【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光熔覆，具体涉及一种凸轮轴凸轮的激光熔覆修复工艺。
技术介绍
1、凸轮轴是活塞发动机里的一个部件。它的作用是控制气门的开启和闭合动作。通常它的转速很高，而且需要承受很大的扭矩，因此设计中对凸轮轴在强度和支撑方面的要求很高，其材质一般是优质合金钢或合金钢。由于气门运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性，因此凸轮轴设计在发动机的设计过程中占据着十分重要的地位。凸轮轴承受周期性的冲击载荷，凸轮轴凸轮与挺柱之间的接触应力很大，相对滑动速度也很高，因此凸轮轴凸轮工作表面的磨损比较严重。
2、当凸轮轴在服役一段时间后凸轮会出现磨损时，就需要进行相应的修复措施，现有的修复措施有：
3、(1)采用修磨处理工艺进行修理，该种修复方式只适合磨损量少、裂纹比较浅的受损部位。
4、(2)如果磨损量和裂纹超出了修磨的尺寸，则采用表面修复技术，如选择热喷涂等技术对凸轮轴损伤部位进行修复，其技术缺陷是，单涂层在使用一段时间后会从零件表面剥落，涂层结合强度低。
5、激光溶覆技术将零件表面和粉末同时熔化并快速冷却凝固，使熔覆层与零件表面形成冶金结合，提高了熔覆与零件表面的结合强度，现有技术中少见采用激光熔覆工艺修复凸轮轴凸轮的工艺。
技术实现思路
1、针对凸轮轴凸轮受损部位难以修复、修复质量差等技术问题，本专利技术提供一种凸轮轴凸轮的激光熔覆修复工艺，修复操作简单，且受损部位修复后具有较强的硬度，有效提高了凸轮轴的使用寿命。
2、本专利技
3、s1、对待修复的凸轮轴凸轮表面预处理；
4、s2、采用两端对顶的方式，将凸轮轴夹持于机器人主轴箱与尾座之间；该夹持方式不借助定制工装，同时由于凸轮轴两端对顶夹持，所以凸轮轴、主轴是同心的；
5、s3、通过机器人与主轴箱的协调联动，对机器人激光熔覆头进行点位示教，获得凸轮轴凸轮表面的加工轨迹；
6、s4、根据加工轨迹对凸轮轴凸轮表面激光回火处理；
7、s5、根据加工轨迹对凸轮轴凸轮表面激光熔覆；
8、s6、对激光熔覆部位终加工。
9、进一步的，步骤s1中，对凸轮轴凸轮表面预处理的方法包括：
10、s11、磨抛去除凸轮轴凸轮表面附着的杂质；
11、s12、擦拭去除凸轮轴凸轮表面污渍。
12、进一步的，步骤s3中，对机器人激光熔覆头进行点位示教的方法为，将凸轮轴凸轮一周等分为若干个的点位，通过机器人与主轴箱联动协调功能，依次进行点位示教，完成程序逻辑编辑。由于凸轮轴凸轮侧面呈现“鸡蛋”形状，环形的熔覆喷嘴尖端与凸轮表面不仅要保持一定的熔覆粉距，还要时刻跟随凸轮的轮廓，送粉粉距保持一定，熔覆层厚度稳定平滑。
13、进一步的，相邻两点位之间的距离为0.5cm。
14、进一步的，步骤s4中，激光回火处理的工艺参数为，激光功率为1800w，光斑尺寸为4～5mm，机器人运行拟合速度为150cm/min，保护气体为ar，气体流速为9l/min，程序运行轨迹为沿凸轮圆周顺时针联动旋转，激光头与端面呈90°角。
15、进一步的，步骤s5中，激光熔覆的工艺参数为，激光功率为2400w，光斑尺寸为3mm，机器人运行拟合速度为80cm/min，保护气体为ar，气体流速为9l/min，程序运行轨迹为沿凸轮圆周顺时针联动旋转，激光头与凸轮表面呈90°角，同轴环形送粉喷嘴粉距15mm，送粉量为2.5r/min。
16、进一步的，步骤s5中，激光熔覆采用的金属粉末为铁基合金粉末，包括如下重量百分数的化学成分：cr 18.57％，ni 3.44％，mo 0.068％，mn 0.81％，nb 0.36％，余量为fe及不可避免的杂质；铁基合金粉末粒度为270～400目，平均硬度为55～60hrc。熔覆层粉末材料选取高强度的铁基粉末。此金属粉末的成分配比性能稳定，结合凸轮轴的附加值，其粉末材料价格满足批量修复的成本。
17、进一步的，步骤s6中，对激光熔覆部位终加工的方法，对激光熔覆部位表面磨削加工，保证尺寸与表面光洁度，磨削尺寸为20～40丝。
