數(shù)控機(jī)床電主軸激光淬火技術(shù)應(yīng)用

(1)主軸及隨機(jī)附帶4個(gè)試樣，試樣直徑80mm，壁厚20mm，兩端磨平。在采用CO2激光器進(jìn)行激光硬化前，分別在主軸和試樣表面上涂覆一層特別涂料，以增加對(duì)激光的吸收。

(2)用5kW的CO2橫流式激光器對(duì)主軸及試樣進(jìn)行激光淬火，其輸出功率P=1800~2000W，掃描速度v=5mm/s，機(jī)床轉(zhuǎn)速n=30r/min，掃描寬度2~3.5mm。并采用微機(jī)控制淬火機(jī)床(工作臺(tái))，配備靈活通用的工裝夾具，固定淬火工件作平行移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或合成運(yùn)動(dòng)。另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應(yīng)區(qū)吹出，而切割速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激光汽化切割和熔化切割。

(3)激光淬火化后的主軸及試樣檢驗(yàn) 淬硬層深度0.5~1.2mm;表面淬火硬度60~66HRC;組織為外層極細(xì)馬氏體 少量殘留奧氏體，過渡層馬氏體 鐵素體 滲碳體，內(nèi)層為原始組織，即回火索氏體。

 超高速激光熔覆技術(shù)完成的熔覆涂層冶金質(zhì)量高、稀釋率低、變形小、表面光潔度高，屬于先進(jìn)環(huán)保的再制造加工技術(shù)，在工業(yè)再制造領(lǐng)域能極大地減少企業(yè)的后續(xù)機(jī)加工成本，能有效延長(zhǎng)產(chǎn)品使用周期，為企業(yè)節(jié)省大量后期維修費(fèi)用。和傳統(tǒng)的熔覆激光技術(shù)相比，超高速激光熔覆技術(shù)的工作效率要快上百倍。普通的激光熔覆技術(shù)速率是0.5—2 米/分鐘，而超高速激光熔覆技術(shù)可達(dá)到50—200 米/分鐘，鍍層速度至少提高了100 倍。超過1平方米/小時(shí)的涂層率可以使激光熔覆的成本降低到與鍍硬鉻成本相當(dāng)。激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進(jìn)行掃描，使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽，然后施加一定的壓力，脆性材料就會(huì)沿小槽處裂開。超高速激光熔覆技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：目前可以在零件表面制備大規(guī)模的不同成分涂層，這將有可能生產(chǎn)出在生命周期內(nèi)不會(huì)磨損的創(chuàng)新零件。

metal ?1006型設(shè)備的主要優(yōu)點(diǎn)有：

?采用惰性氣體封閉式工作環(huán)境；采用雙凈化柱系統(tǒng)，可同時(shí)凈化保護(hù)氣體和再生凈化觸媒，水氧含量可降至1ppm以內(nèi)。

?采用全封閉式，六軸工業(yè)機(jī)器人，重復(fù)定位精度達(dá)到±0.03mm，可保證較高的軌跡精度，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP67。

?工作臺(tái)配備自動(dòng)移動(dòng)滑臺(tái)，方便零件裝卸；小型零件通過過渡艙送入取出，大型零件通過開啟前掀式玻璃窗送入取出。

?采用輝銳自主研發(fā)的激光熔覆專業(yè)雙筒加熱式自動(dòng)送粉器，可控制送粉質(zhì)量流量達(dá)±2%。

?搖籃式雙軸數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)方便對(duì)軸類零件定位與同步運(yùn)動(dòng)，可裝卡直徑為1200mm的盤類零件。

?系統(tǒng)軟件提供自主開發(fā)的同軸視覺定位功能，在修復(fù)過程中實(shí)現(xiàn)修復(fù)區(qū)域以及熔池二維形貌的可視化。

?軟硬件系統(tǒng)具有良好的開放性和可操作性，方便升級(jí)和新功能的擴(kuò)展。

自適應(yīng)隨形激光熔覆是解決上述難題一個(gè)行之有效的方法，主要包括以下三個(gè)基本步驟：

1. 采用傳感器進(jìn)行在線檢測(cè)：傳感器可以是接觸式、機(jī)器視覺、激光位移等多種，而且必須要建立起傳感器測(cè)量坐標(biāo)系與機(jī)器人激光熔覆工具坐標(biāo)系間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

2. 自動(dòng)數(shù)據(jù)處理：包括數(shù)據(jù)濾波、重構(gòu)、建模等，一些應(yīng)用還需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模型匹配、缺陷辨識(shí)等智能算法；

3. 自動(dòng)路徑生成和工藝參數(shù)配置：在自動(dòng)數(shù)據(jù)處理所建立模型基礎(chǔ)上，進(jìn)行分層切片、生成填充軌跡，并根據(jù)缺陷類型，自動(dòng)選擇優(yōu)化工藝參數(shù)。