[其他]光旋轉式激光熱處理加工機

無效

• 申請號: 85204571
• 申請日: 1985-10-26
• 公開（公告）號: CN85204571U
• 公開（公告）日: 1986-09-24
• 發明（設計）人: 蘇德田;陶金生;張金凱;房為捷;呂建;孫連海
• 申請（專利權）人: 吉林省機械工業設計研究所
• 主分類號: C21D1/06
• 分類號: C21D1/06;C21D9/14
• 代理公司: 吉林省專利服務中心
• 代理人: 肖金山,劉樹忠

一種激光熱處理設備

目前世界各國解決缸體內表面早期磨損的技術途經，均采用鑲缸套的辦法解決，其中最先進的技術是進年來出現的用激光硬化缸套的新工藝。早在1978年美國首先利用激光硬化狄塞爾發動機缸套內表面，并獲得專利，其后在78－83年日本一個內燃機配件廠－帝國活塞環廠亦申請幾項類似的專利。

利用激光對缸套內表面進行熱處理，然后再將缸套鑲到缸體上，這種辦法主要缺點是：缸體和缸套需要分別加工，然后再組裝到一起，加工工序多而復雜，在國外生產這種缸套往往需要單獨建廠生產，投資多，成本高。

另外加鑲缸套必然要加大缸體的孔徑、孔距，體積不易減小，重量不易減輕。同時鑄件本身由于缸孔與缸孔之間的壁薄，而使鑄件廢品率提高。

為了克服以上缺點，取消預制和鑲嵌缸套的繁鎖辦法，本實用新型提供了一種能使激光束旋轉的“光旋轉式激光熱處理加工機”。利用該機處理缸體內表面，既不需要旋轉缸體，也不需要預制和鑲嵌缸套，可直接利用旋轉的激光束實現對缸體內表面不同部位的掃描處理。利用本實用新型處理缸體內表面，簡化了工藝，方便了操作，降低了成本，節省了能源，提高了效率。

該機由床身、工作臺和旋轉導光機構構成。旋轉導光機構有直流電機、蝸輪、蝸桿，在蝸輪中心安裝一空心軸，軸的一端裝有聚焦透鏡，另一端裝有和空心軸同心的導光筒，導光筒內裝有與軸線呈45度的反射鏡。沿空心軸線方向射來的激光束通過聚焦透鏡，達到反射鏡面，如反射鏡采用凹面聚焦反射鏡則可不用聚焦透鏡，激光束可直接射到凹面反射鏡上，在鏡面上形成和原傳播方向呈90度角的反射。反射鏡隨空心軸、導光筒旋轉，反射光束就隨反射鏡旋轉，從而實現對工件加工部位的掃描，達到激光硬化處理缸體內表面的目的。

空心軸的旋轉速度，由調壓器控制直流電機實現無級變速。

另外，本實用新型在旋轉導光機構內還配有冷卻裝置和凈化裝置。各工序可由微機控制。

下面結合附圖詳細闡述本實用新型的具體結構。

圖1是光旋轉式激光熱處理加工機的正面視圖。

圖2是光旋轉式激光熱處理加工機的側面視圖。

圖3是導光系統剖視圖。

結合圖1、圖2說明光旋轉式激光熱處理加工機的組成。

〔22〕是電器控制部分，〔23〕是氣動光欄系統，〔24〕是旋轉導光機構，〔25〕是三維移動工作臺，〔26〕是工作臺直流電機調壓變速機構。〔33〕是旋轉導光系統直流電機，〔34〕是被加工件，〔35〕是二氧化碳激光束，〔36〕是氦氖激光束（可見光），〔37〕是床身。

激光束〔35〕與旋轉導光系統的旋轉軸線重合。被加工件〔34〕放在三維工作臺〔25〕上，并加以固定。在激光處理之前，氣動光欄〔23〕遮住激光束〔35〕，此時氦氖激光〔36〕調準處理位置，同時工作臺〔25〕進給，氣動光欄〔23〕打開，激光束在旋轉導光機構中，聚焦后從反射鏡上打到工件表面上進行激光處理。激光處理完畢，工作臺快速退回，此時啟動變速機構〔26〕使被加工件〔34〕移位，然后加工第二個缸孔。

用該光旋轉式激光熱處理加工機處理工件，可進行環形螺旋掃描，也可進行直線進給掃描。

下面結合圖3詳細說明旋轉導光系統結構。

該旋轉導光系統由調壓無級變速直流電機〔33〕，通過齒輪、蝸桿〔7〕、蝸輪〔5〕帶動空心軸〔6〕旋轉，導光筒〔17〕隨空心軸〔6〕同步旋轉，聚焦透鏡〔1〕放在鏡座〔2〕內，用螺紋壓套〔4〕壓緊，這樣裝拆非常方便，人手可不接觸透鏡〔1〕，裝配時連鏡座放進旋轉空心軸〔6〕筒內，外用螺母〔3〕壓緊，以防止旋轉時鏡座與透鏡松動，螺母〔3〕數量為兩個，中心有通孔，以便激光通過，反射鏡〔15〕固定在導光筒〔17〕內的一端，與旋轉軸線成45度角，并隨導光筒〔17〕旋轉。

旋轉空心軸〔6〕的外旋轉面有〔9〕、〔10〕、〔27〕三個深淺不一的水、氣溝槽。其中〔9〕、〔10〕為水道，〔27〕為氣道。水道與透鏡的間壁厚為6毫米，以達到水冷的目的。在〔9〕〔10〕水道兩側的旋轉主軸表面上裝有兩個環形蜜封圈〔8〕，以達到在主軸旋轉時對冷卻水的密封作用。氣道〔27〕底面鉆有氣孔〔32〕與導光筒〔17〕相通，工作時通入氣體形成正壓，凈化冷卻透鏡，從導光筒末端反射鏡〔15〕的出光孔〔37〕放氣，其作用不僅凈化冷卻了末端反射鏡〔15〕，同時防止處理時的煙塵污染反射鏡鏡面。