一種軸類零件快速淬火裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造涉及軸類零件淬火領(lǐng)域，具體涉及一種軸類零件快速淬火裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]軸類零件進(jìn)行激光淬火時(shí)，常常由于多道搭接產(chǎn)生回火軟化而導(dǎo)致硬度急劇降低。此外，采用單道激光淬火后等待零件溫度降低再開(kāi)始下一道次的激光淬火就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)效率太低。因此開(kāi)發(fā)一種高速、可進(jìn)行大面積激光淬火的新裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明創(chuàng)造針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種軸類零件快速淬火裝置，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；連接板總成將激光頭和液氮噴嘴可靠連接形成聯(lián)動(dòng)，并可根據(jù)被淬火材料及其尺寸的變化實(shí)現(xiàn)噴嘴與激光淬火區(qū)距離可調(diào)的功能。利用本裝置及方法既能提高大型軸類表面激光強(qiáng)化的自動(dòng)化程度，提高工作效率，又能夠?qū)崿F(xiàn)軸類表面強(qiáng)化近終成形，基本無(wú)需額外加工，節(jié)省工序及成本?？蓮V泛適用于大型軸類結(jié)構(gòu)快速激光表面淬火，獲得表面為高硬針狀馬氏體層的技術(shù)領(lǐng)域。
[0004]本發(fā)明創(chuàng)造為達(dá)上述目的，采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種軸類零件快速淬火裝置，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；所述連接板總成具有機(jī)械手連接板，連接組件和噴嘴連接板，機(jī)械手連接板通過(guò)連接組件與噴嘴連接板活動(dòng)連接，機(jī)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(guò)輸氣管與液氮冷卻系統(tǒng)控制閥連接；所述工件夾具設(shè)置在連接板總成的下方，具有卡盤、頂尖和控制卡盤旋轉(zhuǎn)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(shè)置在連接板總成的一側(cè)，用于監(jiān)控工件上激光淬火區(qū)域的溫度。
[0006]所述的一種軸類零件快速淬火裝置，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(jī)械手連接板上，噴嘴連接板通過(guò)螺母固裝在螺桿上。
[0007]所述的一種軸類零件快速淬火裝置，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(jī)械手連接板通過(guò)螺母固裝在螺桿上。
[0008]所述的一種軸類零件快速淬火裝置，所述機(jī)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(guò)連接凸耳I和凸耳II將機(jī)械手連接板與噴嘴連接板活動(dòng)連接。
[0009]所述的一種軸類零件快速淬火裝置，所述溫度監(jiān)控裝置為高溫?zé)岢上駜x。
[0010]所述的一種軸類零件快速淬火裝置，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。
[0011]一種軸類零件快速淬火的方法，包括如下步驟:
[0012]I)裝夾工件，將工件的頭部與卡盤連接，尾部通過(guò)頂尖頂固；
[0013]2)啟動(dòng)控制系統(tǒng)使卡盤帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，啟動(dòng)激光器，激光頭在連接板總成的帶動(dòng)下從工件的尾部或頭部沿軸向開(kāi)始第一道激光淬火，同時(shí)啟動(dòng)溫度監(jiān)控裝置對(duì)工件上的激光淬火區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)溫度達(dá)到軟化閾值后，啟動(dòng)液氮冷卻系統(tǒng)控制閥，通過(guò)液氮噴嘴對(duì)工件進(jìn)行及時(shí)冷卻，直到第一道激光淬火完成，關(guān)閉激光器；
[0014]3)控制卡盤帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)一定角度，通過(guò)連接板總成調(diào)整激光頭的位置，使得激光頭開(kāi)始工作的地方與第一道激光淬火完成的地方進(jìn)行20% -30%淬火寬度的搭接，再次啟動(dòng)激光器，激光頭在連接板總成的帶動(dòng)下從工件的頭部或尾部沿軸向開(kāi)始第二道激光淬火，同時(shí)啟動(dòng)溫度監(jiān)控裝置對(duì)工件上的激光淬火區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)溫度達(dá)到軟化閾值后，啟動(dòng)液氮冷卻系統(tǒng)控制閥，通過(guò)液氮噴嘴對(duì)工件進(jìn)行及時(shí)冷卻，直到第二道激光淬火完成。
[0015]4)重復(fù)步驟2)和3)直至完成整個(gè)工件表面的激光淬火過(guò)程。
[0016]本發(fā)明創(chuàng)造具有以下有益效果:
[0017]本發(fā)明創(chuàng)造一種軸類零件快速淬火裝置，具有激光頭、液氮噴嘴及溫度監(jiān)控裝置。確保激光強(qiáng)化區(qū)獲得針狀馬氏體組織，并且做到及時(shí)冷卻，保證已淬火強(qiáng)化區(qū)域不會(huì)因發(fā)生高溫回火而導(dǎo)致軟化的問(wèn)題。通過(guò)溫度監(jiān)控裝置對(duì)激光強(qiáng)化區(qū)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。
[0018]噴嘴連接板和機(jī)械手連接板通過(guò)連接組件將激光頭、液氮噴嘴裝在一起，形成一個(gè)整體，使得該裝置除具有激光淬火主要功能外，還要具有確保激光頭和液氮噴嘴連接可靠形成聯(lián)動(dòng)，利用液氮的快速冷卻性能，解決軸類零件激光淬火過(guò)程中熱量積累造成的淬火區(qū)受熱軟化問(wèn)題，確保激光淬火后軸類表面硬度基本不變，進(jìn)而確保激光淬火工藝質(zhì)量基本穩(wěn)定。
[0019]液氮噴嘴與激光頭由連接組件實(shí)現(xiàn)集成且兩者角度可調(diào)。連接組件有螺桿和法蘭盤組成，可以通過(guò)調(diào)整機(jī)械手連接板和噴嘴連接板的位置，來(lái)調(diào)整激光頭與液氮噴嘴的夾角，能夠根據(jù)軸類零件外徑大小沿徑向調(diào)整位置。因此該裝置可根據(jù)被淬火工件的材料及其尺寸的變化實(shí)現(xiàn)噴嘴與激光淬火區(qū)距離可調(diào)的功能擴(kuò)大了該裝置的使用范圍。
[0020]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，溫度監(jiān)控裝置將溫度信號(hào)及時(shí)發(fā)送給中控可編程控制器，設(shè)置溫度門檻值給液氮控制閥信號(hào)開(kāi)啟液氮實(shí)現(xiàn)快速冷卻以獲得細(xì)密針狀馬氏體組織。這樣可實(shí)現(xiàn)高效率、快速激光大面積表面淬火。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明創(chuàng)造一種軸類零件快速淬火裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明創(chuàng)造中的連接板總成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3為本發(fā)明創(chuàng)造中的連接組件連接機(jī)械手連接板與噴嘴連接板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4為本發(fā)明創(chuàng)造中的法蘭盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5為本發(fā)明創(chuàng)造中的螺桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]其中，1-可編程控制器，2-激光器，3-液氮瓶，4-液氮冷卻系統(tǒng)控制閥，5-連接板總成，6-卡盤，7-激光頭，8-液氮噴嘴，9-高溫?zé)岢上駜x，10-工件，11-頂尖，12-機(jī)械手連接板，13-噴嘴連接板，1