[发明专利]一种增材复合微轧制的轴表面修复系统及方法

说明书

本发明涉及增材轴修复技术领域，提供了一种增材复合微轧制的轴表面修复系统及方法，包括：框架，框架上设有多组沿圆周方向均布的旋压单元，构造出中部磨损轴修复区域；旋压单元包括第一驱动装置、第一导轨、第一滑块和轧辊，第一驱动装置和第一导轨固定于框架上，第一驱动装置的输出端与第一滑块相连，第一滑块可移动地设置在第一导轨上，轧辊与第一滑块相连且轧辊的辊面与中部磨损轴修复区域的磨损轴的周向面相对设置；加热机构和增材打印机构，设置于所述框架上。本发明同步实现增材轴修复及对修复部分进行微轧制，综合改善修复后轴的微观组织和力学性能，提高修复后轴的整体性能，修复后的轴可以重新投入使用。

技术领域

本发明涉及增材轴修复技术领域，尤其涉及一种增材复合微轧制的轴表面修复系统及方法。

背景技术

在大型机器中，轴类零件是必不可少的一类零件，而在长期的使用过程中，不可避免的会存在一些表面的磨损或划痕，从而影响机器的正常使用，这些大型机器中的轴类零件大都造价不菲，因而对失效的轴类零件进行表面修复具有重大的意义，一方面，减少了企业维修机器的成本，另一方面，通过修复轴而不是重新制造新的轴，大大提高了资源利用率和节约了成本。

目前国内进行磨损轴修复的方法主要有电弧堆焊、激光熔覆、热喷涂及电镀等，其中，电镀法的镀层结合强度较低，耐磨性差，镀层的镀厚能力有限且工艺繁琐；热喷涂法虽然修复层的结合强度较高，但是变形大，不适合大面积修复；电弧堆焊方法和激光熔覆方法本质上来说都是相当于在基体表面利用高温进行焊接的堆积，且相对而言工艺过程较为简单，因而目前在自动化修复方面应用最多的还是电弧堆焊方法和激光熔覆方法。

然而电弧堆焊方法和激光熔覆方法在实施过程中，都不可避免的会对轴类零件基体产生相应的热影响，而热影响区内的组织变化和强度退化将直接影响轴类零件的服役寿命和安全性；另外堆焊层或激光熔覆层的冶金质量难以控制，易产生气孔及未熔合等冶金缺陷，这两项因素导致修复后的轴的整体性能无法达到重新投入使用的要求，这严重制约了轴类零件修复后的再使用。

发明内容

本发明提供一种增材复合微轧制的轴表面修复系统及方法，同步实现增材轴修复及对修复部分进行微轧制，综合改善修复后轴的微观组织和力学性能，提高修复后轴的整体性能，修复后的轴可以重新投入使用。

本发明提供一种增材复合微轧制的轴表面修复系统，包括：框架，所述框架上设有多组沿圆周方向均布的旋压单元，构造出中部磨损轴修复区域；所述旋压单元包括第一驱动装置、第一导轨、第一滑块和轧辊，所述第一驱动装置和所述第一导轨固定于所述框架上，所述第一驱动装置的输出端与所述第一滑块相连，所述第一滑块可移动地设置在所述第一导轨上，所述轧辊与所述第一滑块相连且所述轧辊的辊面与所述中部磨损轴修复区域的磨损轴的周向面相对设置，用于对所述磨损轴上的增材堆积层旋压；加热机构，设置于所述框架上，用于基于设定温度值对所述磨损轴加热；增材打印机构，设置于所述框架上，用于对所述磨损轴打印所述增材堆积层。

根据本发明提供的一种增材复合微轧制的轴表面修复系统，所述框架为Y型框架，所述Y型框架包括三个分支架，所述分支架设有与所述中部磨损轴修复区域相连通的安装通道，所述第一驱动装置与所述安装通道的顶壁相连，所述第一导轨分别设置在所述安装通道的两侧内壁上。

根据本发明提供的一种增材复合微轧制的轴表面修复系统，还包括机床平台，所述机床平台上设有所述框架、传动进给装置和支撑装置，所述传动进给装置包括轴向驱动装置、丝杠和旋转驱动装置，所述轴向驱动装置的输出轴与所述丝杠相连，所述旋转驱动装置通过第一丝杠滑块与所述丝杠相连且所述旋转驱动装置的输出轴通过卡盘与所述磨损轴相连，所述支撑装置通过第二丝杠滑块与所述丝杠相连且位于所述旋转驱动装置和所述框架之间，用于支撑所述磨损轴。

根据本发明提供的一种增材复合微轧制的轴表面修复系统，所述机床平台上设有第二导轨，所述框架和所述轴向驱动装置分别位于所述第二导轨的两端，所述旋转驱动装置和所述支撑装置的底部分别设有第二滑块，所述第二滑块可移动地设置在所述第二导轨上。