一种用于高碳高硬度细长轴类件激光校形方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于金属件校形技术领域，特别涉及一种用于高碳高硬度细长轴类件激光校形方法及装置。提供最大弯曲度＜2mm、碳含量0.5%

【技术实现步骤摘要】
一种用于高碳高硬度细长轴类件激光校形方法及装置


[0001]本专利技术属于金属件校形
，特别涉及一种用于高碳高硬度细长轴类件激光校形方法及装置。

技术介绍

[0002]激光校形技术是以一定强度的激光束按照一定路径扫描待校形工件上对应成形误差的内应力集中区域，通过激光的热效应降低该区域材料的屈服前度并增强其塑性变形能力，促使弹性内能做功，校正成形误差，提高工件形状精度的工艺方法。这是一种无定型模具、无外力的非接触式热效应积累的校形技术，具有周期短、柔性大、精度高等显著特点。
[0003]目前激光校形技术在铝件、钛合金件上有见研究，在钢件上报道甚少，主要因为钢件屈服强度较大，工艺摸索困难，各向异性以及性价比等原因，激光校形技术应用甚少。针对高碳高硬度模具钢、高速钢等高附加值钢种，采用常规液压校形技术，困难较大，成功率极低；采用常规火焰校形，易产生宏观裂纹，不满足使用要求。
[0004]长径比＞20细长径的轴类金属构件，特指高碳高硬度材料即模具钢、高速钢在高速机加工时弯曲变形，不满足形状精度要求。高碳高硬度材料的模具钢、高速钢激光熔覆时，由于持续不断热输入，会导致辊面产生挠度弯曲，导致加工量不足，致使工件报废，损失巨大。本专利技术旨在解决高碳高硬度耐磨材料激光校形工艺方法。最终恢复加工精度，减少损失，获得较大经济效益。
[0005]本技术方案不受加工环境、工件尺寸的限制，通过三维激光跟踪仪进行工件变形程度检测，确定变形数据，划定激光扫描路径区域，通过优化激光加工工艺参数、精确释放待校形工件上内应力集中区域的弹性势能，改变应力状态的大小与分布，并采用应力检测仪对工件表面监测，从而提高成形零件的形状精度。此项技术具有加工柔性高、精确可控、成型后材料性能好和无污染等显著的优势，同时能够带来更好的经济效益。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在问题，本专利技术提供一种用于高碳高硬度细长轴类件激光校形方法及装置；提供最大弯曲度＜2mm、碳含量0.5%
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4.0%、硬度在50
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65HRC模具钢、高速钢等细长轴类件（长径比＞20）金属材料构件，以及最大弯曲度＜2mm、碳含量0.5%
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4.0%、硬度在50
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65HRC模具钢、高速钢激光熔覆复合制造细长轴类件（长径比＞20）的激光校形方法。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术具体提供以下述技术方案。
[0008]一种用于高碳高硬度细长轴类件激光校形方法，具体包括如下步骤：步骤1、采用三维激光跟踪仪对变形轴类件变形量进行精确测量，测量整个西昌辊面轴向跳动值，确定变形最大位置，记录变形值。
[0009]步骤2、根据变形值，标记变形量从0.5mm到最大值的两点，确定激光作用区域，长度为变形0.5mm至变形最大区域，宽度为校核直径的10%。
[0010]步骤3、整个辊面均匀预热，辊面温度在＞200℃时，满足要求。
[0011]步骤4、采用z字形路径，采用一定激光加工工艺参数对辊面进行辐照。
[0012]步骤5、每次完成一次激光校形过程，采用三维激光跟踪仪检测校形后的变形量，采用应力检测仪监测应力变化区域，重复步骤2
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5过程，直至最大变形量小于0.3mm。
[0013]进一步地，所述步骤4中采用的激光加工工艺参数为400
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1000W，激光作用方式采用编程控制的脉冲激光作用方式，脉冲频率13
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18HZ，作用时间40
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60s，扫描速度2000
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3000mm/min，光斑大小5mm，搭接量0mm。
[0014]进一步地，所述步骤4中在激光校形过程中需要采用气氛保护罩，并控制局部气氛保护空间氧含量100ppm以下，防止辊面在激光辐照下产生氧化气孔。
