静态角度激光调校机激光热变形仿真与系统实现

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随着硬盘制造业的高速发展,小体积、大容量、结构复杂的硬盘对加工工艺提出很高的要求,其中磁头飞行姿态就是一个很重要的指标。目前基于机械调校P/R角度的设备都存在调校效率低、调校效果差等缺点。本文基于激光弯曲成形的原理开发一种新型的 P/R角度调校设备—SALAM(Static Angle Laser Adjustment Machine)。  激光弯曲成形是一种利用激光束照射材料表面时形成的内部非均匀热应力场来实现材料成形的新技术。利用激光成形技术实现金属板材的弯曲变形具有独特的优势。与传统的机械弯曲相比具有更大的柔性与灵活性。它不需要模具和外力,生产周期短,加工成本低。同时激光能量精确可控,成形精度高,不存在起皱、回弹现象。  论文的主要研究工作:  本文采用有限元软件ANSYS对板材激光弯曲成形进行了数值模拟,分析了其成形过程和内在成形机理,研究了工艺参数对弯曲成形的影响规律。  论文分析了温度梯度机理、屈曲机理与增厚机理等主要的成形机理,从板材弯曲变形和增厚等角度探讨了不同工艺参数条件下板材的变形行为。同时,为了实现板材弯曲方向的精确控制,论文对屈曲机理条件下板材的温度分布与屈曲条件进行了理论分析,推导出屈曲机理适用范围判断准则,根据Fbuckling值可判断板材的弯曲方向。  对激光曲线拟合进行了研究。为了得到准确的激光扫描速度与P/R值变化量的关系,本文采用最小二乘法对实验数据进行处理,建立激光扫描速度与角度变化量的数学模型,并对数学模型进行分析来确定模型的准确性和合理性。  本文中研发的SALAM在后续的实验中证明它比以往的P/R角度调校设备在效率和效果上都有了很大的改进,满足了实际生产的需求。
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