[发明专利]一种激光淬火设备及使用方法

说明书

技术领域

本发明创造涉及轴类零件激光表面淬火领域，具体涉及一种激光淬火设备及使用方法。

背景技术

目前轴类零件进行激光淬火时，常常由于多道搭接产生回火软化而导致硬度急剧降低。此外，采用单道激光淬火后等待零件温度降低再开始下一道次的激光淬火又存在生产效率太低的问题。因此急需开发可实现工件表面高硬度且效率较高的激光淬火设备。

发明内容

本发明创造的目的是提供一种激光淬火设备，用于解决轴类零件激光淬火过程中热量积累造成的淬火区域受热软化问题，保证激光淬火后的轴类零件表面硬度基本不变，进而确保激光淬火后工件质量的稳定性。

本发明创造的另一目的是提供一种激光淬火设备的使用方法，可以使得该设备既能提高轴类零件表面激光淬火的自动化程度，提高工作效率，又能够实现轴类零件表面强化近终成形，基本无需额外加工，节省工序及成本。

为达上述发明创造的目的，本发明创造采用的技术方案为：

一种激光淬火设备，包括可编程控制器，激光器，与激光器线连接并用于对工件进行激光淬火的激光头，用于夹持工件并带动工件运动的运动机构，位于工件下方的冷却液槽；所述运动机构具有底座，底座上方设有导向杆，导向杆的顶端可拆卸式固接固定板，固定板上设有电机Ⅱ和丝杠，所述电机Ⅱ通过皮带Ⅱ带动丝杠旋转；导向杆上还设有连接板，所述连接板上设有导孔，连接板通过导孔套设在导向杆上，连接板的一侧设有螺孔，丝杠贯穿于螺孔并与螺孔配合，连接板的另一侧设有电机Ⅰ和连接组件，工件安装在连接组件的下端，所述电机Ⅰ通过皮带Ⅰ作用于连接组件带动工件旋转；所述电机Ⅰ、电机Ⅱ和激光器分别与可编程控制器线连接。

所述的一种激光淬火设备，所述固定板上设有轴承Ⅱ，电机Ⅱ的输出轴通过弹性联轴器与轴承Ⅱ中的轴Ⅱ连接，轴Ⅱ的一侧装有平键，所述皮带Ⅱ的一端作用于轴Ⅱ，另一端作用于丝杠。

所述的一种激光淬火设备，所述连接组件包括轴承Ⅰ，位于轴承Ⅰ下方与轴承Ⅰ中轴Ⅰ连接的法兰，安装在法兰下方的用于安装工件的卡盘，皮带Ⅰ的一端通过皮带轮作用于轴Ⅰ，另一端作用于电机Ⅰ的输出轴。

所述的一种激光淬火设备，所述轴承Ⅰ为圆锥滚子轴承。

所述的一种激光淬火设备，所述电机Ⅰ为步进电机Ⅰ，所述电机Ⅱ为步进电机Ⅱ。

一种权利要求1所述的激光淬火设备的使用方法，包括如下步骤：

1)将工件安装在连接组件上，启动电机Ⅰ，使电机Ⅰ带动工件旋转，同时启动电机Ⅱ带动丝杠旋转，此时工件作旋转和向下直线运动；

2)当工件的尾部达到激光头后，启动激光器，使激光头发出激光束，沿工件的轴向对工件表面实现螺旋式激光淬火，工件上已完成的淬火区域在丝杠的带动下进入冷却液槽；

3)当工件下降到指定高度完成整个淬火区域后，激光器停止发出激光束。启动电机Ⅱ带动丝杠旋转动工件反向运动退回原始工位，完成整个激光淬火过程。

本发明创造具有以下有益效果：

1、本发明创造主要结构由工件运动机构、激光发生系统、冷却液槽等构成，而工件运动机构分别由两台伺服电机同时控制工件旋转和直线运动。确保激光强化区获得针状马氏体组织，做到及时冷却，同时保证已淬火强化区域不会因发生高温回火而导致软化的问题。激光发生系统、工件运动机构由中控可编程控制器PLC协调各运动要求，因此实现了对工件上激光强化区快速冷却，不用针对材料开发专用冷却液提高激光淬火区的冷却速度以获得细针状马氏体组织，实现了轴类零件的高效率、快速激光表面淬火的目的。

2、本发明创造一种激光淬火设备除具有激光淬火主要功能外，还要具有确保激光淬火区域的硬度不因多道次激光淬火而导致搭接软化，并可根据被淬火材料及其尺寸的变化采用不同冷却液的功能。利用该设备既能提高轴类零件表面激光淬火的自动化程度，提高工作效率，又能够实现轴类零件表面强化近终成形，基本无需额外加工，节省工序及成本。其中，连接板通过丝杠把电机Ⅰ、电机Ⅱ装在一起，形成一个整体，同时调整电机Ⅰ和电机Ⅱ的转速可实现对轴类零件的旋转和直线运动的速度配合，并能够根据轴类零件单道激光淬火区的大小调整螺距大小。

附图说明

图1为本发明创造一种激光淬火设备的示意图。

图2为本发明创造一种激光淬火设备中运功机构的结构示意图。

图3为图2所示固定板的结构示意图。

图4为图2所示固定板的剖视结构示意图。

图5为图2所示连接板的结构示意图。

图6为图2所示连接板的剖视结构示意图。