一种灰铁机床导轨的强化方法技术

本发明专利技术涉及一种灰铁机床导轨的强化方法，属于表面强化技术领域。一种灰铁机床导轨的强化方法，使用激光淬火机床对导轨面进行热处理，包括以下工艺步骤，1）、将需要处理的灰铁机床放置到激光淬火机床的工作台上并找正，使灰铁机床的导轨与激光淬火机床的导轨平行；2）、清理待处理的导轨面；3）、设定激光淬火机床的工艺参数，包括激光扫描速度、激光束大小、搭接量以及淬火温度；4）、编写并输入激光淬火机床的激光头的行走程序，使激光束能够将待处理的导轨面完全扫描，完成热处理。本发明专利技术使用激光淬火后，导轨面的强化硬度得到提高，机床的性能以及寿命得到显著提升。本发明专利技术的方法生产效率高，能耗低，具有良好的综合经济效益。

A method for strengthening the rail of gray iron machine tool

The invention relates to a reinforcing method for a guide rail of a gray iron machine tool, which belongs to the field of surface strengthening technology. A method of strengthening the rail of gray iron machine tool, using laser quenching machine tool to heat the rail surface, including the following process steps, 1), placing the gray iron machine tools needed to be placed on the working table of the laser quenching machine tool and finding the correct, so that the rail of the gray iron machine tool is parallel to the guide rail of the laser quenching machine; and the cleaning to be treated. 3), set the process parameters of laser quenching machine tool, including laser scanning speed, laser beam size, overlap and quenching temperature; 4), write and input laser quenching machine tool for the laser head walking program, so that the laser beam can finish the whole scanning of the guide rail surface, complete the heat treatment. After laser quenching, the reinforcing rigidity of the guide surface is improved, and the performance and life span of the machine tool are significantly improved. The method of the invention has high production efficiency, low energy consumption and good comprehensive economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种灰铁机床导轨的强化方法
本专利技术涉及一种灰铁机床导轨的强化方法，属于表面强化

