戀夜直播app官方正版下载_戀夜直播高品质美女在线视频互动社区_戀夜直播官方版

閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
汽車制造

激光加工在汽車大修中的應(yīng)用

星之球科技 來源:光電新聞網(wǎng)2011-10-15 我要評(píng)論(0 )   

摘 要:對(duì)汽車大修中的關(guān)鍵部件發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、曲軸的激光硬化原理、工藝過程及計(jì)算機(jī)控制方法進(jìn)行了分析和研究。 1 引言 激光表面改性技術(shù)是在70年代大功率激光器出現(xiàn)后,...

摘 要:對(duì)汽車大修中的關(guān)鍵部件發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、曲軸的激光硬化原理、工藝過程及計(jì)算機(jī)控制方法進(jìn)行了分析和研究。

1 引言

激光表面改性技術(shù)是在70年代大功率激光器出現(xiàn)后,迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)光、機(jī)、電一體化高新技術(shù)。

這種工藝具有淬硬效果好,自動(dòng)化程度高,操作簡(jiǎn)單,能耗低,效率高,工件變形極小,基本無廢品等一系列優(yōu)點(diǎn)。利用激光對(duì)零件表面進(jìn)行處理,可改變零件表面的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分和金相組織,從而改變零件表面的物理、化學(xué)和力學(xué)性質(zhì),如抗磨損、耐腐蝕和抗疲勞性,有效地解決了許多常規(guī)熱處理目前還難以解決或解決不好的零件表面性質(zhì)問題。因此,在世界各國(guó)取得了迅速發(fā)展。如AVCOEVETT研究所對(duì)福特汽車的灰口鐵凸輪軸進(jìn)行了表面硬化處理,最大變形量<0.13mm。同時(shí),該所還對(duì)柴油機(jī)球墨鑄鐵曲軸的軸頸和拐頸進(jìn)行了熱處理,硬度達(dá)55~62HRC,處理后的曲軸不需校直,從而使曲軸熱處理的成本下降了20%,取得了良好的效果。

我國(guó)激光表面硬化技術(shù)近幾年才進(jìn)入使用階段,但在某些領(lǐng)域還是空白,本文闡述了作者與青島中發(fā)激光技術(shù)有限公司聯(lián)合研制的多功能激光機(jī)及其控制系統(tǒng)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸套、曲軸的激光表面硬化中的應(yīng)用。

2 激光表面硬化原理

激光表面硬化也稱為激光熱處理。其原理是,用激光束作熱源照射發(fā)動(dòng)機(jī)待強(qiáng)化表面,使其表面被快速加熱至金屬相變溫度以上,當(dāng)激光離開后,高溫表面的熱量迅速向金屬基體傳導(dǎo)而形成自淬,使處理后的表面層形成具有硬度很高的隱晶馬氏體,從而提高零件的表面硬度、耐磨性及其使用壽命。

3 激光設(shè)備及工藝

3.1 激光設(shè)備

激光表面硬化設(shè)備包括三大部分:1.5kW CO2激光發(fā)生器、多功能激光加工機(jī)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

3.2 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)大修的常規(guī)方法及缺陷

發(fā)動(dòng)機(jī)大修時(shí),主要經(jīng)過鏜缸、磨軸處理,氣缸壁經(jīng)多次磨削后,表面硬度降低;曲軸軸頸由于磨損失圓,一般需要重新磨軸,換軸瓦。曲軸軸頸在多次磨削后表面硬度降低,不能滿足使用要求。因此,常規(guī)方法處理后的發(fā)動(dòng)機(jī)大修周期變短。

3.3 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)大修的激光處理工藝

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)大修的激光處理工藝是常規(guī)大修工藝加上激光處理。激光熱處理一般安排在半精加工后進(jìn)行。由于常溫下金屬對(duì)波長(zhǎng)10.6μm的CO2激光反射率高達(dá)80%以上,經(jīng)過磨床加工的光潔表面其反射率更高,激光的反射將造成大量能量損失,因此,激光熱處理前需采用預(yù)敷吸光涂層的方法,以提高零件表面對(duì)激光的吸收率。涂層能吸收電磁波中遠(yuǎn)紅外部分,各種金屬或非金屬氧化物、石墨、碳墨、磷酸鹽等都是較好的涂層材料。

曲軸熱處理時(shí),將其安裝在機(jī)床工作臺(tái)上用兩卡盤夾緊,將激光光斑直徑調(diào)到2~3mm,功率密度均勻,從而保證一定寬度的硬化條帶上的硬度均勻一致。

