针对齿/链轮齿面缺陷的激光熔覆修复-强化装置和方法制造方法及图纸

针对齿/链轮齿面缺陷的激光熔覆修复

【技术实现步骤摘要】
针对齿/链轮齿面缺陷的激光熔覆修复
‑
强化装置和方法


[0001]本专利技术属于激光熔覆再制造
，具体涉及针对齿/链轮齿面缺陷的激光熔覆修复
‑
强化装置和方法。

技术介绍

[0002]齿/链轮作为一种重要的传动零部件，在工作中面临着局部断齿、齿/链轮磨损、齿面点蚀、齿面胶合和疲劳裂纹等失效风险。采用齿面缺陷修复技术法对齿/链轮进行修复，可以有效延长齿/链轮寿命，降低使用成本，节约资源。随着激光器和控制技术的发展，激光熔覆技术作为一种新型的表面改性技术已经在齿面缺陷修复领域得到了越来越广泛的研究。
[0003]当前齿面激光熔覆技术和装备还存在一些不足：
[0004]1、待修复齿面升温效率低、齿面升温不均匀，导致熔融状态的修复材料流动性差、齿面修复效率低、齿面熔覆层精度低、内部缺陷多。
[0005]2、当前齿/链轮装夹技术大多没有考虑激光熔覆过程中，激光头与齿/链轮、夹具的干涉，以及齿/链轮姿态对熔覆粉末和熔融区液体流体的影响，影响了激光修复的效果。

