模具的抛光与激光修复

作者:xingyang                         时间：2011-12-03

Tags: 模具抛光 模具修复一：磨具的抛光： 抛光工具的材料有着不同的硬度，从金属，各种纤维（如木材，人造纤维）到软毛耗。抛光工具的硬度直接影响着钻石磨粒露出的程度，从而影响金属的去除速率。 抛光操作时耗费时间和费用昂贵的工序，遵循一定的守则可以降低抛光操作的成本。抛光的每一个步骤必须保持清洁，这一点最重要。 1.每个抛光工具只使用一个级别的抛光钻石膏，抛光工具会显得饱和，随着不断使用情况会有所改善。 2.当要转换更细一级的砂号时，必须清洗双手和工件。用肥皂清洗双手，用除至容积清洗工件。用肥皂清洗双手，用除脂容积清洗工件。 3.抛光必须在清洁无尘的室内进行。硬尘粒会污染研磨材料，损害已接近完成的模具表面。 4.抛光时所用的压力与抛光工具的硬度和研磨膏的等级应互相调整和适应。进行最细一级的抛光时，压力要调整到与抛光工具的重量相当。 5.要获得较大的钢材除去率，必须使用较硬的抛光工具和较粗砂粒的钻石膏。 6.塑胶模具的最终抛光应沿着工件脱模的方向进行。 7.开始抛光是要先处理角落、边角和圆角等较难抛光的地方。 8.手动（人工）抛光时，钻石膏要涂在抛光工具上，机械抛光时研磨膏要涂在工件上。 9.处理尖角及边角应特别小心，注意不要形成圆角或圆边，应尽量采用较硬的抛光工具。二：磨具的激光修复： 1 激光修复系统 激光修复技术是集高功率激光、计算机、数控机床、CAD/ CAM、先进材料、数控技术等多学科的应用技术。修复系统主要由硬件设备和制造过程软件组成。硬件设备包括激光器、数控系统及工作台、送粉装置、光路系统、水冷装置、保护气系统和在线控制所涉及的数据采集装置。软件系统包括制造零件成型软件擞据通讯和在线控制软件。激光修复过程如图2所示。CO2激光器发出的激光经CNC数控机床Z轴(垂直工作台)反射镜后，进入三维光束成形聚焦组合镜，再进入同轴送粉工作头，组合镜和工作头都固定在机床Z轴上，由数控系统统一控制。载气式送粉器将粉末均匀输送到分粉器的同轴送粉工作头。 模具位于CNC数控工作台X-Y平面上，根据CNC指令，工作台、组合镜和送粉头按给定的CAD程序运动。同时加入激光和粉末，逐层熔敷。在温度检测和控制系统作用下，使模具恢复原始尺寸。为保证熔覆材料(金属粉末)和基体(模具)材料实现冶金结合，以及模具的尺寸精度、表面光洁度和材料性能，需将φ50mm圆形多模1kW-5kW高功率激光束变换成强度均匀分布的圆形光束，光斑尺寸可调(光路系统)，并配有水冷系统和光束头气体保护系统，同时需重点考虑同轴送粉装置和现场控制系统的设计。 1.1 同轴送粉装置 稳定可靠的粉末输送系统是金属零件修复质量的重要保证。粉末输送的波动将影响修复的质量。激光修复对送粉的基本要求是连续、稳定、均匀和可控地把粉末送入激光熔池。送粉装置由送粉器和同轴送粉嘴组成。在送粉器的粉斗下部，由于平衡气压的作用形成气固两相流化，并从导管开孔，随载气输送粉末。送粉量由输送气体的压力调节，拓宽了送粉范围，实现从5g/min-150g/min均匀连续可调送粉，送粉精度高达±5。设计的载气同轴粉嘴，消除了气体压力波动引起的4路送粉不均匀，并使工作距离加大，且连续可调。 1.2 模具修复过程的控制 在理论上，熔池温度场决定修复过程的宏观与微观质量，因此在激光熔覆层质量控制过程中，表征熔覆层熔池温度场的实时检测非常重要。采用红外测温技术来检测激光加工区域的温度场，结合温度场标定结果推导出实际的温度场信息，来控制激光器功率输出值以及CNC机床的运动速度，以保持熔池温度稳定，避免零件由于过热或温度不均产生裂纹气孔等缺陷。虚线范围内所示的是比色测温仪，光路系统选用单台相机，切换不同滤色片的单通道图像记录方式。滤光片及其控制保证两个滤光片(804.5nm和894.6n m)交替置于数字相机图像记录光路中，移动响应时间<10ms，由计算机控制的高精度步进电机实现准确定位。软件包括三部分：①控制滤光片转入记录光路机械控制部分;②进行实时的同步图像采集、处理以及温度场标定和计算;③用测量温度变化量所得到的过程参数，调节激光功率和机床运动速度。

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