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数控激光加工技术简介
2010-04-07 10:24:54

一、数控激光加工机床概述

GFTC-4000数控激光加工机床此机床采用最新激光技术适用于对各种轴类、盘类、矩形零件、异形零件、以及齿轮齿面的表面淬火、熔凝、熔覆、及合金化工作。
    激光加工是把光能转变为热能使零件表层快速加热,快速冷却或快速融化在不引起材料基体发生变化的同时使工件表层的组织结构和机械性能发生明显变化,达到提高零件机械性能的一种高新技术。因激光表面加工的目的不同,又把它分为四类主要技术1)激光(相变)淬火技术:2)激光熔凝技术3)激光熔覆技术4)激光合金化技术;其中激光(相变)淬火技术和激光熔凝技术与传统的感应淬火目的相同。激光熔覆和激光合金化技术与传统的喷焊、堆焊目的相同。因此激光表面加工是继传统表面热处理工艺后.近年来开始应用于生产实际的一门高新学科。
    本机床的运动方式主要由纵横梁的三维直线运动、床头箱主轴带动工件的回转运动和园工作台的分齿运动而组成五轴三联动机构。
    本机床主要由龙门部分、床头箱、尾座、回转工作台、基座平板、激光发生器、光路和聚焦系统、冷水机组、数控系统等组成。三维直线运动机构分为:Y轴(纵向)、X轴(横向)、Z轴(竖向)的运动。运动机构带动聚焦系统相对基座平板作激光的三维直线扫描。基座平板上的床头箱(或回转工作台B轴)带动工件进行旋转运动由数控系统实现各轴的运动合成完成激光束对于工件表面的各种扫描运动从而实现激光对各种零件表面的处理。
    本机床数控系统采用西门子公司的802D系统纵向、横向、及竖向均采用滚珠丝杠直线滚动导轨传动均由西门子1FK6伺服电机驱动。
 
二、主要性能、特点
   
    1.激光加工机床的特点是能量消耗低。电力总消耗在40-60KW间。而现在一般大量采用的是传统的高中频表面淬火设备功率是100KW  200KW.甚至500K W
    2材料表面的高速加热和高速自冷使金属表面迅速被强化激光硬化处理后工件表面硬度高通常比常规淬火硬度高15--20%。可获得极细的硬化层组织。硬化层深度通常0.3-0 7MM。采用大功率的激光器硬化层深度可达1-2MM.
    3可以对形状复杂的零件和不能用其它常规方法处理的零件进行局部硬化处理,比如具有沟槽的零件、形状复杂的曲面。同时也可以根据需要在同一零件的不同部位进行不同激光硬化处理。更适合其它热处理方法无法胜任的管孔、深沟、微区、夹角和刀具刃口等局部区域的硬化。
    4激光硬化靠热量由表及里的传导自冷无需冷却介质。无需中高频淬火方法使用的各种感应圈。
    5、由于激光加热速度快淬火应力及变形小。一般认为激光硬化处理几乎不产生变形。而且相变硬化可以使表面产生大于4000Mp。的压应力还有助于提高零件的疲劳强度。由于加热变形很小,可以减少普通方法表面淬火因变形问题增加的很多不必要的加工工序。

三、主要技术指标与参数
   
1.技术指标
  
    C02横流激光发生器:激光发生系统由C02横流激光发生器、激光器主电源柜、真空泵、热藕真空计、数字式微压机等系统组成。
    额定输出功率5KW
    输出激光功率可调范围0.5-5KW
    输出功率稳定性≤±3%
    电光转换效率≥15%
    工作气体C02. N2. He
    最大耗电功率≤60K W

2.数控轴基本参数
  
     纵向(Z轴)最大行程4000mm
    横向(X轴)最大行程2500mm
    竖向(Y轴)最大行程1OOOmm
    X、Y、Z三轴运动轴线的定位精度在任意1 OOOmm测量长度上为0. 05mmo
    X、丫、Z三轴运动轴线的重复定位精度为0.03mm.
  
 2.1.数控轴进给参数
  
     纵向(Z轴)快速6000mm/min
    横向(X轴)快速6000mm/min
    竖向(Y轴)快速6000mm/min
    纵向(Z轴)进给范围1-6000mm/min
    横向(X轴)进给范围1-6000mm/min
    竖向(Y轴)进给范围1-6000mm/min
  
2.2床头箱
   
    主轴转速范围。1-20r/ min
    主轴转速级数无级
    主轴中心高800mm
    顶尖间最大重量3000kg
   
2.3.回转工作台

    回转工作台直径(带T形槽)} 2000mm
    回转工作台转

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