專利名稱：機(jī)械式正弦波缸體激光淬火機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種淬火裝置，更確切地說是涉及一種機(jī)械式正弦波缸體激光淬火機(jī)床，是用機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)缸體內(nèi)表面正弦淬火軌跡的機(jī)床。
現(xiàn)有的激光淬火機(jī)床淬火軌跡為螺旋線或網(wǎng)格，螺旋線存在搓板效應(yīng)，網(wǎng)格存在交叉點(diǎn)軟化問題，并且采用普通計(jì)算機(jī)控制，不適合工業(yè)環(huán)境，設(shè)計(jì)不完善，造價(jià)高，對(duì)于激光淬火工藝的推廣使用存在問題。
本實(shí)用新型的目的就是提供一種便于操作維護(hù)，推廣激光淬火技術(shù)應(yīng)用的機(jī)械式正弦波缸體激光淬火機(jī)床。它不僅可提高產(chǎn)品質(zhì)量，還可降低成本。
本實(shí)用新型的目的是通過下述方案實(shí)現(xiàn)的，本機(jī)床包括上固定板、下固定板和中板，上固定板與下固定板之間設(shè)有使中板沿其移動(dòng)的導(dǎo)柱，其中在中板上裝有一個(gè)光頭，還裝有使光頭可以旋轉(zhuǎn)的齒輪系統(tǒng)，使光頭上下運(yùn)動(dòng)的絲杠傳動(dòng)裝置，和使光頭作振動(dòng)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，其實(shí)施方式如下，在中板上裝有加工用電機(jī)，該電機(jī)通過減速器與絲杠上的齒輪相配合，絲桿帶動(dòng)整個(gè)中板可作上下移動(dòng)，從而使中板上的光頭也作上下移動(dòng)，同時(shí)絲杠上的齒輪與光頭上的齒輪相配合使光頭作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在絲杠上還有一對(duì)錐齒輪帶動(dòng)配置在中板上的一曲柄連桿機(jī)構(gòu)作正弦振動(dòng)，其中該曲柄連桿機(jī)構(gòu)是與光頭相關(guān)聯(lián)的，這樣，光頭運(yùn)動(dòng)由旋轉(zhuǎn)、平移和正弦振動(dòng)三種運(yùn)動(dòng)合成，從而使被淬火缸體表面生成正弦波螺旋軌跡。在上固體板上設(shè)有一快速升降裝置，該裝置包括一快速升降用電機(jī)，電機(jī)經(jīng)減速器而帶動(dòng)一齒輪，該齒輪與一帶有螺母的齒輪相嚙合，上述的絲杠與所述的螺母相配合，這樣，當(dāng)快速升降用電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，帶有螺母的齒輪也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿通過螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)而作上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)中板也隨之上下移動(dòng)。此外，在上固定板下部還裝有一個(gè)反射鏡和控制激光發(fā)生器發(fā)射出激光的光閘，該機(jī)還包括一個(gè)激光發(fā)生器。
當(dāng)加工時(shí)，光閘打開，激光光束反射聚焦后，由光頭上的小反射鏡反射到缸體內(nèi)壁上進(jìn)行淬火，由于光頭運(yùn)動(dòng)是正弦波軌跡，所以激光光斑形成正弦波軌跡。
本實(shí)用新型所采用的光頭為雙層結(jié)構(gòu)，中間通氣冷卻，光頭中的小反射鏡底座采取了散熱片式的散熱方式，全部采用氣冷方式，不使用外導(dǎo)管連接。
根據(jù)缸體直徑大小，需要對(duì)光頭運(yùn)動(dòng)速度作調(diào)整，其機(jī)床采用變頻調(diào)速器直接調(diào)整電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度，從而改變光頭運(yùn)動(dòng)速度，使得激光光斑在缸體壁上運(yùn)動(dòng)速度不變，從而實(shí)現(xiàn)淬火精度。
本實(shí)用新型的機(jī)械式正弦波缸體激光淬火機(jī)床與現(xiàn)有的激光加工機(jī)床相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)現(xiàn)有的激光加工機(jī)床采用計(jì)算機(jī)控制，淬火軌跡一般為螺旋線和網(wǎng)格狀淬火軌跡，這種機(jī)床對(duì)環(huán)境條件(溫度、濕度和灰塵)要求比較高，淬火軌跡螺旋線存在搓板效應(yīng)，網(wǎng)格存在交叉點(diǎn)軟化等問題。本機(jī)床采用機(jī)械式結(jié)構(gòu)，對(duì)環(huán)境條件沒有特殊要求，采用正弦波淬火軌跡，解決了搓板效應(yīng)和交叉點(diǎn)軟化的問題。
(2)現(xiàn)有的激光加工機(jī)床光頭采用氣冷和水冷并用方式，或者外加導(dǎo)管的氣冷方式。采用水冷方式容易泄露或凍結(jié)，外加導(dǎo)管又使得轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活、連接不可靠。本機(jī)床光頭采用雙層結(jié)構(gòu)，中間通氣冷卻，只用氣冷方式，不用外接導(dǎo)管，避免了上述機(jī)床存在的冷卻問題。
(3)現(xiàn)有的激光加工機(jī)床采用計(jì)算機(jī)控制，輸入缸體直徑后由計(jì)算機(jī)控制加工。但機(jī)床由于成本問題，用的是一般計(jì)算機(jī)，環(huán)境條件要求也比較苛刻。本機(jī)床采用變頻調(diào)速器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速快慢，從而實(shí)現(xiàn)不同直徑缸體的淬火，適合工業(yè)環(huán)境。
(4)現(xiàn)有的激光加工機(jī)床操作面板復(fù)雜，操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn)，誤操作概率大。本機(jī)床用一個(gè)手柄就可實(shí)現(xiàn)加工、快速升降等操作，不須專門培訓(xùn)。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本實(shí)用新型的機(jī)械式正弦波缸體激光淬火機(jī)床，其中


