裝有液氮噴嘴8，激光頭7與激光器2光纖連接，液氮噴嘴8通過輸氣管與液氮冷卻系統(tǒng)控制閥4連接，液氮冷卻系統(tǒng)控制閥4與液氮瓶3管道連接；機械手連接板12具有一凸耳I，噴嘴連接板13具有一凸耳II，連接組件通過連接凸耳I和凸耳II將機械手連接板12與噴嘴連接板13活動連接。如圖3所示連接組件包括如圖5所示的螺桿19和如圖4所示的法蘭盤17，螺桿19與法蘭盤17連接，法蘭盤17通過內六角螺釘M514和平墊片15固裝在機械手連接板12上，噴嘴連接板13通過六角螺母M1618固裝在螺桿19上?；蛘叻ㄌm盤17通過內六角螺釘M514和平墊片15固裝在噴嘴連接板13上，機械手連接板12通過六角螺母M1618固裝在螺桿19上。工件夾具設置在連接板總成5的下方，具有卡盤6、頂尖11和控制卡盤6旋轉的控制系統(tǒng)，工件10放置在卡盤6和頂尖11之間；溫度監(jiān)控裝置設置在連接板總成5的一側，用于監(jiān)控工件上激光淬火區(qū)域的溫度。優(yōu)選地溫度監(jiān)控裝置為高溫熱成像儀9。高溫熱成像儀9，激光器2，液氮冷卻系統(tǒng)控制閥4，控制系統(tǒng)分別與可編程控制器I線連接。
[0028]如圖1所示一種軸類零件快速淬火的方法，包括如下步驟:
[0029]I)裝夾工件10，將工件10的頭部與卡盤6連接，尾部通過頂尖11頂固；
[0030]2)啟動控制系統(tǒng)使卡盤6帶動工件10旋轉，啟動激光器2，激光頭7在連接板總成的帶動下從工件10的尾部沿軸向開始第一道激光淬火，同時啟動高溫熱成像儀9對工件上的激光淬火區(qū)域進行監(jiān)控，當高溫熱成像儀9指示溫度達到軟化閾值后，啟動液氮冷卻系統(tǒng)控制閥4，通過液氮噴嘴8對工件10進行及時冷卻，直到第一道激光淬火完成，關閉激光器2 ；
[0031]3)控制卡盤6帶動工件10旋轉一定角度，通過連接板總成5調整激光頭7的位置，使得激光頭7開始工作的地方與第一道激光淬火完成的地方進行20% -30%淬火寬度的搭接，再次啟動激光器2，激光頭7在連接板總成5的帶動下從工件10的頭部沿軸向開始第二道激光淬火，同時啟動高溫熱成像儀9對工件10上的激光淬火區(qū)域進行監(jiān)控，當高溫熱成像儀9指示溫度達到軟化閾值后，啟動液氮冷卻系統(tǒng)控制閥4，通過液氮噴嘴8對工件10進行及時冷卻，直到第二道激光淬火完成。
[0032]4)重復步驟2)和3)直至完成整個工件10表面的激光淬火過程。
[0033]圖1中的連接板總成5帶動激光頭7和液氮噴嘴8聯(lián)動。高溫熱成像儀9先行啟動監(jiān)控激光淬火區(qū)溫度；連接板總成5的法蘭盤17負責調整液氮噴嘴8與激光頭7和淬火區(qū)角度。可編程控制器I總控板負責處理和協(xié)調激光器2、液氮冷卻系統(tǒng)控制閥4、高溫熱成像儀及卡盤6的控制系統(tǒng)工作。
【主權項】
1.一種軸類零件快速淬火裝置，其特征在于，具有溫度監(jiān)控裝置，激光器，液氮冷卻系統(tǒng)，工件夾具和連接板總成；所述連接板總成具有機械手連接板，連接組件和噴嘴連接板，機械手連接板通過連接組件與噴嘴連接板活動連接，機械手連接板上安裝有激光頭，激光頭與激光器光纖連接，噴嘴連接板上安裝有液氮噴嘴，液氮噴嘴通過輸氣管與液氮冷卻系統(tǒng)控制閥連接；所述工件夾具設置在連接板總成的下方，具有卡盤、頂尖和控制卡盤旋轉的控制系統(tǒng)，工件放置在卡盤和頂尖之間；所述溫度監(jiān)控裝置設置在連接板總成的一側，用于監(jiān)控工件上激光淬火區(qū)域的溫度。
