[發明專利]一種用于回轉體的激光噴丸復合滾壓強化裝置

在審

• 申請號: 202010898885.7
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112251595A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 章海生
• 申請（專利權）人: 章海生
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00;C21D7/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于回轉體的激光噴丸復合滾壓強化裝置，屬于機械加工設備領域。本發明技術方案要點：包括激光發射裝置、光路輸送裝置、數控平臺和滾壓頭；所述激光發射裝置用于產生激光束；所述光路輸送裝置一端用于輸入激光束，所述光路輸送裝置另一端安裝滾壓頭，所述滾壓頭與回轉體接觸，用于使激光束透過滾壓頭對回轉體表面激光噴丸的同時對回轉體表面滾壓強化；所述數控平臺通過第一旋轉裝置固定回轉體；所述數控平臺通過第二旋轉裝置固定所述光路輸送裝置，用于使滾壓頭繞回轉體旋轉。本發明通過調整滾壓頭內壓力彈簧以獲得所需滾壓載荷，通過光路系統引導激光并實現激光噴丸工藝的自動調焦，能夠精確地實現復雜曲面的復合表面強化。

技術領域

本發明屬于機械加工設備領域，具體涉及一種用于回轉體的激光噴丸復合滾壓強化裝置。

背景技術

球閥，啟動件（球體）由閥桿帶動，并繞球閥軸線作旋轉運動的閥門，亦可用于流體的調節與控制。球閥結構要求緊湊，開閉迅速，密封可靠，而球體是球閥的關鍵零件，其表面質量直接影響到閥門的密封性能。在加工閥門球體時，除了提高球體的圓度和降低表面粗糙度以外，提升球體的表面硬度和表層殘余壓應力可以增強球體的耐磨性及耐腐蝕性，從而提高整個閥門的服役壽命和可靠性。

目前，閥門球體表面的硬化工藝主要有表面鍍硬鉻、等離子氮化、表面堆焊硬質合金、拋丸強化、滾壓強化及激光噴丸強化等。其中，球體表面鍍硬鉻后具有良好的耐磨性和耐腐蝕性，且工藝簡單，成本較低，但鍍鉻層與基體結合強度差，鍍層易剝落；等離子氮化工藝可硬化球體表面，但該工藝的耐腐蝕性較差，無法應用于化工等強腐蝕領域；球體表面堆焊硬質合金的工藝復雜、效率低、且易使零件發生變形。對此專利號：CN201710678717.5公開了一種激光噴丸復合滾壓強化表面改性的方法及裝置，其中提出了結合滾壓強化和激光噴丸的增益效果，

復合表面強化。

為解決上述技術問題，本發明采用如下所述的技術方案是：可獲得較好的表面強化質量和均勻的殘余應力分布，但由于專利中滾壓輪體積大，較為適合強化大面積規則塊狀或板狀金屬材料，無法實現球狀零部件或其他不規則復雜曲面的精準強化。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：本發明的目的是提供一種用于回轉體的激光噴丸復合滾壓強化裝置，通過調整滾壓頭內壓力彈簧以獲得所需滾壓載荷，并通過光路系統引導激光并實現激光噴丸工藝的自動調焦，從而能夠精確地實現復雜曲面的

一種用于回轉體的激光噴丸復合滾壓強化裝置，包括激光發射裝置、光路輸送裝置、數控平臺和滾壓頭；所述激光發射裝置用于產生激光束；所述光路輸送裝置一端用于輸入激光束，光路輸送裝置另一端安裝滾壓頭，滾壓頭與回轉體接觸，用于使激光束透過滾壓頭對回轉體表面激光噴丸的同時對回轉體表面滾壓強化；所述數控平臺通過第一旋轉裝置固定回轉體；數控平臺通過第二旋轉裝置固定所述光路輸送裝置，用于使滾壓頭繞回轉體旋轉。

進一步，所述回轉體的回轉中心垂直光路輸送裝置的回轉中心。

進一步，所述滾壓頭包括滾壓珠、殼體、執行機構、滑塊、彈性阻尼器和隔板，所述殼體一端內放置可滾動的滾壓珠，殼體內部設有滑塊，所述滑塊一端通過彈性阻尼器壓緊滾壓珠，滑塊另一端與執行機構連接，用于施加滾壓力；所述彈性阻尼器與滾壓珠之間設有可移動的隔板，隔板中間安裝聚焦鏡；所述滑塊為空心開口滑塊，光路輸送裝置另一端穿過殼體進入空心開口滑塊內，用于將激光束依次經過滑塊、彈性阻尼器和聚焦鏡后聚焦到回轉體表面上。

進一步，所述空心開口滑塊上設有限位裝置，用于防止空心開口滑塊移動中撞擊光路輸送裝置。

進一步，所述彈性阻尼器與滑塊之間設有壓力傳感器，用于測量回轉體受到的滾壓力；控制系統通過讀取分析所述壓力傳感器的值，用于控制執行機構輸出的推力。

進一步，所述滾壓珠為透明藍寶石玻璃；所述彈性阻尼器為壓縮彈簧。

本發明與其他方法相比，有益技術效果是：