一、數(shù)控激光加工機(jī)床概述
GFTC-4000數(shù)控激光加工機(jī)床此機(jī)床采用最新激光技術(shù)適用于對(duì)各種軸類、盤類、矩形零件、異形零件、以及齒輪齒面的表面淬火、熔凝、熔覆、及合金化工作。
激光加工是把光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苁沽慵韺涌焖偌訜?，快速冷卻或快速融化在不引起材料基體發(fā)生變化的同時(shí)使工件表層的組織結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能發(fā)生明顯變化，達(dá)到提高零件機(jī)械性能的一種高新技術(shù)。因激光表面加工的目的不同，又把它分為四類主要技術(shù)1)激光(相變)淬火技術(shù):2)激光熔凝技術(shù)3)激光熔覆技術(shù)4)激光合金化技術(shù);其中激光(相變)淬火技術(shù)和激光熔凝技術(shù)與傳統(tǒng)的感應(yīng)淬火目的相同。激光熔覆和激光合金化技術(shù)與傳統(tǒng)的噴焊、堆焊目的相同。因此激光表面加工是繼傳統(tǒng)表面熱處理工藝后.近年來開始應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際的一門高新學(xué)科。
本機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方式主要由縱橫梁的三維直線運(yùn)動(dòng)、床頭箱主軸帶動(dòng)工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和園工作臺(tái)的分齒運(yùn)動(dòng)而組成五軸三聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
本機(jī)床主要由龍門部分、床頭箱、尾座、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、基座平板、激光發(fā)生器、光路和聚焦系統(tǒng)、冷水機(jī)組、數(shù)控系統(tǒng)等組成。三維直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)分為:Y軸(縱向)、X軸(橫向)、Z軸(豎向)的運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)聚焦系統(tǒng)相對(duì)基座平板作激光的三維直線掃描?；桨迳系拇差^箱(或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)B軸)帶動(dòng)工件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各軸的運(yùn)動(dòng)合成完成激光束對(duì)于工件表面的各種掃描運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)激光對(duì)各種零件表面的處理。
本機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)采用西門子公司的802D系統(tǒng)縱向、橫向、及豎向均采用滾珠絲杠直線滾動(dòng)導(dǎo)軌傳動(dòng)均由西門子1FK6伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
二、主要性能、特點(diǎn)
1.激光加工機(jī)床的特點(diǎn)是能量消耗低。電力總消耗在40-60KW間。而現(xiàn)在一般大量采用的是傳統(tǒng)的高中頻表面淬火設(shè)備功率是100KW 200KW.甚至500K W
2材料表面的高速加熱和高速自冷使金屬表面迅速被強(qiáng)化激光硬化處理后工件表面硬度高通常比常規(guī)淬火硬度高15--20%?？色@得極細(xì)的硬化層組織。硬化層深度通常0.3-0 7MM。采用大功率的激光器硬化層深度可達(dá)1-2MM.
3可以對(duì)形狀復(fù)雜的零件和不能用其它常規(guī)方法處理的零件進(jìn)行局部硬化處理，比如具有溝槽的零件、形狀復(fù)雜的曲面。同時(shí)也可以根據(jù)需要在同一零件的不同部位進(jìn)行不同激光硬化處理。更適合其它熱處理方法無法勝任的管孔、深溝、微區(qū)、夾角和刀具刃口等局部區(qū)域的硬化。
4激光硬化靠熱量由表及里的傳導(dǎo)自冷無需冷卻介質(zhì)。無需中高頻淬火方法使用的各種感應(yīng)圈。
5、由于激光加熱速度快淬火應(yīng)力及變形小。一般認(rèn)為激光硬化處理幾乎不產(chǎn)生變形。而且相變硬化可以使表面產(chǎn)生大于4000Mp。的壓應(yīng)力還有助于提高零件的疲勞強(qiáng)度。由于加熱變形很小，可以減少普通方法表面淬火因變形問題增加的很多不必要的加工工序。
三、主要技術(shù)指標(biāo)與參數(shù)
1.技術(shù)指標(biāo)
C02橫流激光發(fā)生器:激光發(fā)生系統(tǒng)由C02橫流激光發(fā)生器、激光器主電源柜、真空泵、熱藕真空計(jì)、數(shù)字式微壓機(jī)等系統(tǒng)組成。
額定輸出功率5KW
輸出激光功率可調(diào)范圍0.5-5KW
輸出功率穩(wěn)定性≤±3%
電光轉(zhuǎn)換效率≥15%
工作氣體C02. N2. He
最大耗電功率≤60K W
2.數(shù)控軸基本參數(shù)
縱向(Z軸)最大行程4000mm
橫向(X軸)最大行程2500mm
豎向(Y軸)最大行程1OOOmm
X、Y、Z三軸運(yùn)動(dòng)軸線的定位精度在任意1 OOOmm測(cè)量長(zhǎng)度上為0. 05mmo
X、丫、Z三軸運(yùn)動(dòng)軸線的重復(fù)定位精度為0.03mm.
2.1.數(shù)控軸進(jìn)給參數(shù)
縱向(Z軸)快速6000mm/min
橫向(X軸)快速6000mm/min
豎向(Y軸)快速6000mm/min
縱向(Z軸)進(jìn)給范圍1-6000mm/min
橫向(X軸)進(jìn)給范圍1-6000mm/min
豎向(Y軸)進(jìn)給范圍1-6000mm/min
2.2床頭箱
主軸轉(zhuǎn)速范圍。1-20r/ min
主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)無級(jí)
主軸中心高800mm
頂尖間最大重量3000kg
2.3.回轉(zhuǎn)工作臺(tái)
回轉(zhuǎn)工作臺(tái)直徑(帶T形槽)} 2000mm
回轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)
