专利名称：基于激光熔覆的再制造加工系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用激光熔覆技术修复磨损、破损失效工件的再制造系统，属于磨损、破损失效工件的再制造技术领域。
背景技术：
重型机械、汽车、内燃机行业存在许多蕴含巨大潜能的、适合再制造的报废、失效零部件，激光熔覆可以有效的对磨损、破损部位进行修复，修复后的零部件尺寸、外形等精度无法达到新品要求，往往需要对激光熔覆修复部位进行加工。激光熔覆是以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低、与基体成冶金结合的表面涂层，从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重金属。目前，激光熔覆技术多为对回转体零件进行外圆旋转熔覆，平面类零件三维磨损、破损部位熔覆修复难以进行；激光熔覆层多使用磨床进行磨削加工，工件移动费时费力，且磨削加工效率低。
发明内容
本发明针对现有对工件的激光熔覆层进行加工技术存在的工件移动费时费力、力口工效率低等不足，提供一种操作方便、加工效率高的基于激光熔覆的再制造加工系统，该系统能够实现不同类零件、复杂磨损、破损部位的自动激光熔覆修复及激光熔覆层的高精度、低应力加工，达到磨损、破损失效零部件从修复到再制造的目的。本发明的基于激光熔覆的再制造加工系统，通过如下技术方案实现该基于激光熔覆的再制造加工系统，包括机座、激光器、光路传输装置、光路运动机构和加工装置；机座上设置有激光器和光路运动机构，激光器的前方设置有光路传输装置，光路传输装置安装在光路运动机构上，加工装置包括加工座和旋转升降工作台，加工座与机座连接为一体，加工座上设置有带卡盘的主轴和导轨，导轨上安装有刀架和尾座，刀架与设置在加工座上的进给机构连接，旋转升降工作台设置在加工座内。应用时，将工件装夹在主轴卡盘上或放置到旋转升降工作台上。通过激光器产生激光，由光路传输装置将激光束照射到工件表面进行激光熔覆，光路运动机构实现激光束的运动。激光熔覆后的工件通过加工装置的刀架利用刀具进行激光辅助加工。本发明将激光熔覆修复和激光熔覆层加工集成为一个再制造系统，利用激光轨迹控制实现多类零件、复杂磨损、破损部位的激光熔覆修复，在不拆卸工件情况下，利用激光辅助加工、硬切削加工技术完成对熔覆层的机械加工，实现零部件从修复到加工再制造的自动化。本发明实现了零部件磨损、破损部位自动激光熔覆、熔覆层机械加工，减小了人力劳动，提高了激光熔覆效率及熔覆层加工效率，提高了磨损、破损失效零部件再制造生产率。
附图是本发明基于激光熔覆的再制造加工系统的结构原理示意图。其中1、激光器,2、第一光路传输装置,3、光路纵向移动机构,4、光路横向移动机构，5、光路升降移动机构，6、加工座，7、主轴卡盘，8、旋转升降工作台，9、刀架，10，尾座，11、机座，12、第二光路传输装置。
具体实施例方式如附图所示，本发明的基于激光熔覆的再制造加工系统主要包括机座11、激光器1、光路传输装置、光路运动机构和加工装置。机座11的一侧设置有激光器1，激光器I的前方设置有光路传输装置，光路传输装置安装在光路运动机构上。光路传输装置用于将激光器I的光束引到工件需要熔覆的位置处，包括水平传输激光光束的第一光路传输装置2和竖直传输激光光束的第二光路传输装置12。第一光路传输装置2位于激光器I的正前方，激光器I发出的激光束经第一光路传输装置2转换90度后引向第二光路传输装置12,第二光路传输装置12将激光束转换为向下的竖直方向。光路传输装置米用平反镜与聚焦镜相结合的结构对激光光路进行传输，为常规通用激光光路传输技术。光路运动机构包括纵向移动机构3、横向移动机构4和升降移动机构5，横向移动机构4安装在纵向移动机构3上，升降移动机构5安装在横向移动机构4上，各个移动机构可以采用现有机床上常用的丝杠螺母副移动机构，也可以米用其它移动机构。第一光路传输装置2安装在横向移动机构4,可随横向移动机构4 一起在纵向移动机构3的带动下纵向移动。第二光路传输装置12安装在升降移动机构5上，可随升降移动机构5 —起在横向移动机构4的带动下横向移动，也可在升降移动机构5的带动下上下移动。这样就实现了激光束的三维移动。加工装置包括加工座6和旋转升降工作台8。加工座6与机座11连接为一体，并位于机座11的前方。加工座6上设置有主轴7和导轨，导轨上安装有刀架9和尾座10，刀架9与设置在加工座6上的进给机构连接。主轴7上安装有卡盘，尾座10上带有顶针。旋转升降工作台8设置于加工座6中部的空档处，位于主轴7和尾座10之间。上述基于激光熔覆的再制造加工系统的应用过程如下所述对于回转体工件，将工件装夹在主轴7的卡盘上，对于非回转体工件可放置到旋转升降工作台8上。通过激光器I产生激光，由光路传输装置将激光束照射到工件表面进行激光熔覆，激光束的运动由光路运动机构实现。工件的转速及升降由控制面板控制。通过激光束的纵向运动、激光束横向、激光束升降、工件在主轴上的转动以及工件在旋转升降工作台8上的转动和上下移动，或这些运动的自由组合，实现多类零件、复杂磨损、破损部位的激光熔覆修复。经过激光熔覆的工件，可仍由主轴卡盘I夹持,将激光照射到工件表面，由刀架9利用刀具进行激光辅助加工。对于具有特殊物理、化学性能不适合进行激光辅助加工的工件，可通过刀架9更换不同规格的刀具进行硬切削加工，达到激光熔覆层高精度、高质量切削加工的目的，实现激光熔覆再制造。
权利要求
1.一种基于激光熔覆的再制造加工系统，包括机座、激光器、光路传输装置、光路运动机构和加工装置；其特征是机座上设置有激光器和光路运动机构，激光器的前方设置有光路传输装置，光路传输装置安装在光路运动机构上，加工装置包括加工座和旋转升降工作台，加工座与机座连接为一体，加工座上设置有带卡盘的主轴和导轨，导轨上安装有刀架和尾座，刀架与设置在加工座上的进给机构连接，旋转升降工作台设置在加工座内。
全文摘要
本发明提供一种基于激光熔覆的再制造加工系统，包括机座、激光器、光路传输装置、光路运动机构和加工装置；机座上设置有激光器和光路运动机构，激光器的前方设置有光路传输装置，光路传输装置安装在光路运动机构上，加工装置包括加工座和旋转升降工作台，加工座与机座连接为一体，加工座上设置有带卡盘的主轴和导轨，导轨上安装有刀架和尾座，刀架与设置在加工座上的进给机构连接，旋转升降工作台设置在加工座内。本发明将激光熔覆修复和激光熔覆层加工集成为一个再制造系统，实现了零部件磨损、破损部位自动激光熔覆、熔覆层机械加工，减小了人力劳动，提高了激光熔覆效率及熔覆层加工效率，提高了磨损、破损失效零部件再制造生产率。
文档编号B23K26/34GK103008967SQ20121055904
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者孙杰, 赵彦华, 李剑峰, 封慧, 刘义辉 申请人:山东大学