一种齿轮修复防干涉专用激光送粉头.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CN109226764A(43)申请公布日2019.01.18(21)申请号201811371528.4(22)申请日2018.11.19(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市甘井子区凌工路2号(72)发明人李涛李向波张元良石博文吴祖鹏李琦刘淑杰刘伟嵬张洪潮(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人关慧贞(51)Int.Cl.B22F3/105(2006.01)C23C24/10(2006.01)B33Y30/00(2015.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种齿轮修复防干涉专用激光送粉头(57)摘要本发明一种齿轮修复防干涉专用激光送粉头属于激光熔覆增材修复领域，涉及一种齿轮修复防干涉专用激光送粉头，针对失效齿轮并利用激光熔覆技术进行修复时，防止发生干涉行为的同轴送粉专用激光头。该专用激光送粉头采用原有激光头组成结构的进气通道、送粉通道、水冷通道、激光束通道，其特征是，激光送粉头组成结构中增加了丝杠、螺母、齿轮和齿形带机械结构组成的垂直移动单元和水平移动单元，以及激光头的柔性伸缩结构。该专用激光头及采用的激光熔覆技术进行修复时，解决了对失效齿轮进行修复时的干涉问题，提高了激光熔覆对齿轮进行修复的应用范围，在一定程度上节省了大量的金属材料和社会成本，提高了齿轮的使用寿命。CN109226764ACN109226764A权利要求书1/2页1.一种齿轮修复防干涉专用激光送粉头，采用原有激光头组成结构的进气通道、送粉通道、水冷通道和激光束通道，其特征是，激光送粉头组成结构中增加了丝杠、螺母、齿轮和齿形带机械结构组成的垂直移动单元和水平移动单元，以及激光头的柔性伸缩结构；所述的垂直移动单元中，激光头喷嘴(9)上加工有送水口(6)，激光头喷嘴(9)具有激光头柔性伸缩结构(14)；激光头喷嘴(9)中加工有内水冷通道(20)和外水冷通道(18)两层循环水冷却通道；上、下支撑板(15、1)分别安装在激光头喷嘴(9)下部和上部，圆螺母(16)安装在上支撑板(15)上，大齿轮(3)、齿条(2)，上联轴器(4)，梯形丝杠(13)、中齿轮(12)和同步齿形带(5)安装在上、下支撑板(15、1)之间；电机(10)安装在下支撑板(1)上，电机(10)上装有制动器(11)，小齿轮(7)通过下联轴器(8)与大齿轮(3)连接；所述水平移动单元是利用齿轮齿条结构，将丝杠螺母的垂直移动转变为水平移动；齿条(2)与送粉管(22)通过圆柱长销(23)连接在一起，圆柱长销(23)在上滑道(17)内水平移动，固定在激光头喷嘴(9)上的圆柱短销(19)卡在下滑道(21)中，使下滑道(21)沿圆柱短销(19)移动；大齿轮(3)旋转带动齿条(2)移动，齿条(2)水平移动时，带动送粉管(22)的上端沿上滑道(17)水平移动，并使送粉管(22)的下滑道(21)绕圆柱短销(19)偏转的同时向下移动；此时，送粉管(22)摆过一定角度，使粉末始终在激光焦点处汇聚，实现送粉头中心和激光光斑同步重合的目的；所述的激光头柔性伸缩结构(14)中，上铰块(24)和下铰块(33)分别固定在激光头上，柔性蒙皮(26)与激光头金属部分连接，上连杆(27)与上铰块(24)通过上圆柱短销(25)铰接在一起，下连杆(31)和下铰块(33)通过下圆柱短销(32)铰接在一起，上连杆(27)、下连杆(31)、上链环(28)、下链环(30)通过中圆柱长销(29)铰接在一起，上链环(28)和下链环(30)固定在柔性蒙皮(26)上；当激光头喷嘴向上运动时，带动下铰块(33)向上运动，此时上下铰块(24、33)之间的距离开始变短，上下连杆(27、31)旋转并通过上下链环(28、30)促使柔性蒙皮(26)向外凸出，从而实现柔性伸缩结构的长度变小。2.如权利要求1所述的一种齿轮修复防干涉专用激光送粉头，其特征是，该专用激光送粉头采用的激光熔覆修复方法具体步骤如下：步骤1激光头对焦处理放置失效齿轮，齿轮待修复面A，并使齿根圆弧面(B)的弦处于水平位置，然后将失效齿轮固定，开始对焦；将激光头移动至待修复表面进行对焦处理；1)当在对焦过程中出现激光头和齿轮干涉的情况时，启动电机(10)，垂直移动单元移动；中齿轮(12)和同步齿形带(5)旋转，大齿轮(3)通过上联轴器(4)带动梯形丝杠(13)旋转，由于圆螺母(16)固定在上支撑板(15)上，所以梯形丝杠(13)穿过圆螺母(16)向上运动，从而带动激光头喷嘴向上运动，由于激光头具有柔性伸缩结构(14)，所以激光头喷嘴向上运动的过程中，促使激光头柔性伸缩结构的长度变小，进而达到激光头在垂直方向上整体结构尺寸变小的目的；2)激光头水平移动单元运动当激光头喷嘴向上运动时