[發明專利]一種減小軸類零件激光沖擊強化變形的裝置及方法

有效

• 申請號: 201910582368.6
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110484711B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 徐祥;羅開玉;彭明新
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種減小軸類零件激光沖擊強化變形的方法，采用如下裝置實施，所述裝置包括智能夾緊裝置、激光加工系統、控制系統、夾持裝置、液壓系統、電機、位移傳感器和底座；軸類零件裝夾在夾持裝置上并與夾持裝置一起安裝在底座上；激光加工系統包括外部光路和激光發生器，外部光路的出口位于軸類零件正上方固定不動；智能夾緊裝置包括智能定位和智能夾緊兩種模塊，智能夾緊模塊包括液壓管，液壓夾緊元件，上頂板，滑套，滑桿，下頂板，彈性部件，智能浮動夾緊爪，銷聯接；智能定位模塊包括電機與浮動定位模塊；所述底座上面設有滑軌，夾持裝置能夠沿滑軌左右移動；所述位移傳感器位于軸類零件的中軸線右端；所述液壓夾緊元件與上頂板通過螺紋連接，滑套與滑桿通過間隙配合；所述智能夾緊模塊能夠適應不同類型和尺寸的軸類零件，液壓系統通過液壓管與液壓夾緊元件連接，通過液壓系統來控制液壓管和液壓夾緊元件使上頂板通過滑套在滑桿上面上下自由移動實現微調；所述智能浮動夾緊爪內置載荷傳感器，用于監測軸類零件所受力作用；所述智能浮動夾緊爪分別安裝在上頂板左側底端和下頂板左側頂端；所述浮動定位模塊安裝在下頂板底端，電機與浮動定位模塊連接帶動整個智能夾緊裝置左右移動；所述控制系統與電機為電連接，載荷傳感器和位移傳感器與控制系統為信號連接，控制系統與液壓系統為信號連接，其特征在于，方法的具體步驟如下：

(1)先將軸類零件通過夾持裝置兩端夾緊，然后通過控制系統的位置控制單元將軸類零件移動到外部光路出口的正下方位置；

(2)確定所述浮動定位模塊的相對位置：

軸類零件同軸度方向變形位移大小通過位于兩端的夾持裝置里面的位移傳感器測量并反饋到控制系統，經過控制系統的分析和反饋，位置控制單元控制電機調整浮動定位模塊基于外部光路出口的相對位置l，從而在激光沖擊強化過程中使軸類零件同軸度方向變形量減??；

(3)在加工過程中，工件產生的變形在被位移傳感器監測到并反饋給控制系統之后，控制系統通過命令液壓系統實時地控制智能夾緊裝置的夾緊力，以最大限度減小軸在激光沖擊強化過程中產生的變形，再通過載荷傳感器監測工件的反作用力是否被抵消，如果沒有抵消，則繼續調整，如果工件的反作用力被抵消，則工件固定、夾緊；

(4)軸類零件由夾持裝置在底座上面通過滑軌左右移動，智能夾緊裝置實時跟隨移動和調整，直至整個軸加工完成。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，如果，外部光路出口在軸類零件左側，則兩個浮動定位模塊位置分別位于左側夾持裝置與外部光路出口中軸線的中間和外部光路出口中軸線與軸類零件中垂線的中間，即l＝a/2+b/2；如果外部光路出口在軸類零件右側，與左側同理調整，則兩個浮動定位模塊位置分別位于右側夾持裝置與外部光路出口中軸線的中間和外部光路出口中軸線與軸類零件中垂線的中間；特殊地，如果外部光路出口位于軸類零件正中間，則浮動定位模塊位置分別位于左側夾持裝置與軸類零件中垂線的中間和右側夾持裝置與軸類零件中垂線的中間。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光加工系統包括外部光路和激光發生器，激光器為光纖激光器，CO₂激光器，YAG固體激光器中的一種。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制系統包括位置控制單元和力控制單元，位置控制單元用來控制智能夾緊裝置和軸類零件在加工過程中的位置，力控制單元用來對智能浮動夾緊爪傳輸命令來補償加工過程中的夾緊處的反作用力。