一种四点接触球式轴承滚道表面激光相变硬化加工方法技术

本发明专利技术公开一种四点接触球式轴承滚道表面激光相变硬化加工方法，六自由度工业机器人机器手臂末端在滚道曲率中心处铰接一个激光器，激光器的激光光源采用高斯热源；转台沿轴承中心轴做等速圆周转动，激光器在垂直面沿着滚道曲率半径方向从起始点至结束点摆动，转台旋转一周，产生螺旋形的第一圈激光相变硬化区域，转台再旋转一周，产生螺旋形的第二圈激光相变硬化区域，以此类推，完成激光相变硬化加工；两圈激光相变硬化区域中间是螺旋形的相变硬化间隙，改变激光器的功率和光斑尺寸，输出激光光斑二在相变硬化间隙的表面中间区域扫描，在不同圈的间隙表面加工出螺旋形的沟槽织构，最终形成深度较均匀的硬化层，具有加工连续性，效率高等优点。效率高等优点。效率高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种四点接触球式轴承滚道表面激光相变硬化加工方法


[0001]本专利技术涉及激光相变硬化加工领域，具体涉及的是对大型四点接触球式轴承滚道表面作激光相变硬化加工的方法，激光光斑远小于需要加工的大型四点接触球式轴承滚道表面，需要多道激光扫描实现滚道大面积相变硬化。

技术介绍

[0002]四点接触球式轴承在原始装配是滚球和滚道的接触角一般为45
°
，工作时可同时承受轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩，滚球和滚道的接触角受载变大，广泛应用于冶金机械、风力发电机、医疗机械等领域。伴随着制造工艺技术的发展，工程应用对四点接触球轴承的滚道表面提出了更高的要求。激光相变硬化是利用高能激光束照射到金属表面，通过光子激发金属表面的原子与电子，使其振动或运动状态发生改变，原子吸收热能并扩散到相邻的原子，金属基体快速升温后在极短的时间内发生自冷淬火，实现工件表面的相变硬化。通过激光相变硬化加工，材料表面在常温下会形成以细小马氏体为主的硬化组织，极大地提高了材料表面的硬度以及耐磨性。激光相变硬化通过调节激光功率、带宽、扫描速度等来调节硬化深度，实现良好的激光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四点接触球式轴承滚道表面激光相变硬化加工方法，待加工的轴承内圈或外圈同轴心固定在水平的转台(11)上表面，轴承中心处设置六自由度工业机器人(10)，其特征是包括以下步骤：步骤1)：六自由度工业机器人(10)的机器手臂末端在滚道曲率中心处铰接一个激光器(15)，激光器(15)的激光光源采用高斯热源；步骤2)：转台(11)沿轴承中心轴做等速圆周转动，激光器(15)在垂直面沿着滚道曲率半径方向从起始点至结束点摆动，激光器(15)输出的激光光斑一(12)在滚道表面扫描，转台(11)旋转一周，产生螺旋形的第一圈激光相变硬化区域(18)，转台(11)再旋转一周，产生螺旋形的第二圈激光相变硬化区域(19)，以此类推，完成激光相变硬化加工；两圈激光相变硬化区域之间不接触，中间是螺旋形的相变硬化间隙；步骤3)：改变激光器(15)的功率和光斑尺寸，输出激光光斑二(13)在所述的相变硬化间隙的表面中间区域扫描，在不同圈的所述的相变硬化间隙表面加工出螺旋形的沟槽织构(16)。2.根据权利要求1所述的一种四点接触球式轴承滚道表面激光相变硬化加工方法，其特征是：在所述的在垂直面上，激光光斑一(12)的光斑两端与滚道曲率中心连接线之间形成夹角θ，所述的相变硬化间隙的两端与滚道曲率中心连接线之间形成夹角θ1，转台(11)旋转一周，激光器(15)摆动角度为(θ+θ1)。3.根据权利要求1所述的一种四点接触球式轴承滚道表面激光相变硬化加工方法，其特征是：步骤3)中，激光器(15)输出激光光斑二(13)的功率大于激光器(15)输出激光光斑一(12)的功率。4.根据权利要求3所述的一种四点接触球式轴承滚道表面激光相变硬化加工方法，其特征是：在所述的垂直面上，所述的激光光斑二(13)照射在滚道表面上的弧长等于所述的相变硬化间隙的弧长，激光光斑二(13)的弧长大于激光织构(16)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何培瑜，张恒杰，孙启祥，王匀，陈利明，李富柱，马金辉，蒋世营，丁乙，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：