[發明專利]一種軸承襯抑制裂紋擴展的加工裝置及方法

有效

• 申請號: 201910823840.0
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN110508928B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 樊玉杰;姚康林;周元凱;蘇宇;劉志強;夏晶
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B23K26/352
• 分類號: B23K26/352;B23K26/60;B23K26/18;B23K26/70;B23K26/064
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發明提供了一種軸承襯抑制裂紋擴展的加工裝置及方法，該加工裝置由底座、橫向移動機構、旋轉機構、定位夾緊機構和激光噴丸機構組成；所述橫向移動機構設置在底座上；所述旋轉機構設置在橫向移動機構上；所述定位夾緊機構設置在旋轉機構上；激光噴丸機構對應所述移動機構和旋轉機構固定安裝在所述底座上。本發明利用激光能量對軸承襯裂紋區域進行噴丸強化，在材料表面形成殘余壓應力場，細化軸承襯表層晶粒改善材料表面性能,增加軸承襯的裂紋擴展抗力，降低軸承襯的微裂紋擴展速率，有效提高軸承的使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種軸承襯抑制裂紋擴展的加工裝置及方法，屬于激光加工技術領域。

背景技術

軸承是機械設備中舉足輕重的零部件。它的主要功能是支撐機械旋轉體，用以降低設備在傳動過程中的機械載荷摩擦系數。在載荷反復作用下，軸承襯發生裂紋的萌生、擴展一直到最終發生零件失效，大部分壽命消耗在以微裂紋如材料本身的缺陷到宏觀裂紋的擴展階段，嚴重影響工業的生產效率和生產安全。

軸承襯表面微裂紋抑制萌生和擴展的方法大多采用細微顆粒滲入技術、激光沖擊強化技術、激光熔覆修復技術，如申請號為201510318927.4的發明專利提供了一種基于激光沖擊強化的抑制零件裂紋萌生與擴展的方法，可以抑制零件損傷區域裂紋的擴展，但缺乏軸承襯的加工裝置。本發明提供一種軸承襯抑制裂紋擴展的加工裝置及方法，利用高能量、短脈沖激光誘導的高幅沖擊波壓力對整體式軸瓦內表面的軸承襯進行表面改性，有效改善軸承襯中的應力分布和微觀組織結構,進而降低裂紋擴展速率，延長軸承的使用壽命。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中缺乏專門對軸承襯裂紋抑制的加工裝置，提供用于軸承襯抑制裂紋擴展的加工裝置及方法。

本發明利用高能量、短脈沖激光誘導的高幅沖擊波對軸承襯進行表面改性，不僅能顯著提高軸承襯的表面性能，增加表面硬度，細化晶粒，還能改善表面殘余應力場，降低外部拉應力或裂紋尖端的有效應力強度因子，從而減輕拉應力加速裂紋擴展及引發新裂紋的不利影響，增強軸承襯表面裂紋的擴展抗力。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種軸承襯抑制裂紋擴展的加工裝置，由底座、橫向移動機構、旋轉機構、定位夾緊機構和激光噴丸機構組成；其中：所述底座為內設肋板的凹腔體，前、后兩側的上平面設有V型滑動導軌；所述橫向移動機構設置在底座上；所述旋轉機構設置在橫向移動機構上；所述定位夾緊機構為三爪卡盤，設置在旋轉機構上；激光噴丸機構對應所述移動機構和旋轉機構固定安裝在所述底座上。

進一步，所述橫向移動機構由第一軸承、絲杠、第一電機、第一聯軸器、第一軸承透蓋、滑塊、移動手柄、第一墊片、第一蓋形螺母、蓋板、移動臺、螺栓和螺母座組成；所述絲杠兩端通過第一軸承和第一軸承透蓋固定于底座內，絲杠右端通過第一聯軸器連接第一電機，絲杠左端連接移動手柄，并通過第一墊片和第一蓋形螺母緊固；所述移動臺為安裝有旋轉機構的凹腔體，并通過蓋板封閉，下平面的四周安裝有與底座的導軌相連接的滑塊，下平面的中部通過螺栓安裝螺母座，螺母座與絲杠相連接；所述移動臺的橫向移動可通過第一電機控制，也可通過移動手柄控制。

進一步，所述旋轉機構由第二電機、第二聯軸器、第三軸承透蓋、旋轉手柄、第二蓋形螺母、第二墊片、第二軸承透蓋、過渡盤、鍵、蝸輪軸、蝸輪、蝸桿軸、第二軸承、軸承悶蓋和第三軸承組成；所述蝸桿軸通過第二軸承安裝于所述移動臺內，一端用軸承悶蓋密封，另一端穿過第二軸承透蓋連接有通過第二墊片和第二蓋形螺母緊固的旋轉手柄；蝸輪與蝸桿軸相嚙合，并通過鍵固定在蝸輪軸上，蝸輪軸穿過移動臺的左、右兩側平面，并通過第三軸承和第三軸承透蓋固定在移動臺上，蝸輪軸的一端通過第二聯軸器連接有第二電機，另一端設有螺紋與安裝有定位夾緊機構的過渡盤相連接；所述定位夾緊機構的旋轉運動可通過第二電機控制，也可通過旋轉手柄控制。