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采用高效激光加工难加工材料

2018-05-25 00:00370
在陶瓷和硬金属加工方面,很多设备和工艺很快就遇到物理和经济上的瓶颈。如何能够既有效又经济地加工此类难加工的材料,激光加工可以提供一种高效的解决方案。

高效加工的一个典型的应用领域就是涡轮机,即飞机涡轮和发电涡轮。这些涡轮机均由难切削材料和防腐蚀材料,例如高合金钢或镍基和钛基合金制成。

 

图1 采用Unicen 1000型车床对最硬的合金进行高效加工

A.Monforts公司针对这种高要求的产品提供一种Unicen系列整体加工设备,共有3种类型。最大的设备为Unicen 1000,其驱动功率为40~50kW,转速范围为6~4000r/min。

尽管负荷很大,但是为了达到所需的精度,所有这种型号的设备均装配了一种非常有效的静液轴承,以达到振动阻尼的目的;一套最大压力为350bar(1bar=105MPa)的高压冷却系统,为设备增添特色;部件良好的可重复精度和质量以及很短的生产时间是Unicen系列技术设备的主要特点。 

A.Monforts公司也能够提供对内置铲斗状的压缩机台阶进行车削和对涡轮机斗轮进行高效铣削和粗加工。

 

图2 RNC 400 Laserturn型车床可以定点软
化陶瓷部位,从而减轻后续切削加工的难度

针对烧结陶瓷材料(如氮化硅和碳化硅)的加工,A.Monforts公司现在可以提供一套新的设备方案。RNC 400 Duoturn型高效CNC车床与激光技术相结合。这款被称为RNC 400 Laserturn的新设备是由A.Monforts公司与Fraunhofer生产技术研究所(IPT)共同研发出来的。

这项技术的核心内容便是把激光光束安设在切削流程之前,激光朝向切削刀具的位置。在激光能量的作用下,陶瓷表面被熔化,陶瓷上所需的精确部位的结构被软化,然后再进行车削加工。

RNC 400 Laserturn型车床拥有一个特殊的刀具转塔。根据不同的加工任务,转塔同时支撑激光器或传统的切削刀具。由此,用户可以实现对表面精度达0.2μm的陶瓷材料的棒材加工。对诸如轴瓦、活塞杆、密封件或铸铝元件等陶瓷部件的激光辅助硬车削达到很高的表面质量和边角质量。这种工艺技术使得陶瓷部件更具市场吸引力和经济效益。这种工艺技术不仅适用于陶瓷材料,也同样适用于钢材表面的硬车削。

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