM-20型光纤激光标刻机对干气密封常用的碳化硅（SiC ）陶瓷材料和碳 化钨（WC ）硬质合金材料进行了螺旋槽激光加工工艺研究。分别考察了激光功率、扫描速度、填充间距、重复频 h R 率、标刻次数等工艺参数对螺旋槽深度 和底表面粗糙度 的影响；并选用激光功率、扫描速度、重复频率、标刻 g a 次数作为4个因素，分别取3个水平对WC 的正交试验结果进行了分析。试验结果表明：加工工艺参数对螺旋槽深 h R 度 和底表面粗糙度 均有一定的影响，合理的工艺参数有助于提升螺旋槽的加工质量；SiC和WC材质密封环 g a 合理的工艺参数范围分别为：激光功率为8～10 W和12～14 W，扫描速度为600～1 000 mm/s和500～800 mm/s， 填充间距均为0.01～0.014 mm ，重复频率为50～60 kHz和20～30 kHz，标刻次数为4～6次和2～4次。正交试验结果 显示：重复频率对槽深 的影响最为显著，其次为标刻次数、扫描速度和激光功率。扫描速度对底表面粗糙度 h g 的影响最为显著，其余因素对底表面粗糙度 的影响较小。标刻次数与激光功率、激光功率与扫描速度、扫描 R R a a 速度与频率的交互作用均较弱，对槽底表面加工精度的影响不大。 关键词:干气密封；螺旋槽；激光加工；加工工艺 中图分类号:TB42　　　　　文献标志码:A　　　　　文章编号:2096-3246（2018 ）05-0253-10 Research on Laser Processing Technology of Spiral Groove for Dry Gas Seal * MAO Wenyuan ，SONG Pengyun