18、本专利技术的有益效果在于：
19、(1)本专利技术采用机器人与主轴箱的协调联动的方式，获得加工轨迹对凸轮轴凸轮表面激光熔覆一层熔覆层，经硬度检测与表面探伤检测，凸轮表面硬度≥58hrc，凸轮端面无裂纹无气孔，提高了凸轮轴凸轮的使命寿命。
20、(2)由于凸轮处表面通常经过渗氮处理，硬度普遍60hrc以上，直接熔覆必定开裂，常规的做法是将凸轮轴表面的硬层磨削掉或采用软粉打底的方式，这样的处理不仅工序繁琐且耗时耗材，本专利技术采用激光回火的方式处理表面硬层，不仅可以代替磨床磨削或软粉打底，激光回火的热量还能起到预热工件的作用，有效的避免裂纹的产生。
21、(3)本专利技术激光回火工序与激光熔覆工序使用同一套机器人联动程序的加工轨迹，无需二次示教点位，方便加工及批量生产。
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1.一种凸轮轴凸轮的激光熔覆修复工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种凸轮轴凸轮的激光熔覆修复工艺，其特征在于，步骤S1中，对待修复凸轮轴凸轮表面预处理的方法包括：
3.如权利要求1所述的一种凸轮轴凸轮的激光熔覆修复工艺，其特征在于，步骤S3中，对机器人激光熔覆头进行点位示教的方法为，将凸轮轴凸轮一周等分为若干个的点位，通过机器人与主轴箱联动协调功能，依次进行点位示教，完成程序逻辑编辑。
4.如权利要求3所述的一种凸轮轴凸轮的激光熔覆修复工艺，其特征在于，相邻两点位之间的距离为0.5cm。
5.如权利要求1所述的一种凸轮轴凸轮的激光熔覆修复工艺，其特征在于，步骤S4中，激光回火处理的工艺参数为，激光功率为1800W，光斑尺寸为4～5mm，机器人运行拟合速度为150cm/min，保护气体为Ar，气体流速为9L/min，程序运行轨迹为沿凸轮圆周顺时针联动旋转，激光头与端面呈90°角。
6.如权利要求1所述的一种凸轮轴凸轮的激光熔覆修复工艺，其特征在于，步骤S5中，激光熔覆的工艺参数为，激光功率为2400
7.如权利要求1或6所述的一种凸轮轴凸轮的激光熔覆修复工艺，其特征在于，步骤S5中，激光熔覆采用的金属粉末为铁基合金粉末，包括如下重量百分数的化学成分：Cr18.57％，Ni 3.44％，Mo 0.068％，Mn 0.81％，Nb 0.36％，余量为Fe及不可避免的杂质；铁基合金粉末粒度为270～400目，平均硬度为55～60HRC。
8.如权利要求1所述的一种凸轮轴凸轮的激光熔覆修复工艺，其特征在于，步骤S6中，对激光熔覆部位终加工的方法，对激光熔覆部位表面磨削加工，磨削尺寸为20～40丝。
...【技术特征摘要】
1.一种凸轮轴凸轮的激光熔覆修复工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种凸轮轴凸轮的激光熔覆修复工艺，其特征在于，步骤s1中，对待修复凸轮轴凸轮表面预处理的方法包括：
3.如权利要求1所述的一种凸轮轴凸轮的激光熔覆修复工艺，其特征在于，步骤s3中，对机器人激光熔覆头进行点位示教的方法为，将凸轮轴凸轮一周等分为若干个的点位，通过机器人与主轴箱联动协调功能，依次进行点位示教，完成程序逻辑编辑。
4.如权利要求3所述的一种凸轮轴凸轮的激光熔覆修复工艺，其特征在于，相邻两点位之间的距离为0.5cm。
5.如权利要求1所述的一种凸轮轴凸轮的激光熔覆修复工艺，其特征在于，步骤s4中，激光回火处理的工艺参数为，激光功率为1800w，光斑尺寸为4～5mm，机器人运行拟合速度为150cm/min，保护气体为ar，气体流速为9l/min，程序运行轨迹为沿凸轮圆周顺时针联动旋转，激光头与端面呈90°角。
【专利技术属性】
技术研发人员：王文涛，金硕，黄腾，何建群，李进，
申请(专利权)人：山东镭研激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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