技术实现思路

[0006]为克服现有技术的不足，本专利技术公开了针对齿/链轮齿面缺陷的激光熔覆修复
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强化装置和方法，该装置可以高效、高质地对齿/链轮的齿面缺陷进行激光熔覆修复和强化，并能够适用于不同尺寸的直齿/链轮和斜齿/链轮。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0008]针对齿/链轮齿面缺陷的激光熔覆修复
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强化装置，包括底座、固定在底座一侧的激光熔覆修复
‑
强化单元以及固定在底座另一侧的五自由度调节单元，所述的激光熔覆修复
‑
强化单元设有相互配合的激光头、超高频感应模块、聚焦超声模块，待加工的齿/链轮安装在五自由度调节单元上，并能够根据激光头的位置进行X轴、Y轴、Z轴的移动调节、使齿/链轮绕轴线转动调节、使齿/链轮的轴线进行俯仰角度的调节。
[0009]优选的，所述的激光熔覆修复
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强化单元包括固定安装于底座上表面的竖直升降工作台、设于竖直升降工作台顶端的三轴机械手，通过三轴机械手控制激光头，所述的激光头通过安装座与三轴机械手连接，在安装座远离三轴机械手的一端通过切换支架连接有聚焦超声模块和超高频感应模块。
[0010]优选的，所述的切换支架包括固定嵌设于安装座内的固定座、固定设于固定座顶端的固定轴、固定连接于固定轴顶端的定位块，所述的固定轴上滑动套接有U形连接座，所述的U形连接座内底部的中心位置设有滑动块，所述的固定轴贯穿U形连接座及滑动块，并与U形连接座及滑动块滑动连接，所述的滑动块的顶端设有限位槽，所述的限位槽与定位块配合使用，所述的U形连接座下方所在的固定轴外周套设有复位弹簧，所述的复位弹簧的一端与U形连接座的下表面连接，另一端与固定座顶端连接，在复位弹簧自然状态下，限位槽
与定位块卡接，当复位弹簧收缩、限位槽与定位块脱离时，U形连接座能够绕固定轴转动，且转动至180
°
时，限位槽与定位块能够重新卡接，所述的U形连接座的两端分别通过螺栓连接有聚焦超声模块和超高频感应模块。
[0011]优选的，所述的超高频感应模块通过超高频感应模块支架固定连接在U形连接座的一端，超高频感应模块支架呈L型，超高频感应模块支架的一端与U形连接座的端部连接，另一端与超高频感应模块连接，所述的超高频感应模块与激光头配合使用；
[0012]所述聚焦超声模块通过角度调节支架与U形连接座固定连接，所述的角度调节支架包括固定套、万向球节、万向球节底座、传力板、万向球节锁定弹簧，所述的聚焦超声模块的下部固定于固定套内，所述的万向球节的外表面设有螺孔，所述的固定套的底端通过螺栓与螺孔螺接；所述万向球节安装在万向球节底座内，所述的万向球节底座上固定连接有L形的连接杆，所述的连接杆的底端与U形连接座的端部通过螺栓固定连接；所述的传力板固定连接于万向球节底座的下表面，所述的传力板下端设有万向球节锁定弹簧，所述的万向球节锁定弹簧的上端与传力板的下端连接，向球节锁定弹簧的下端连接有压板，所述的压板顶端设有贯穿万向球节锁定弹簧、传力板及万向球节底座的顶杆，所述的顶杆与万向球节的外表面配合使用，并用于在不转动万向球节时锁定万向球节的位置。
[0013]优选的，所述的五自由度调节单元包括齿/链轮夹具、调节座，所述的调节座包括纵向导轨机构、滚珠丝杠机构、剪式千斤顶抬升架、水平移动工作台、承重轴，所述的纵向导轨机构包括沿纵向固定设于底座上端两侧的2组纵向导轨，2组纵向导轨上分别滑动连接有滑块，2个滑块之间固定连接有沿水平设置的承重轴，2组纵向导轨的下部对应设有滚珠丝杠机构3，所述的滚珠丝杠机构两侧的固定安装座与对应的纵向导轨固定连接，2个固定安装座之间设有水平导轨及丝杠，所述的水平移动工作平台与丝杠螺接、并与水平导轨滑动连接，所述的丝杠的一端贯穿固定安装座，并固定连接有手柄，所述的水平移动工作平台的顶端固定设有剪式千斤顶抬升架；所述的齿/链轮夹具包括通过底部连接座滑动连接于承重轴上的安装套，所述的底部连接座为倒置的U形结构，U形结构的2个自由端分别与承重轴滑动连接，所述的剪式千斤顶抬升架的顶端固定设有连接块，所述的连接块与U形结构的2个自由端之间的承重轴滑动连接，且连接块的两端分别与U形结构的2个自由端的内表面相抵，所述的U形结构的2个自由端分别通过第一定位螺栓与承重轴固定，所述的安装套设有内螺纹，并螺接有传动轴，所述的传动轴的一端穿过安装套并固定连接有用以固定待加工齿/链轮的反三爪卡盘，所述的传动轴的另一端固定设有转动手柄，所述的安装套通过第二定位螺栓与传动轴固定。
[0014]优选的，所述的U形结构的2个自由端分别设有与承重轴配合使用的滑孔，所述的滑孔的外侧端边缘设有用以标识安装套绕承重轴转动角度的齿/链轮倾角分度盘，所述的安装套后端所在的内孔边缘设有用以标识齿/链轮转动角度的齿/链轮转动分度盘，所述的承重轴及传动轴的外表面分别设有与齿/链轮倾角分度盘、齿/链轮转动分度盘配合使用的指示线。
[0015]针对齿/链轮齿面缺陷的激光熔覆修复
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强化的方法，包括如下步骤：