2.根據權利要求1所述的一種軸類零件快速淬火裝置，其特征在于，所述連接組件包括螺桿和法蘭盤，所述螺桿與法蘭盤連接，法蘭盤固裝在機械手連接板上，噴嘴連接板通過螺母固裝在螺桿上。
3.根據權利要求1所述的一種軸類零件快速淬火裝置，其特征在于，所述連接組件包括螺桿和法蘭盤，所述螺桿與法蘭盤連接，法蘭盤固裝在噴嘴連接板上，機械手連接板通過螺母固裝在螺桿上。
4.根據權利要求1所述的一種軸類零件快速淬火裝置，其特征在于，所述機械手連接板具有一凸耳I，噴嘴連接板具有一凸耳II，連接組件通過連接凸耳I和凸耳II將機械手連接板與噴嘴連接板活動連接。
5.根據權利要求1所述的一種軸類零件快速淬火裝置，其特征在于，所述溫度監(jiān)控裝置為高溫熱成像儀。
6.根據權利要求1所述的一種軸類零件快速淬火裝置，其特征在于，還包括可編程控制器，所述溫度監(jiān)控裝置，激光器，液氮冷卻系統(tǒng)控制閥，控制系統(tǒng)分別與可編程控制器線連接。
7.一種軸類零件快速淬火的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)裝夾工件，將工件的頭部與卡盤連接，尾部通過頂尖頂固； 2)啟動控制系統(tǒng)使卡盤帶動工件旋轉，啟動激光器，激光頭在連接板總成的帶動下從工件的尾部或頭部沿軸向開始第一道激光淬火，同時啟動溫度監(jiān)控裝置對工件上的激光淬火區(qū)域進行監(jiān)控，當溫度達到軟化閾值后，啟動液氮冷卻系統(tǒng)控制閥，通過液氮噴嘴對工件進行及時冷卻，直到第一道激光淬火完成，關閉激光器； 3)控制卡盤帶動工件旋轉一定角度，通過連接板總成調整激光頭的位置，使得激光頭開始工作的地方與第一道激光淬火完成的地方進行20% -30%淬火寬度的搭接，再次啟動激光器，激光頭在連接板總成的帶動下從工件的頭部或尾部沿軸向開始第二道激光淬火，同時啟動溫度監(jiān)控裝置對工件上的激光淬火區(qū)域進行監(jiān)控，當溫度達到軟化閾值后，啟動液氮冷卻系統(tǒng)控制閥，通過液氮噴嘴對工件進行及時冷卻，直到第二道激光淬火完成； 4)重復步驟2)和3)直至完成整個工件表面的激光淬火過程。
【專利摘要】本發(fā)明創(chuàng)造公開了一種軸類零件快速淬火裝置及方法，該裝置具有溫度監(jiān)控裝置，激光器，液氮冷卻系統(tǒng)，工件夾具和連接板總成，連接板總成具有機械手連接板，連接組件和噴嘴連接板，機械手連接板上安裝有激光頭，噴嘴連接板上安裝有液氮噴嘴，液氮噴嘴通過輸氣管與液氮冷卻系統(tǒng)控制閥連接；工件夾具設置在連接板總成的下方，具有卡盤、頂尖和控制卡盤旋轉的控制系統(tǒng)，工件放置在卡盤和頂尖之間；溫度監(jiān)控裝置設置在連接板總成的一側，用于監(jiān)控工件上激光淬火區(qū)域的溫度。利用該裝置及方法既能提高大型軸類表面激光強化的自動化程度，提高工作效率，又能夠實現軸類表面強化近終成形，基本無需額外加工，節(jié)省工序及成本。
【IPC分類】C21D1-09, C21D9-28, C21D9-30, C21D1-62
【公開號】CN104775011
【申請?zhí)枴緾N201510212029
【發(fā)明人】何力佳, 王建中, 張子煜, 趙曉杰
【申請人】遼寧工業(yè)大學
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月28日