[发明专利]一种齿轮表面激光复合改性方法

说明书

一种齿轮表面激光复合改性方法，包括以下步骤：基于齿轮的加工面对其进行微织结构建模；对齿轮表面淬火处理；待所有齿轮面激光淬火完成且温度降低至预定值后，将微织建模后的图形信息输入激光器中，设置激光器加工参数并对齿轮的加工面进行微织构处理。本发明通过激光器的使用不仅能提高齿轮面硬度，同时采用微织构处理的加工方式，能进一步提升齿轮的耐磨性能，可以一次性加工整个齿轮，易于实现齿轮的批量化加工，提升效率。

技术领域

本发明涉及齿轮的加工技术领域，具体为一种齿轮表面激光复合改性方法。

背景技术

随着工业技术的进步，制造业对齿轮传动的需求提出更苛刻的要求，现有齿轮传动技术已成为制约高端装备国产化的关键瓶颈之一。高速重载时齿轮摩擦界面的高温强应力场，是导致齿轮传动机构工作效率、运动精度及使用寿命降低的主要原因。

目前，提升齿轮在运行过程中的传动性能主要解决方式是改变齿轮传动件齿面摩擦损伤，主要有如下：

(1)进行齿轮修型，改善齿轮啮合区域的运动特性及接触特性，降低冲击，提升承载能力，减少齿面摩擦磨损而失效。

(2)开发耐热、耐磨、硬度及抗疲劳性能更好的高性能齿轮材料，提升齿轮承载能力，降低齿面摩擦磨损。

(3)采用油膜方式，通过添加介质降低齿面摩擦和磨损。

(4)齿轮面增加涂层改善性能，如MoS₂/Ti复合材料，提升齿面承载能力。

上述方式均无法在有效提升齿轮的耐磨性的同时实现快速加工。

发明内容

本发明的目的在于提供具体为一种齿轮表面激光复合改性方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种齿轮表面激光复合改性方法，包括以下步骤：

基于齿轮的加工面对其进行微织结构建模；

对齿轮表面淬火处理；

待所有齿轮面激光淬火完成且温度降低至预定值后，将微织建模后的图形信息输入激光器中，设置激光器加工参数并对齿轮的加工面进行微织构处理。

所述基于齿轮的加工面对其进行微织结构建模的步骤中包括：

根据激光器的光斑直径确定建模中微织结构的线条粗细和线条间距；

根据齿轮加工面的焦距落差及齿轮加工纵深比控制加工线条数，以保持微织结构的一致性。

所述对齿轮表面淬火处理的步骤中包括：

将齿轮的加工面放置于一旋转台上，该旋转台置于一气体保护箱中，所述气体保护箱具有内置冷却气管；

开启激光器，并对齿轮表面淬火处理，待激光器加工结束后通过内置气管迅速对加工后齿轮的加工面所在区域进行冷却降温。

在所述设置激光器加工参数并对齿轮的加工面进行微织构处理的步骤后，还包括有如下步骤：

通过CCD观测微织构处理后的齿轮加工面的加工效果。

所述根据激光器的光斑直径确定建模中微织结构的线条粗细和线条间距的步骤中包括：

其加工线条的线条数由中心线向两侧呈梯度增加。

由上述技术方案可知，本发明通过激光器的使用不仅能提高齿轮面硬度，同时采用微织构处理的加工方式，能进一步提升齿轮的耐磨性能，可以一次性加工整个齿轮，易于实现齿轮的批量化加工，提升效率，具体有益效果如下：