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金屬鈑金新聞

激光熔覆應(yīng)用于磨損缸孔修復(fù)(二)

星之球激光 來源:中國(guó)數(shù)控機(jī)床網(wǎng)2012-12-01 我要評(píng)論(0 )   

孔內(nèi)旋轉(zhuǎn) 配備旋轉(zhuǎn)功能的新型加工頭被用來翻新柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的缸孔。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器集成到加工頭部允許修復(fù)靜態(tài)安裝部件上的偏心孔。即便是水平插入,加工頭也能確保粉末均勻應(yīng)...

 

        孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)

   配備旋轉(zhuǎn)功能的新型加工頭被用來翻新柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的缸孔。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器集成到加工頭部允許修復(fù)靜態(tài)安裝部件上的偏心孔。即便是水平插入,加工頭也能確保粉末均勻應(yīng)用,而無需改變其旋轉(zhuǎn)角度。然而,在這種特定的應(yīng)用程序中,旋轉(zhuǎn)頭通過五軸聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)垂直地插入氣缸孔。使用旋轉(zhuǎn)頭的一個(gè)主要爭(zhēng)議點(diǎn)就是,考慮到加工頭自身的重量,要讓它通過固定的加工頭旋轉(zhuǎn)重達(dá)700公斤的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是不可能的。偏心孔創(chuàng)造了大量的不平衡,使得它非常難保證所需要的加工精度。對(duì)每一個(gè)汽缸單獨(dú)進(jìn)行中心定位是一個(gè)不太可行的選擇,因?yàn)樯婕按罅康某杀疽蛩亍?/p>

 

  汽缸內(nèi)徑的孔直徑為178毫米;需要涂覆的較低區(qū)域深度約為340毫米,并由一個(gè)高約60毫米的環(huán)管片組成。傳統(tǒng)的加工頭只適用于靠近孔內(nèi)的角度,因?yàn)閲娮煳挥诩庸ゎ^的尖端。因此,盡管孔的直徑達(dá)到180毫米,但是這些加工頭最多只能加工的深度約為40毫米。相比之下,可旋轉(zhuǎn)的iClad頭能夠垂直插入汽缸內(nèi)徑,能以90 角處理整個(gè)內(nèi)部表面。iClad的可旋轉(zhuǎn)型號(hào)所具備的決定性參數(shù),可從三個(gè)方面概括:除了其旋轉(zhuǎn)的能力和窄型的加工頭,500毫米的最大加工深度也是一個(gè)關(guān)鍵因素。

 

利用五軸系統(tǒng)進(jìn)行完美的涂覆

   在上下壞點(diǎn)間的汽缸磨損內(nèi)層,覆蓋大于1毫米厚度的涂層。這就是所謂的不銹鋼合金熔覆,以確保不僅僅是必要的耐磨性,而且在酸性和堿性環(huán)境中擁有良好的耐腐蝕性。選定合金材料的韌性能夠防止裂紋的形成,還具有良好的機(jī)械加工性能和最小表面的涂層孔隙率。首先,將LaserCo DT客戶的磨損孔機(jī)加工到一定尺寸,以消除磨損和裂痕,為后續(xù)的激光熔覆創(chuàng)建一個(gè)光滑的表面。

 

  在弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所,發(fā)動(dòng)機(jī)缸體被安置在鋼支撐上,然后對(duì)齊和進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。Andreas Weisheit博士和他的團(tuán)隊(duì),以及來自Pallas公司的Stephan Kalawrytinos,一起開發(fā)出了內(nèi)部旋轉(zhuǎn)加工頭。在較低位置,受到損壞的環(huán)段區(qū)域內(nèi),缸孔外表都能加工到。通過五軸聯(lián)動(dòng)系統(tǒng),利用兩個(gè)重疊的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行兩次涂覆,以達(dá)到所要求的涂層厚度1毫米。一項(xiàng)數(shù)控程序的開發(fā)就是用于這項(xiàng)加工。從300毫米左右深度的底部邊緣開始,涂層以螺旋形式覆蓋在表面。一臺(tái)3kW的Nd:YAG激光器作為激光源。

 

一個(gè)突破性測(cè)試的圓滿結(jié)論

   Weisheit先生對(duì)測(cè)試結(jié)果非常滿意。他說:“這毫無疑問證明激光熔覆在缸孔的修復(fù)方面技術(shù)上是可行的,也符合成本效益,無需購(gòu)買替代品更換。應(yīng)用可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部輪廓加工頭iClad,得到的涂層具有優(yōu)良的表面質(zhì)量。”在他看來,運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)證明了其工業(yè)應(yīng)用的能力。即使經(jīng)過幾個(gè)小時(shí)的連續(xù)使用,它繼續(xù)工作的能力仍然絕對(duì)可靠。這個(gè)測(cè)試的圓滿成功為修理或修復(fù)機(jī)器零件提供了突破性的證據(jù),這是以前可望而不可及的。

 

  Kalawrytinos看到這種獨(dú)特加工頭的巨大應(yīng)用潛力,“ iClad的五軸加工能力允許它以合理的成本和在前所未有的時(shí)間段內(nèi)精準(zhǔn)地翻修磨損的孔洞。”

 

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