圖1是本實(shí)用新型淬火機(jī)床的一個(gè)示意圖；圖2是光路原理示意圖；圖3是缸體淬火軌跡展開圖；圖4是本實(shí)用新型淬火機(jī)床中的光頭結(jié)構(gòu)示意圖。
現(xiàn)參見附圖，本實(shí)用新型的淬火機(jī)床包括上固定板8和下固定板1以及中板2，上固定板8與下固定板1之間設(shè)有使中間2沿其上下運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)柱5，其中在中板2上裝有一個(gè)光頭3，在中板2上裝有加工用電機(jī)16，該電機(jī)16通過減速器15和加工用傳動(dòng)齒輪14與絲杠6上的齒輪(未示出)相配合，絲杠6帶動(dòng)整個(gè)中板2可作上下移動(dòng)，從而使中板2上的光頭3也作上下移動(dòng)，同時(shí)所述的絲杠6上的齒輪與光頭3上的齒輪(未示出)相配合使光頭3作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在絲杠6上還有一對(duì)錐齒輪(未示出)帶動(dòng)配置在中板2上的一曲柄連桿機(jī)構(gòu)4作正弦振動(dòng)，其中所述的曲柄連桿機(jī)構(gòu)4是與光頭3相關(guān)聯(lián)的。在上固定板8上設(shè)有一快速升降裝置，該裝置包括一快速升降用電機(jī)12，該電機(jī)12經(jīng)減速器11而與帶有螺母9的傳動(dòng)齒輪10相配合，上述的絲杠6與螺母9相配合，這樣快速升降用電機(jī)12被驅(qū)動(dòng)后，傳動(dòng)齒輪10隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿6通過螺母9的轉(zhuǎn)動(dòng)而作上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)中板2也隨之作上下移動(dòng)。在上固定板8的下部還裝有一個(gè)反射鏡7和控制激光發(fā)生器發(fā)射出激光的光閘13。
圖2中示出了光路線路原理圖，其中一個(gè)本行業(yè)通用的激光發(fā)生器A發(fā)出的激光(如箭頭所示)經(jīng)光閘3通過一個(gè)Φ70的反射鏡7而折入到光頭3中的聚焦鏡17，激光經(jīng)聚焦后經(jīng)光頭3中的一個(gè)Φ20的小反射鏡18而反射到加工的缸體上。
圖3表示丁缸體淬火軌跡的展開的情況。
圖4為光頭3的結(jié)構(gòu)示意圖，其中它為雙層結(jié)構(gòu)，在夾層中采用通氣冷卻(如箭頭C所示)。光頭3中的小反射鏡18底座19采取了散熱片式的散熱方式，同時(shí)也有采用氣冷方式。
權(quán)利要求1.一種機(jī)械式正弦波缸體激光淬火機(jī)床，其特征是它包括上固定板，下固定板和中板，上固定板與下固定板之間設(shè)有使中板沿其移動(dòng)的導(dǎo)柱；在中板上裝有一個(gè)光頭，還裝有使光頭可以旋轉(zhuǎn)的齒輪系統(tǒng)，使光頭上下運(yùn)動(dòng)的絲杠傳動(dòng)裝置，和使光頭作振動(dòng)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，其實(shí)施方式如下，在中板上裝有加工用電機(jī)，該電機(jī)通過減速器與絲杠上的齒輪相配合，絲杠帶動(dòng)整個(gè)中板可作上下移動(dòng)，從而使中板上的光頭作上下移動(dòng)，同時(shí)絲杠的齒輪與光頭的齒輪相配合使光頭作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在絲杠上還有一對(duì)錐齒輪帶動(dòng)配置在中板上與光頭相關(guān)聯(lián)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)作正弦振動(dòng)；在所述的上固定板上設(shè)有一快速升降裝置，該裝置包括一快速升降用電機(jī)，所述電機(jī)經(jīng)減速器而帶動(dòng)一齒輪，該齒輪與一帶螺母的齒輪相嚙合，上述的絲杠與所述的螺母相配合；在所述的上固定板下部還裝有一反射鏡和控制激光發(fā)生器反射出激光的光閘，該機(jī)還包括一個(gè)激光發(fā)生器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式正弦波缸體激光淬火機(jī)床，其特征在于所述的光頭為雙層結(jié)構(gòu)，夾層中間通氣冷卻，光頭中設(shè)有聚焦鏡和小反射鏡，所述的小反射鏡的底座為散熱片式并設(shè)有通氣冷卻的通道。
專利摘要本實(shí)用新型是用機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)正弦波激光淬火軌跡對(duì)缸體內(nèi)表面進(jìn)行淬火的機(jī)床。本機(jī)床和激光發(fā)生器一起使用,可以對(duì)汽車、摩托車、船舶等的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)表面進(jìn)行正弦波激光淬火,增加缸體耐磨性。機(jī)床采用機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)正弦波淬火軌跡,解決了螺旋線淬火軌跡的搓板效應(yīng)和網(wǎng)格淬火軌跡的交叉點(diǎn)軟化問題。機(jī)床由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)光頭平移、振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)三種運(yùn)動(dòng),并用變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同直徑缸體的淬火;機(jī)床光頭采用雙層結(jié)構(gòu),中間通氣冷卻,全部采用氣冷方式;機(jī)床采用機(jī)械、電氣雙重保護(hù)方式,保障設(shè)備安全。
文檔編號(hào)C21D9/08GK2330659SQ9820191
公開日1999年7月28日 申請(qǐng)日期1998年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月6日
發(fā)明者張丹 申請(qǐng)人:張丹