[发明专利]一种提高汽车制动凸轮轴耐磨性的装置与方法

权利要求书

1.一种提高汽车制动凸轮轴耐磨性的装置，其特征在于，包括制动凸轮轴(18)，所述制动凸轮轴(18)一端装夹在夹具台(11)上，另一端通过顶尖(19)进行支撑定位；所述夹具台(11)和所述顶尖(19)固定在水平移动工作台(20)上，所述夹具台(11)能够带动所述制动凸轮轴(18)沿其中心轴线转动；所述制动凸轮轴(18)上方设置有激光加工装置和喷水装置（17）；所述激光加工装置包括激光器（5）和反射集成箱（15），所述激光器（5）依次与扩束镜（6）、第二全反镜（12）、第三全反镜（16）光连接；所述反射集成箱（15）内设有第一全反镜（8）和聚焦透镜（9），所述第一全反镜（8）、所述聚焦透镜（9）和所述第三全反镜（16）光连接；所述反射集成箱（15）通过第二丝杠螺母（14）和第二步进电机（13）连接；所述制动凸轮轴18的上方还设置有光斑检测装置（10），所述光斑检测装置（10）用来检测所述聚焦透镜（9）聚焦的激光光斑直径；所述水平移动工作台20、所述激光器（5）、所述光斑检测装置（10）和所述第二步进电机（13）均与PLC控制系统（4）连接；所述水平移动工作台（20）通过第一丝杠螺母（2）与第一步进电机（1）连接，所述第一步进电机（1）与所述PLC控制系统（4）连接。

2.一种提高汽车制动凸轮轴耐磨性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.对汽车制动凸轮轴（18）凸轮面进行清洁打磨，去除表面的污垢与毛刺；

B.涂抹硅酸乙酯黑漆作为激光能量吸收层；

调节好激光器各项参数；

C.打开喷水装置（17），通过PLC控制系统（4），控制第一步进电机（1）与第一丝杠螺母（2）作用于水平移动工作台（11），使激光束聚焦于所述制动凸轮轴（18）凸轮表面，通过所述光斑检测装置（10）检测凸轮表面的光斑直径，并将信号反馈给所述PLC控制系统（4），通过所述PLC控制系统（4）控制所述第二步进电机（13）沿Y方向移动，从而精确控制激光光斑直径，保证激光冲击强化质量；

D. 夹具台（11）带动所述制动凸轮轴（18）旋转，激光开始对制动凸轮轴（18）的表面进行冲击强化，当激光冲击强化所述制动凸轮轴凸轮面（18）一周之后，所述步进电机（1）带动水平移动工作台（20）沿X轴负方向移动，再次进行冲击，直到凸轮表面均被冲击完成后，一次冲击过程结束；

E.重复涂敷激光吸收层，重复上述步骤，进行第二次强化过程；

F.重复上述步骤，进行第三次冲击强化过程；

G.激光冲击强化过程完成后，采用精细打磨砂纸进行轻微打磨处理，减少因激光冲击强化而引起的表面粗糙度升高；

H.完成上述步骤后，对制动凸轮轴凸轮面进行清洁处理，涂抹防护油。

3.根据权利要求2所述的一种提高汽车制动凸轮轴耐磨性的方法，其特征在于，所述激光器（5）的参数为：激光脉冲宽度10ns，激光波长1064nm，激光能量为6J，搭接率为50%，重复频率为1Hz。

4.根据根据权利要求2所述的一种提高汽车制动凸轮轴耐磨性的方法，其特征在于，所述制动凸轮轴（18）表面上的激光光斑为2mm。

5.根据权利要求2所述的一种提高汽车制动凸轮轴耐磨性的方法，其特征在于，所述水平移动工作台（20）每次的加工的移动位移为2mm。