[發明專利]一種機床主軸內孔的修復裝置和修復方法

有效

• 申請號: 201810014356.9
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN108165987B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 王蔚;王思航;趙慶龍;姜興宇;張凱
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

1.一種機床主軸內孔的修復裝置，其特征在于：該裝置包括激光器、激光熔覆頭、送粉系統和冷卻系統，

所述送粉系統包括送粉器（1），送粉器通過送粉管連接激光熔覆頭（9）；

所述激光器（4）與激光熔覆頭（9）連接；

所述冷卻系統包括通過進出水管（10）連接激光熔覆頭（9）的冷水機組（8）；

所述激光熔覆頭（9）的頭部為錐狀的中心導光筒（14），所述中心導光筒（14）四周為通粉錐套（17），所述通粉錐套（17）頂部開有粉嘴（16），通粉錐套（17）另一端連接送粉管；所述粉嘴（16）為環狀；

所述中心導光筒（14）內設置有積分鏡（12），所述積分鏡（12）使激光束偏移并垂直于內孔待修復表面；

所述積分鏡（12）通過反射鏡（5）形成光路與激光器（4）連接；

所述送粉器（1）的送粉管（3）通過分粉器（2）分為4路，4路送粉管（3）均經過保護套（6）內，通過快速接頭（11）與通粉錐套（17）的送粉口（19）連接；

四路送粉管內置于保護套中，并均勻的分布在保護套內，中心導光筒（14）均勻分布四個圓口，其軸線與粉嘴（16）的軸線相平行，粉流從圓口對稱的進入到通粉錐套（17）中，形成均勻的粉簾，通粉錐套（17）上寬下窄，保證粉流進入通粉錐套（17）后中，先擴散，后匯聚，再由粉嘴（16）送出。

2.根據權利要求1所述的機床主軸內孔的修復裝置，其特征在于：所述激光熔覆頭（9）的積分鏡（12）下方設置有保護鏡（15）。

3.根據權利要求1所述的機床主軸內孔的修復裝置，其特征在于：所述積分鏡（12）后設置有冷卻腔（13）。

4.根據權利要求3所述的機床主軸內孔的修復裝置，其特征在于：所述進出水管（10）經過保護套（6）內，與冷卻腔（13）和中心導光筒（14）的進出水口（18）組成冷卻水回路。

5.一種使用如權利要求1所述裝置的機床主軸內孔修復方法，包括如下步驟：

步驟1：將待加工主軸零件用三爪自定心卡盤固定好，使其軸線與工作臺的表面平行；

步驟2：確定主軸內孔待修復區域，調整激光熔覆頭（9）在主軸內孔的位置，使之垂直于內孔待修復表面；

步驟3：通過控制系統的操作臺，開啟冷水機組（8）和激光器（4），調整激光功率和激光速度等工藝參數；裝置內部的積分鏡（12）對激光反射聚焦，穿過保護鏡（15）后再送粉嘴（16）外側聚焦；

步驟4：通過工控臺調節激光熔覆修復的其它工藝參數，開啟送粉器（1）和氣壓裝置進行送粉，調節送粉速率，給定合適的送粉速率；使得粉流從圓口對稱的進入到通粉錐套（17）中且粉流進入通粉錐套（17）時的方向與粉嘴（16）的軸線相平行，進而形成均勻的粉簾，并同時減低粉流速度的影響，之后使得與粉嘴（16）的軸線相平行的粉流擴散后再匯聚，再由粉嘴（16）送出；

步驟5：激光與粉末相互作用，將熔融材料涂覆到待修復表面，使主軸內孔待修復區，熔覆一層或多層鐵基合金粉末、鎳基合金粉末、鈷基合金粉末或金屬陶瓷復合粉末。