[0016]步骤1、根据待加工齿/链轮的尺寸，调整齿/链轮夹具的高度和水平位置，利用反三爪卡盘完成待加工齿/链轮的定位和夹紧；
[0017]步骤2、调整齿/链轮夹具使安装套至水平状态，锁紧第一定位螺栓，利用转动手柄
使待加工齿面靠近激光头一侧，并使齿面进入水平位置，锁紧第二定位螺栓；
[0018]步骤3、调整齿/链轮夹具和三轴机械手的高度，并调整激光头的角度，完成激光在待加工齿面缺陷处的聚焦；
[0019]步骤4、切换超高频感应模块进入激光头下方的工作位置，开始激光熔覆；
[0020]步骤5、完成齿面缺陷修复后，将超高频感应模块切换为聚焦超声模块，调整其角度和伸缩量，完成超声聚焦点设置，进行聚焦超声辅助激光强化加工；
[0021]步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.针对齿/链轮齿面缺陷的激光熔覆修复
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强化装置，其特征为：包括底座、固定在底座一侧的激光熔覆修复
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强化单元以及固定在底座另一侧的五自由度调节单元，所述的激光熔覆修复
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强化单元设有相互配合的激光头、超高频感应模块、聚焦超声模块，待加工的齿/链轮安装在五自由度调节单元上，并能够根据激光头的位置进行X轴、Y轴、Z轴的移动调节、使齿/链轮绕轴线转动调节、使齿/链轮的轴线进行俯仰角度的调节。2.如权利要求1所述的针对齿/链轮齿面缺陷的激光熔覆修复
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强化装置，其特征为：所述的激光熔覆修复
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强化单元包括固定安装于底座上表面的竖直升降工作台、设于竖直升降工作台顶端的三轴机械手，通过三轴机械手控制激光头，所述的激光头通过安装座与三轴机械手连接，在安装座远离三轴机械手的一端通过切换支架连接有聚焦超声模块和超高频感应模块。3.如权利要求2所述的针对齿/链轮齿面缺陷的激光熔覆修复
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强化装置，其特征为：所述的切换支架包括固定嵌设于安装座内的固定座、固定设于固定座顶端的固定轴、固定连接于固定轴顶端的定位块，所述的固定轴上滑动套接有U形连接座，所述的U形连接座内底部的中心位置设有滑动块，所述的固定轴贯穿U形连接座及滑动块，并与U形连接座及滑动块滑动连接，所述的滑动块的顶端设有限位槽，所述的限位槽与定位块配合使用，所述的U形连接座下方所在的固定轴外周套设有复位弹簧，所述的复位弹簧的一端与U形连接座的下表面连接，另一端与固定座顶端连接，在复位弹簧自然状态下，限位槽与定位块卡接，当复位弹簧收缩、限位槽与定位块脱离时，U形连接座能够绕固定轴转动，且转动至180
°
时，限位槽与定位块能够重新卡接，所述的U形连接座的两端分别通过螺栓连接有聚焦超声模块和超高频感应模块。4.如权利要求3所述的针对齿/链轮齿面缺陷的激光熔覆修复
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强化装置，其特征为：所述的超高频感应模块通过超高频感应模块支架固定连接在U形连接座的一端，超高频感应模块支架呈L型，超高频感应模块支架的一端与U形连接座的端部连接，另一端与超高频感应模块连接，所述的超高频感应模块与激光头配合使用；所述聚焦超声模块通过角度调节支架与U形连接座固定连接，所述的角度调节支架包括固定套、万向球节、万向球节底座、传力板、万向球节锁定弹簧，所述的聚焦超声模块的下部固定于固定套内，所述的万向球节的外表面设有螺孔，所述的固定套的底端通过螺栓与螺孔螺接；所述万向球节安装在万向球节底座内，所述的万向球节底座上固定连接有L形的连接杆，所述的连接杆的底端与U形连接座的端部通过螺栓固定连接；所述的传力板固定连接于万向球节底座的下表面，所述的传力板下端设有万向球节锁定弹簧，所述的万向球节锁定弹簧的上端与传力板的下端连接，向球节锁定弹簧的下端连接有压板，所述的压板顶端设有贯穿万向球节锁定弹簧、传力板及万向球节底座的顶杆，所述的顶杆与万向球节的外表面配合使用，并用于在不转动万向球节时锁定万向球节的位置。5.如权利要求4所述的针对齿/链轮齿面缺陷的激光熔覆修复
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强化装置，其特征为：所述的五自由度调节单元包括齿/链轮夹具、调节座，所述的调节座包括纵向导轨机构、滚珠丝杠机构、剪式千斤顶抬升架、水平移动工作台、承重轴，所述的纵向导轨机构包括沿纵向固定设于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国梁，刘毅，孙绪鹏，孙瑞，戴龙杰，刘富豪，杨勇，王德祥，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：