激光頭裝配在托架上,托架安裝在機(jī)床橫梁上,因此,可實(shí)現(xiàn)激光頭上下方向的移動(dòng)和水平方向的移動(dòng)。將激光束定位在曲軸軸頸上方,工作臺(tái)上的步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn),同時(shí)激光頭在水平方向運(yùn)動(dòng),而托架沿橫梁移動(dòng),從而在曲軸表面沿寬度方向掃描出具有一定形狀的掃描線(線型由微機(jī)控制)。淬硬帶在軸頸上的覆蓋率(淬硬面積比)一般取30%~50%,曲軸的旋轉(zhuǎn)、激光頭的水平運(yùn)動(dòng)及合成運(yùn)動(dòng)均由程序控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。
 
缸體熱處理時(shí),將其裝在底部的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上,缸體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),激光頭作上下運(yùn)動(dòng)。

激光硬化處理過程的工藝參數(shù)主要有掃描速度、硬化面積比、硬化深度和加工表面粗糙度。這些參數(shù)取決于激光功率密度、掃描速度、材料的種類和表面涂層特性等。激光硬化帶截面的組織特征有2~4層,具體是多少層要由激光處理規(guī)范和材料成分而定。在高速加熱和冷卻時(shí),一般可在鋼的表面觀察“白亮層”。

由于激光束是按一定幾何軌跡在缸體內(nèi)壁進(jìn)行掃描,激光處理過的硬化帶構(gòu)成硬的骨架;未經(jīng)激光處理的地方,在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),首先微量磨損,形成貯油結(jié)構(gòu)。這樣軟硬結(jié)合的缸體內(nèi)壁既提高了耐磨性,又有良好的抗拉傷能力?;钊h(huán)在良好的潤(rùn)滑條件下工作,使用壽命大幅度提高。對(duì)于曲軸軸頸,也具有同樣的原理。

3.4 實(shí)驗(yàn)對(duì)比及磨損量

(1)未經(jīng)處理的汽缸與經(jīng)過激光處理后的汽缸汽車跑車數(shù)據(jù)對(duì)比見圖1。


圖1 汽車跑車數(shù)據(jù)對(duì)比

(2)經(jīng)600h臺(tái)架實(shí)驗(yàn)前后曲軸磨損量

依據(jù)QC/T524-1999《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能 試驗(yàn)方法》、QC/T525-1999《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性 試驗(yàn)方法》等標(biāo)準(zhǔn),將激光熱處理后的曲軸裝在492QA汽油機(jī)上,全速全負(fù)荷可靠性試驗(yàn)。

經(jīng)600h臺(tái)架試驗(yàn),進(jìn)行了精密測(cè)量,其磨損量見表。

600h試驗(yàn)前后軸頸磨損量



試驗(yàn)證明:激光表面處理的曲軸,經(jīng)600h臺(tái)架試驗(yàn),耐磨性能良好,其最大磨損量為0.02mm,達(dá)到國(guó)家規(guī)定的要求,可滿足2×105km大修期標(biāo)準(zhǔn)。
4 計(jì)算機(jī)控制原理

本項(xiàng)目選用PC總線工業(yè)控制機(jī)作控制機(jī),CRT作顯示器。因此,可實(shí)現(xiàn)更好的用戶界面,控制功能更強(qiáng)。其原理如圖2。


圖2 發(fā)動(dòng)機(jī)表面硬化計(jì)算機(jī)控制原理圖

為了系統(tǒng)的可靠性,強(qiáng)電和弱電部分通過光電隔離器接合,圖中箭頭方向表示控制信息的流向,各行程開關(guān)并聯(lián)接到I/O板上,因此只要有一個(gè)方向上檢測(cè)到位,即可引起機(jī)床關(guān)光停機(jī)。

編程語言采用C++和80386匯編語言,程序編制采用類比后的直線插補(bǔ)方法,限于篇幅,本文不作說明。

必須強(qiáng)調(diào)指出,在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等零件進(jìn)行熱處理開光前,必須使工件先進(jìn)行預(yù)轉(zhuǎn),關(guān)光后亦必須有一段后轉(zhuǎn),否則,將導(dǎo)致工件局部燒傷。

5 結(jié)論

發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟,采用激光表面硬化處理后的發(fā)動(dòng)機(jī),硬度一般由原來的20HRC提高到55~62HRC,并得到0.2~1mm的強(qiáng)化深度,使用壽命提高到原來的3~5倍,熱處理成本下降了20%~40%,激光熱處理后的工件幾乎無變形。因此,既延長(zhǎng)了大修周期,又節(jié)省了重復(fù)維修的費(fèi)用,具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,有廣泛的應(yīng)用前景。
 

 

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

暫無關(guān)鍵詞
免責(zé)聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使 用,并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)責(zé)任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)向本網(wǎng)提出書面權(quán)利通知,并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細(xì)侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會(huì)依法盡快移除相關(guān)涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。

網(wǎng)友點(diǎn)評(píng)
0相關(guān)評(píng)論
精彩導(dǎo)讀