作为高效高精度加工油套管螺纹的理想梳齿加工工艺,梳刀刀齿的成形磨削是核心与关键,成形砂轮的控性控形精密修整是其中的瓶颈技术难题,激光非接触修整具有显著技术优势和良好发展潜力。本文开展超快激光精密修整成形砂轮工艺与关键技术研究,其主要研究内容如下:1)论文提出成形砂轮超快激光精密修整工艺,针对金刚石磨粒在铁基高温环境下容易因碳化而失去磨削能力的问题,系统研究皮秒激光烧蚀青铜结合剂金刚石砂轮损伤规律,理论分析青铜基体去除机理、金刚石磨粒保留机制,分别对青铜基体与金刚石磨粒开展多脉冲损伤阈值标定试验,确定皮秒激光修整青铜金刚石砂轮功率密度取值范围。研究表明,青铜基体与金刚石的皮秒激光多脉冲损伤阈值存在较大差异,选用合适的激光功率密度,实现了砂轮表面基材的选择性去除。2)针对激光修锐砂轮过程中青铜基体的去除量以及磨粒突出高度难以精确控制的问题,开展皮秒激光修锐青铜结合剂金刚石砂轮工艺研究,分析激光功率密度、重复频率、扫描次数对砂轮基材定量去除的影响规律,实现砂轮表面青铜基体的选择性定量去除。研究表明,激光功率密度在修锐过程中对砂轮控性起主导因素,重复频率一定程度上决定了激光烧蚀砂轮的热累积现象,扫描次数决定青铜基体的去除量。3)针对梳刀砂轮成形面激光光斑分布控制困难、牙型面光束无法垂直辐照等问题,提出梳刀砂轮梳刀砂轮圆柱面间歇式进给修整方案以及基于瑞利距离均匀光场的梳刀砂轮牙型面修整方案,并依据圆柱/牙型面修整方案优化激光光斑与梳刀砂轮相对运动轨迹,设计激光精密修整梳刀砂轮专用装备。实现了基于瑞利均匀光场的梳刀砂轮激光修整轨迹优化及激光束空间姿态与待修整面的调控。4)针对梳刀砂轮修整过程中砂轮微观几何轮廓与激光加工工艺参数不匹配而加剧砂轮表面微观不平整的问题,提出基于线性扫描成像的激光光束自适应控制修整方法,对自适应控制系统结构进行设计,搭建由线结构光成像系统、检测数据处理系统、激光器系统组成的自适应控制系统框架,实现整形与修锐合二为一的系统方案。