Изучение технологического процесса изготовления детали “Вал-золотник ШНКФ453461.101/473” (Отчет о прохождении второй конструкторско-технологической практики на ФТИ НАНБ), страница 14

Лазерная закалка обладает рядом преимуществ по сравнению с другими видами термической обработки:

1.  В режиме закалки без оплавления не нарушается микрогеометрия поверхности изделий, и поэтому лазерная закалка является финишной операцией.

2.  Имеет место разогрев только тонкого поверхностного слоя. При таком режиме температура детали повышается незначительно благодаря чему отсутствуют температурные деформации при обработке тонкостенных и крупных деталей.

3.  Возможность локального упрочнения только рабочих поверхностей деталей приводит к значительной экономии энергии.

4.  Возможно упрочнение деталей сложной формы и по сложной траектории.

5.  За счет обеспечения сверхвысоких скоростей нагрева и охлаждения при воздействии концентрированного пучка лазерного излучения можно повышать твердость поверхностного слоя до значений, не достижимых при других методах термообработки.

Лазерная обработка ведется с помощью установки «Комета - 2», по степени опасности генерируемого излучения относящейся к лазерам III класса и предназначенной для термической обработки лучом СО2-лазера  различных материалов, термоупрочнения инструмента, грубой резки. Указанные операции осуществляются при совместной работе установки с соответствующим технологическим устройством.

Характеристики установки:

- длина волны излучения, мкм – 9,2÷10,8;

- диаметр лазерного луча, не более мм - 45

- напряжение питающей сети, В – 220/230;

- мощность установки, кВт – 1;

- мощность потребляемая, максимальная, кВт – 25;

- плавное регулирование мощности излучения, Вт – 200-1000;

- относительная нестабильность мощности излучения в течении 4 часов работы, не более – 10%;

- расход воды, М3/ч – 0,8;

- уровень шума, не более дБ – 60.

Режимы работы питающей сети – четырехпроводная с глухозаземленной нейтралью.

«Комета – 2» входит в состав лазерного технологического комплекса, состоящего кроме нее из манипулятора «Унилам» - технологической рабочей зоны (ТРЗ), стойки управления «Сфера-36» и робота-манипулятора «РМ-01». Оператор установки следит за показаниями напряжения на излучателе и измерителе мощности и корректирует их в зависимости от типа выполняемого технологического процесса.

Обработка деталей ведется 2мя способами:

1.  Деталь зажата на технологическом столе в специальную оснастку, лазерный луч направляется в ТРЗ по программе, заданной стойкой управления «Сфера-36». В данном случае оператор следит за ходом выполнения программы и прекращает ее в случае нарушения техпроцесса.

2.  Деталь зажата в схвате или приспособлении робота манипулятора. Вертикальная ось с линзой ТРЗ неподвижна. Движение осуществляется шестью суставами робота по заданной программе. Оператор следит за ходом ее выполнения.

Перед началом обработки оператор заносит данные программы в память ЧПУ, обслуживающее конкретное устройство.

Установка состоит из лазерного модуля (прил. 6, рис.1а) и двух шкафов 11 и 12 (прил. 6, рис. 1б), в которых могут быть размещены 4 газовых баллона типа 40-150 (ГОСТ 949-73): три для питания излучателя азотом, гелием и углекислым газом, один – запасной с азотом или с газом для технологических целей. Шкаф 12 снабжен блоком натекателей для регулирования рабочей смеси газов.

Лазерный модуль состоит из излучателя 1 (прил. 6, рис. 1а) и источника питания 2. В корпусе источника питания расположены элементы газовакуумной системы, система электропитания излучателя, система водяного охлаждения, блока наблюдения 3 и блока управления 4.

Излучатель работает на смеси углекислого газа, азоте и гелия при давлении порядка 35 тор с непрерывной прокачкой газовой смеси по замкнутому кругу через разрядные трубы и теплообменники, охлаждаемые проточной водой. Прокачка осуществляется центробежным компрессором, приводимым во вращение электродвигателем через магнитную муфту.

Оптимальный парциальный состав газовой смеси CO2:N2:He=1:10:6,5.