[0015]进一步地，所述步骤4中二次及后次激光校形功率需小于前次，保证每次激光对于基体作用深度小于第一次的深度。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是。
[0017]1、对于模具钢、高速钢等高硬度材料，因为强度较高，传统的校形方法要不不起作用，采用大圧下力液压方式矫直会出现严重开裂问题，本专利技术解决了模具钢、高速钢等高硬度耐磨材料细长轴类件弯曲变形后工件报废的问题，节省了材料成本，加工成本，工时成本，能够获得很大的经济效益。
[0018]2、通过现有设备的组装，形成一套高效的、柔性的激光校形工作平台，包括三维激光跟踪仪、激光加工机、应力检测装置等成套装置。能够根据工件变形程度，选取不同的激光校形工艺，已形成相对应的激光工艺数据库，用于不同变形程度工件校形工艺选用，校形效率高。
[0019]3、本专利技术未对金属构件材料或激光熔覆后高硬度耐磨涂层金相组织有影响，深度0.02
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0.2mm，作用区浅，可通过后续机加去除。
[0020]4、本专利技术中采用激光校形工艺，激光输出模式采用可编程脉冲作用方式，调整零件与激光作用时间，使得激光作用时间变短，对于高硬度材料激光连续冲击下开裂敏感性有着显著作用。
[0021]5、经过激光校形后能够产生一定残余压应力，有利于提高材料及涂层抗疲劳性能。
附图说明
[0022]图1为本专利技术工作平台示意图。
[0023]图2本专利技术实施例2的工件探伤后示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例的附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。
[0025]一种用于高碳高硬度细长轴类件激光校形方法，具体包括如下步骤：步骤1、采用三维激光跟踪仪对变形轴类件变形量进行精确测量，测量整个西昌辊面轴向跳动值，确定变形最大位置，记录变形值。
[0026]步骤2、根据变形值，标记变形量从0.5mm到最大值的两点，确定激光作用区域，长度为变形0.5mm至变形最大区域，宽度为校核直径的10%。
[0027]步骤3、整个辊面均匀预热，辊面温度在＞200℃时，满足要求。
[0028]步骤4、采用z字形路径，采用一定激光加工工艺参数对辊面进行辐照。
[0029]步骤5、每次完成一次激光校形过程，采用三维激光跟踪仪检测校形后的变形量，采用应力检测仪监测应力变化区域，重复步骤2
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5过程，直至最大变形量小于0.3mm。
[0030]进一步地，所述步骤4中采用的激光加工工艺参数为400
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1000W，激光作用方式采用编程控制的脉冲激光作用方式，脉冲频率13
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18HZ，作用时间40
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60s，扫描速度2000
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3000mm/min，光斑大小5mm，搭接量0mm。
[0031]进一步地，所述步骤4中在激光校形过程中需要采用气氛保护罩，并控制局部气氛保护空间氧含量100ppm以下，防止辊面在激光辐照下产生氧化气孔。
[0032]进一步地，所述步骤4中二次及后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高碳高硬度细长轴类件激光校形方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1、采用三维激光跟踪仪对变形轴类件变形量进行精确测量，测量整个西昌辊面轴向跳动值，确定变形最大位置，记录变形值；步骤2、根据变形值，标记变形量从0.5mm到最大值的两点，确定激光作用区域，长度为变形0.5mm至变形最大区域，宽度为校核直径的10%；步骤3、整个辊面均匀预热，辊面温度在＞200℃时，满足要求；步骤4、采用z字形路径，采用一定激光加工工艺参数对辊面进行辐照；步骤5、每次完成一次激光校形过程，采用三维激光跟踪仪检测校形后的变形量，采用应力检测仪监测应力变化区域，重复步骤2
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5过程，直至最大变形量小于0.3mm。2.如权利要求1所述的用于高碳高硬度细长轴类件激光校...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍凤萍，董思远，陈海涛，
申请(专利权)人：沈阳大陆激光工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：