技术介绍
灰铁机床导轨与机床尾座、托架等长期接触磨损，因此导轨面需要比较高的硬度和耐磨性。机床导轨面硬化主要采取电火花、感应加热、镶钢等方法，它们与激光强化相比以下缺点：（1）、电火花强化只能强化很窄的区域，无法强化整个导轨面，强化效果差，且无法强化导轨面的侧面；（2）、感应加热强化硬度不均匀，导轨面变形大，强化后加工余量大，减少了导轨面的使用寿命，强化导轨面侧面效果差；（3）、镶钢成本高，远高于其它处理方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于提高灰铁机床导轨表面质量，尤其是导轨面硬度和耐磨性的强化方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种灰铁机床导轨的强化方法，使用激光淬火机床对导轨面进行热处理，包括以下工艺步骤，1）、将需要处理的灰铁机床放置到激光淬火机床的工作台上并找正，使灰铁机床的导轨与激光淬火机床的导轨平行；2）、清理待处理的导轨面；3）、设定激光淬火机床的工艺参数，包括激光扫描速度、激光束大小、搭接量以及淬火温度；4）、编写并输入激光淬火机床的激光头的行走程序，使激光束能够将待处理的导轨面完全扫描，完成热处理。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤2中需要对待处理的导轨面进行去除油污和铁锈的操作。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤3中激光扫描速度为3mm/s～8mm/s，激光束的宽度为25～35mm，搭接量为1.5～3mm，淬火温度为1000～1300℃。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤4中激光束的走向为横向与纵向结合的方式。本专利技术技术方案的进一步改进在于：激光束的走向按如下设置，先将待处理的导轨面分为若干交错分布的横向区域和纵向区域，在横向区域激光束的走向为沿导轨方向运行，在纵向区激光束的走向为垂直于导轨方向，每个区域扫描完成后进行下一个区域的扫描。本专利技术技术方案的进一步改进在于：横向区域与纵向区域的长度之比为3:1～4：1。本专利技术技术方案的进一步改进在于：机床导轨的待处理表面包括上端面和两个侧面。由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术效果有：本专利技术使用激光淬火后，导轨面的强化硬度比常规淬火高3-5HRC，晶粒细化高2-3级，提高耐磨性50%左右，延长导轨面寿命50%左右，机床的性能得到显著提升。本专利技术使用激光对导轨面进行热处理，由于激光强化的深度很浅，根据技术要求结合工艺参数设计，可将淬硬层的厚度控制在0.5-1mm范围内，灰铁机床几乎没有变形，加工余量极小，大大延长了导轨面使用寿命。本专利技术的方法能够使淬火部位可以获得较大的残余压应力，有助于提高抗疲劳性能和耐磨性。本专利技术的强化方法在整个淬火工序无任何污染，避免了环境污染，并且能源利用率高，能耗低。本专利技术的方法可以方便地实现对对于导轨面侧面的强化，解决了其它强化办法无法强化导轨面侧面的问题。本专利技术的方法将整个灰铁机床导轨进行了横向区域和纵向区域的划分，采用横向区域和纵向区域结合的方法，能够合理分配强化面应力状态，避免了整个导轨面的应力叠加问题。本专利技术生产效率高，每小时可以强化0.648平方米左右的导轨，大型机床导轨面约20小时完成强化，小型机床约10小时完成，具有良好的综合经济效益。附图说明图1是本专利技术灰铁机床与激光淬火机床位置示意图；图2是本专利技术中激光束走向示意图；图3是本专利技术对导轨侧面进行扫描的示意图；其中，1、工作台，2、灰铁机床，3、灰铁机床导轨，4、激光头，5、激光束，6、中央控制柜，7、机械臂，8、激光器。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步详细说明：本专利技术公开了一种灰铁机床导轨的强化方法，是用于提高灰铁机床导轨表面质量尤其是导轨面硬度和耐磨性的激光加工工艺，具体的说是使用激光淬火机床对灰铁机床导轨进行热处理的方法。一种灰铁机床导轨的强化方法，使用激光淬火机床对导轨面进行热处理，机床导轨的待处理表面包括上端面和两个侧面。所述强化方法，包括以下工艺步骤，1）、将需要处理的灰铁机床放置到激光淬火机床的工作台上并找正，使灰铁机床的导轨与激光淬火机床的导轨平行。具体如图1所示。2）、清理待处理的导轨面；该步骤中需要对待处理的导轨面进行去除油污和铁锈的操作。3）、设定激光淬火机床的工艺参数，包括激光扫描速度、激光束大小、搭接量以及淬火温度；该步骤中设定激光扫描速度为3mm/s～8mm/s，激光束的宽度为25～35mm，搭接量为1.5～3mm，淬火温度为1000～1300℃。导轨的宽度远大于激光束的宽度，在调整激光束的宽度时，结合搭接量以及待处理的导轨的宽度，以激光束经过若干次循环行走后能够正好将导轨面扫描完全。4）、编写并输入激光淬火机床的激光头的行走程序，使激光束能够将待处理的导轨面完全扫描，完成热处理。该步骤中激光束的走向为横向与纵向结合的方式。具体的，激光束的走向按如下设置，先将待处理的导轨面分为若干交错分布的横向区域和纵向区域，在横向区域激光束的走向为沿导轨方向运行，在纵向区激光束的走向为垂直于导轨方向，每个区域扫描完成后进行下一个区域的扫描。横向区域与纵向区域的长度之比设定为为3:1～4：1。横向区域和纵向区域的交界处也设置搭接区，该处的搭接区根据导轨的长度以及横向区域的和纵向区域的划分，以使激光能够将导轨恰好扫描完全为宜。采用横向区域和纵向区域结合的方法，能够合理分配强化面应力状态，避免了整个导轨面的应力叠加问题，进一步的延长了机床的使用寿命。具体实施中，横向区域与纵向区域的长度比值可以根据实际需要处理的机床导轨的长度进行选取。在将导轨上表面扫描完成后对导轨的两个侧面进行扫描，该机床的具有两个平行的导轨，需要对每个导轨的两个侧面均进行扫描。具体如图3所示。对导轨的侧面进行扫描时，也需要划分相应长度的横向区域和纵向区域。本专利技术中激光扫描时的搭接量在实际中可以灵活调整，根据具体的待处理表面进行调整，保证待处理表面所有区域能够被完全扫描。本专利技术使用激光淬火机床对灰铁机床的导轨面进行淬火处理，激光淬火机床如图1所示，具有工作台1、由机械臂7带动进行行走的激光头4、激光器8和中央控制柜6，机械臂7沿滑轨行走，图中未画出滑轨。灰铁机床2放置在工作台1上，工作台1能够保证灰铁机床的水平度。激光器8生成激光后经激光头4形成激光束5照射到灰铁机床导轨面3。本专利技术中对灰铁机床导轨的激光强化就是利用高能激光束对于导轨面表面进行表面热处理的方法。使用激光束快速加热灰铁机床导轨，能够使导轨面的珠光体奥氏体化，激光束离开后，依靠整个灰铁机床作为冷体，导轨面迅速冷却，发生马氏体相变，导轨面硬度和耐磨性显著提高。在完成对整个灰铁机床导轨激光强化后，将灰铁机床吊离工作台。经过处理的导轨面的硬度一般为40～55HRC，淬硬深度为0.5～1mm。下面是具体的实施例：实施例1现有一个导轨长度为6m宽度为90mm的灰铁机床需要进行强化处理。具体的步骤如下：1）、将该机床放置到激光淬火机床的工作台上并找正。找正时，调整改机床使机床的导轨与激光淬火机床的导轨平行，进而保证激光束对导轨面扫描热处理时淬火带的形状的规范。2）、清理待处理的导轨面；该步骤主要是对待处理的导轨面进行去除油污和铁锈的操作，保证对导轨进行热处理时，淬硬层能够均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种灰铁机床导轨的强化方法，其特征在于：使用激光淬火机床对导轨面进行热处理，包括以下工艺步骤，1）、将需要处理的灰铁机床放置到激光淬火机床的工作台上并找正，使灰铁机床的导轨与激光淬火机床的导轨平行；2）、清理待处理的导轨面；3）、设定激光淬火机床的工艺参数，包括激光扫描速度、激光束大小、搭接量以及淬火温度；4）、编写并输入激光淬火机床的激光头的行走程序，使激光束能够将待处理的导轨面完全扫描，完成热处理。

【技术特征摘要】
1.一种灰铁机床导轨的强化方法，其特征在于：使用激光淬火机床对导轨面进行热处理，包括以下工艺步骤，1）、将需要处理的灰铁机床放置到激光淬火机床的工作台上并找正，使灰铁机床的导轨与激光淬火机床的导轨平行；2）、清理待处理的导轨面；3）、设定激光淬火机床的工艺参数，包括激光扫描速度、激光束大小、搭接量以及淬火温度；4）、编写并输入激光淬火机床的激光头的行走程序，使激光束能够将待处理的导轨面完全扫描，完成热处理。2.根据权利要求1所述的一种灰铁机床导轨的强化方法，其特征在于：步骤2中需要对待处理的导轨面进行去除油污和铁锈的操作。3.根据权利要求1所述的一种灰铁机床导轨的强化方法，其特征在于：步骤3中激光扫描速度为3mm/s～8mm/s，激光束的宽度为25～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁鹏，郭计山，
申请(专利权)人：中钢集团邢台机械轧辊有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13