[发明专利]一种机床主轴内孔的修复装置和修复方法

摘要

本发明是一种机床主轴内孔的修复装置和修复方法，基于激光熔覆技术，通过送粉装置在废旧主轴内孔磨损表面上熔覆粉末，并同时经激光熔化使之和主轴内孔待修复面的薄层冶金结合，快速凝固后形成稀释度极低且与内孔薄层材料冶金结合的表面涂层，从而修复机床主轴内孔并达到基体原本具有的性能。该装置由激光器、激光熔覆头、送粉系统和冷却系统等部分组成。

主权项

1.一种机床主轴内孔的修复装置，其特征在于：该装置包括激光器、激光熔覆头、送粉系统和冷却系统；

所述送粉系统包括送粉器（1），送粉器通过送粉管连接激光熔覆头（9）；

所述激光器（4）与激光熔覆头（9）连接；

所述冷却系统包括通过进出水管（10）连接激光熔覆头（9）的冷水机组（8）；

所述激光熔覆头（9）的头部为锥状的中心导光筒（14），所述中心导光筒（14）四周为通粉锥套（17），所述通粉锥套（17）顶部开有粉嘴（16），通粉锥套（17）另一端连接送粉管；所述粉嘴（16）为环状；

所述中心导光筒（14）内设置有积分镜（12），所述积分镜（12）使激光束偏移并垂直于内孔待修复表面；

所述积分镜（12）通过反射镜（5）形成光路与激光器（4）连接。

2.根据权利要求1所述的机床主轴内孔的修复装置，其特征在于：所述送粉器（1）的送粉管（3）通过分粉器（2）分为4路并连接至通粉锥套（17）。

3.根据权利要求1所述的机床主轴内孔的修复装置，其特征在于：所述激光熔覆头（9）的积分镜（12）下方设置有保护镜（15）。

4.根据权利要求1所述的机床主轴内孔的修复装置，其特征在于：所述积分镜（12）后设置有冷却腔（13）。

5.根据权利要求2所述的机床主轴内孔的修复装置，其特征在于：分出的4路送粉管（3）均经过保护套（6）内，通过快速接头（7）与通粉锥套（17）的送粉口（19）连接。

6.根据权利要求4所述的机床主轴内孔的修复装置，其特征在于：所述进出水管（10）经过保护套（6）内，与冷却腔（13）和中心导光筒（14）的进出水口（18）组成冷却水回路。

7.一种使用如权利要求1所述装置的机床主轴内孔修复方法，包括如下步骤：

步骤1：将待加工主轴零件用三爪自定心卡盘固定好，使其轴线与工作台的表面平行；

步骤2：确定主轴内孔待修复区域，调整内孔熔覆头（9）在主轴内孔的位置，使之垂直于内孔待修复表面；

步骤3：通过控制系统的操作台，开启冷却水机组（8）和激光发生器（4），调整激光功率和激光速度等工艺参数；装置内部的积分镜（12）对激光反射聚焦，穿过保护镜（15）后再送粉嘴（16）外侧聚焦；

步骤4：通过工控台调节激光熔覆修复的其它工艺参数，开启送粉器（1）和气压装置进行送粉，调节送粉速率，给定合适的送粉速率等；

步骤5：激光与粉末相互作用，将熔融材料涂覆到待修复表面，使主轴内孔待修复区，熔覆一层或多层铁基合金粉末、镍基合金粉末、钴基合金粉末或金属陶瓷复合粉末。