[發(fā)明專利]一種曲軸激光加工的裝置及對曲軸進(jìn)行激光加工的方法

有效

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• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN105689905B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任旭東;葉召;李琳;任云鵬;佟艷群;周睿;胡征征
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: B23K26/70
• 分類號: B23K26/70;B23K37/04;B23K26/352
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光加工曲軸技術(shù)領(lǐng)域，特指一種曲軸激光加工的裝置及對曲軸激光加工的方法。

背景技術(shù)

汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展對汽車制造業(yè)提出了更高的要求和期望，新一代國IV/V 排放標(biāo)準(zhǔn)汽車要求具有更好的安全性、更高的運(yùn)行可靠性、更環(huán)保、更智能。發(fā)動(dòng)機(jī)作為整個(gè)汽車的核心部件，對汽車的運(yùn)行可靠性和使用性能具有決定性影響。曲軸是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)受力最集中、受力情況最復(fù)雜的部件，也是最容易發(fā)生問題的部件，曲軸的質(zhì)量直接決定發(fā)動(dòng)機(jī)的整體質(zhì)量。曲軸的失效形式主要表現(xiàn)為軸頸磨損和疲勞斷裂。在高速旋轉(zhuǎn)過程中，由于承受交變彎曲與交變扭轉(zhuǎn)載荷的共同作用，曲軸的各危險(xiǎn)斷面尤其是軸頸與曲柄間過渡圓角處，經(jīng)常因應(yīng)力集中造成曲軸斷裂。因此，提高曲軸的疲勞強(qiáng)度和壽命對提高發(fā)動(dòng)機(jī)的整體可靠性和安全性具有非常重要的意義。目前，發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)企業(yè)主要采取圓角滾壓與噴丸強(qiáng)化對曲軸進(jìn)行強(qiáng)化處理，提高曲軸的疲勞強(qiáng)度和安全使用壽命。但是圓角滾壓由于受到曲軸加工工藝的限制，各軸頸圓角很難與滾輪吻合，往往造成圓角的啃切現(xiàn)象，而且滾壓后曲軸變形較大，效果不佳。噴丸強(qiáng)化可以有效避免上述情況發(fā)生，但是噴丸過程對曲軸的表面粗糙度影響較大，且噴丸形成的殘余壓應(yīng)力一般只有0.1—0.8mm。

強(qiáng)脈沖激光誘導(dǎo)的沖擊波可以在材料表面形成較深的殘余壓應(yīng)力層，改變材料的顯微結(jié)構(gòu)組織和力學(xué)性能，使材料屈服強(qiáng)度產(chǎn)生明顯的提高，因此也適用于曲軸加工技術(shù)領(lǐng)域。目前在激光加工處理領(lǐng)域內(nèi)，曲軸激光加工處理的新型裝置所用的定位裝夾新型裝置是五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)新型裝置，但是精度不是很高。尤其由于曲軸的特殊結(jié)構(gòu)，其主軸軸頸和連桿軸軸頸不在同一條中心線上，很難在加工時(shí)實(shí)現(xiàn)曲軸主軸軸頸和連桿軸軸頸的回轉(zhuǎn)軸心的調(diào)節(jié)，使得激光加工處理的效率和精度大大降低。此外激光加工處理曲軸過程中還存在曲軸彎曲變形、加工裝置精度低、加工處理不均勻、加工處理效果不明顯的問題。因此研究一個(gè)高效高能的激光加工處理的新型裝置有著非常重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

目前激光加工處理曲軸過程中由于主軸軸頸和連桿軸軸頸不在同一條中心線上，很難在加工時(shí)實(shí)現(xiàn)對曲軸主軸軸頸和連桿軸軸頸的回轉(zhuǎn)軸心的調(diào)節(jié)，造成激光加工處理的效率和精度大大降低。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種曲軸激光加工的裝置及對曲軸進(jìn)行激光加工的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種曲軸激光加工的裝置，包括激光器和工作臺，所述工作臺的兩端安裝有第一支座和第二支座，所述第一支座頂端設(shè)有第一傳動(dòng)軸，所述第一傳動(dòng)軸與所述第一支座轉(zhuǎn)動(dòng)副連接；所述第二支座頂端設(shè)有第二傳動(dòng)軸，所述第二傳動(dòng)軸與所述第二支座轉(zhuǎn)動(dòng)副連接；所述第一傳動(dòng)軸上固定安裝有第一導(dǎo)柱，所述第一導(dǎo)柱上端設(shè)有第一步進(jìn)電機(jī)，下端設(shè)有第一絲杠支座，第一滾珠絲杠安裝在所述第一步進(jìn)電機(jī)和所述第一絲杠支座之間，所述第一滾珠絲杠上安裝有第一滑塊，第一滑塊上安裝有第一三抓卡盤；所述第二傳動(dòng)軸上設(shè)有第二導(dǎo)柱，所述第二導(dǎo)柱上端設(shè)有第二步進(jìn)電機(jī)，下端設(shè)有第二絲杠支座，第二滾珠絲杠安裝在所述第二步進(jìn)電機(jī)和所述第二絲杠支座之間，所述第二滾珠絲杠上安裝有第二滑塊，第二滑塊上安裝有第二三抓卡盤。

上述方案中，所述第一支座與所述第一傳動(dòng)軸通過第一軸承連接；所述第二支座與所述第二傳動(dòng)軸通過第二軸承連接。

上述方案中，所述第二傳動(dòng)軸依次通過第一半聯(lián)軸器、第二半聯(lián)軸器與第三步進(jìn)電機(jī)連接。

上述方案中，所述第三步進(jìn)電機(jī)安裝在電機(jī)支座上，所述電機(jī)支座安裝在所述工作臺上。

上述方案中，所述工作臺上設(shè)有T型槽，所述第一支座與所述T型槽移動(dòng)副連接。

上述方案中，所述第一導(dǎo)柱、所述第二導(dǎo)柱、所述第一滑塊和所述第二滑塊上均設(shè)有刻度線。

上述方案中，所述第一步進(jìn)電機(jī)、所述第二步進(jìn)電機(jī)、所述第三步進(jìn)電機(jī)和所述激光器均與PLC控制裝置連接。