一种适用于腔体内壁激光淬火的装置及其使用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110079651A(43)申请公布日2019.08.02(21)申请号201910533372.3(22)申请日2019.06.19(71)申请人南京工程学院地址211167江苏省南京市江宁区科学园弘景大道1号(72)发明人赵伟姜程查光成孔凡新熊桑曾炳薛星怡(74)专利代理机构南京钟山专利代理有限公司32252代理人戴朝荣(51)Int.Cl.C21D1/62(2006.01)C21D1/09(2006.01)C21D9/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称一种适用于腔体内壁激光淬火的装置及其使用方法(57)摘要本发明公开了一种适用于腔体内壁激光淬火的装置，包括铜镜支撑体、激光头支撑体、激光头、铜镜、齿轮组、伺服电机、电机固定件、底座和轴承。其中，所述的伺服电机运行后使铜镜以光纤外管为轴在360°~400°的范围内往复转动，同时固定工件的三轴坐标机械手进行X轴、Y轴、Z轴方向的移动，确保光斑对带孔工件进行完整的淬火加工，使装夹在三轴坐标机械手设备机床上的工件变形小，淬硬层均匀，硬度高，加热层深度和加热轨迹容易控制，易于实现自动化。同时不受零件尺寸限制，在缩短生产周期、减少生产成本的同时减少对环境的污染及对员工健康的影响。CN110079651ACN110079651A权利要求书1/2页1.一种适用于腔体内壁激光淬火的装置，其特征在于：包括铜镜支撑体、激光头支撑体、激光头(9)、铜镜(11)、齿轮组、伺服电机(5)、电机固定件(6)、底座(3)和轴承(15)；所述伺服电机(5)设于底座(3)的一侧，通过电机固定件(6)与底座(3)的侧壁固定连接；所述铜镜支撑体包括连接头(1)和冷却水路外管(2)，所述的冷却水路外管(2)的一端与一外接的冷水源形成冷却水回路，冷却水路外管(2)的另一端与连接头(1)的一端固定连接，所述连接头(1)的另一端与铜镜(11)固定连接；所述激光头支撑体包括光纤外管(8)和光纤(12)，所述的光纤(12)设于光纤外管(8)内，光纤(12)的一端与激光发射器连接，另一端与激光头(9)连接，激光发射器通过激光头(9)射出激光束(10)并照射于铜镜(11)的中心；所述齿轮组包括第一齿轮(71)和第二齿轮(72)；所述的第一齿轮(71)设于伺服电机(5)下方，通过平键与伺服电机(5)的输出轴固定连接；所述的第二齿轮(72)设于底座(3)下方，第一齿轮(71)与第二齿轮(72)之间相啮合；所述轴承(15)位于第二齿轮(72)上方，轴承(15)与底座(3)的内壁固定连接，所述的第二齿轮(72)中心处设有光纤外管(8)，光纤外管(8)的一侧为冷却水路外管(2)，所述的光纤外管(8)和冷却水路外管(2)穿过所述第二齿轮(72)与轴承(15)固定连接；所述伺服电机(5)运行时，所述的第一齿轮(71)转动进而带动第二齿轮(72)转动，使得冷却水路外管(2)以光纤外管(8)为中心进行旋转。2.根据权利要求1所述的一种适用于腔体内壁激光淬火的装置，其特征在于：所述冷却水路外管(2)内平行设置有进水管(13)与出水管(14)；所述铜镜(11)与连接头(1)的连接处设有腔体(111)，所述的腔体(111)内设有隔水板(16)，隔水板(16)为空心结构，竖直设置于腔体(111)的端面，隔水板(16)由上至下依次设有出水端(162)与进水端(161)，所述进水管(13)与出水管(14)伸入连接头(1)内部分别与隔水板(16)上的进水端(161)与出水端(162)连接，通过外接冷源对所述铜镜(11)的腔体进行冷却。3.根据权利要求2所述的一种适用于腔体内壁激光淬火的装置，其特征在于：所述进水管(13)、出水管(14)和连接头(1)的材质为黄铜。4.根据权利要求2所述的一种适用于腔体内壁激光淬火的装置，其特征在于：所述铜镜(11)镜面与水平面的夹角为50°。5.根据权利要求4所述的一种适用于腔体内壁激光淬火的装置，其特征在于：所述激光头(9)射出的激光束(10)垂直于水平面，所述激光束(10)经铜镜(11)镜面反射后与水平面的夹角为10°。6.根据权利要求2所述的一种适用于腔体内壁激光淬火的装置，其特征在于：所述电机固定件(6)的一端为圆弧端(61)，与所述底座(3)的外壁贴合，通过内六角螺钉(4)与底座(3)固定连接；电机固定件(6)的另一端为开口的圆环(62)，圆环(62)套接于伺服电机(5)的外侧壁，套接处设有用于固定伺服电机(5)的卡扣(63)；所述电机固定件(6)设有两个，分别设于伺服电机(5)的上下两端。7.权利要求1所述的适用于腔体内壁激光淬火的装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、先将底座(3)固定在三