专利名称：一种直齿轮齿面激光自动熔覆的工艺方法
技术领域：
本发明涉及直齿轮齿面激光熔覆的工艺方法。
背景技术：
直齿轮作为传动部件在工厂的许多设备中，使用的非常多，而体积较大、 齿面曲线比较复杂，精度等级高、制作工艺复杂、生产成本较高、周期较长的 直齿轮齿面，采用激光修复一直以来是个难题，然而，激光自动熔覆直齿轮齿 面工艺方法的应用，为这一难题提供了 -条解决途径。
直齿轮是许多设备中重要的传动部件，起着重要的纽带作用，由于它是通 过齿与齿的接触来进行传动的，因此，常常会造成齿面的磨损，使其传动性能 下降，乃至整台设备无法正常运行。
传统的直齿齿面激光熔覆是将金属粉末手工预置在齿面上，然后用激光进行熔 覆，熔覆时每熔覆一个齿面需要手工转一次角度，来保证每个齿面与光的垂直， 但这样操作无法保证每次所转的角度是一致的，因此，传统熔覆直齿齿面的方 法，效率很低，操作复杂，易出现夹杂、气孔、裂纹等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直齿轮齿面激光机械乃至自动熔覆的工艺方法。
本发明提供一种直齿轮齿面激光自动熔覆的工艺方法，其特征在于 首先，在激光熔覆前将齿轮装夹在四轴激光加工机床A轴4的夹盘上，对 齿轮进行圆周找正，跳动值在0.1mm以内，
然后转动A轴4调整齿轮一个齿的待加工齿面与激光光筒5移成90°夹角，
再将激光光筒5移至齿根边缘处，调整光斑直径与起光位置，
激光熔覆，X轴1作直线往复运动，Y轴2在每熔覆一条后移动1.7 2.0mm,
Z轴3始终保持不变，直至一个齿面熔覆结束，
A轴4旋转齿轮一个角度在自责自(=360° /齿数)，再熔覆下一个齿面，直
至所有这一侧的齿面全部熔覆结束，
再重新调整激光光筒5，熔覆另一侧的所有齿面。
本发明提供的直齿轮齿面激光自动熔覆的工艺方法，其四轴激光加工机床 是由三个形式相同、相互垂直的X轴1、 Y轴2、 Z轴3和一个转动轴A轴4构 成；X轴l、 Y轴2、 Z轴3均由丝杠和导轨组成，丝杠与伺服电机相连，导轨 控制运动方向，丝杠与伺服电机相连提供运动动力A轴1是由伺服电机通过变 速齿轮带动主轴转动，光筒5固定在Z轴2的端部。
本发明提供的直齿轮齿面激光熔覆的工艺方法，其四轴激光数控加工机床 按图2所示流程图编制的程序进行自动熔覆，以确保熔覆精度与质量。
本发明提供的直齿轮齿面激光熔覆的工艺方法，其激光熔覆中采用同步送 粉装置对齿面进行送粉，即利用可调电机10控制圆盘9转速，调节送粉量；料 斗8中的粉末落在圆盘9上，当转到刮板11位置处被刮下，落在接料斗12中； 利用高压的氮气或氩气14作为粉料输送的动力，通过软管13将粉末送至喷嘴 15,喷射到指定的位置；此送粉装置可直接将粉末喷射至光斑之内，实现粉末 的同步进给，以实现激光全自动熔覆直齿轮齿面。
本发明提供的直齿轮齿面激光自动熔覆的工艺方法，其优点在于完全克 服了传统激光熔覆直齿轮齿面的操作复杂，工作效率低，熔覆质量差的缺点，
为激光修复直齿轮方面开辟了一条新途径。
图1为四轴激光加工机床的结构示意图； 图2为直齿轮激光自动熔覆程序流程图； 图3为同步送粉装置的结构示意图。
具体实施例方式
实施例l直径O 646mm减速机直齿轮
齿轮最大回转直径①646mm，厚250mm，齿数为80个，模数8，材质为45# 钢，由于长期运转，导致75%的齿面有不同程度的磨损，给整台设备带来隐患， 因此，需对齿面进行激光自动熔覆。
首先，将齿轮装夹在数控机床(见图1) A轴1的夹盘上，齿轮圆周找正跳 动值为0.09mm，然后转动A轴1调整齿轮一个齿的待加工齿面与激光光筒5移 成90°夹角，再将激光光筒5移至齿根边缘处，调整光斑直径为4mm。根据制 作的样板得出齿面宽度为10mm，计算出分度值为4.5° ，编制激光熔覆程序(见 图2)，并传送至机床控制台6，同时采用同步送粉方式(见图3)，对齿轮齿面 自动激光熔覆。
熔覆后，经无损探伤检测，无裂纹、夹杂、气孔等缺陷，工作效率提高2 3倍。
实施例2直径0494mm减速机直齿轮
齿轮最大回转直径①494mm，厚150mm，齿数98个，模数5，材质为45# 钢，由于长期运转，导致90%的齿面有不同程度的磨损，出现振动与噪音，影
响了设备正常运转，因此，需对齿面进行激光自动熔覆。
首先，将齿轮装夹在数控机床(见图1) A轴1的夹盘上，齿轮圆周找正跳 动值为O.lOmm，然后转动A轴1调整齿轮一个齿的待加工齿面与激光光筒2移 成90°夹角，再将激光光筒5移至齿根边缘处，调整光斑直径为5mm。根据制 作的样板得出齿面宽度为8mm，计算出分度值为3.67° ，编制激光熔覆程序(见 图2)，并传送至机床控制台6，同时采用同步送粉方式(见图3)，对齿轮齿面 自动激光熔覆。
熔覆后，经无损探伤检测，无裂纹、夹杂、气孔等缺陷，工作效率提高2 3倍。
权利要求
1. 一种直齿轮齿面激光熔覆的工艺方法，其特征在于首先，在激光熔覆前将齿轮装夹在四轴激光加工机床A轴(4)的夹盘上，对齿轮进行圆周找正，跳动值在0.1mm以内，然后转动A轴(4)调整齿轮一个齿的待加工齿面与激光光筒(5)成90°夹角，再将激光光筒(5)移至齿根边缘处，调整光斑直径与起光位置，激光熔覆，X轴(1)作直线往复运动，Y轴(2)在每熔覆一条后移动1.7～2.0mm，Z轴(3)始终保持不变，直至一个齿面熔覆结束，A轴(4)旋转齿轮一个角度，＝360°/齿数，再熔覆下一个齿面，直至所有这一侧的齿面全部熔覆结束，再重新调整激光光筒(5)，熔覆另一侧的所有齿面。
2、 按照权利要求1所述的直齿轮齿面激光自动熔覆的工艺方法，其特征 在于所述四轴激光加工机床是由三个形式相同、相互垂直的X轴(1)、 Y轴(2)、 Z轴(3)和一个转动轴A轴(4)构成；X、 Y、 Z轴(1、 2、 3)由丝杠 和导轨组成，丝杠与伺服电机相连，A轴(4)是由伺服电机通过变速齿轮带动 主轴转动，光筒(5)固定在Z轴(2)的端部。
3、 按照权利要求2所述的直齿轮齿面激光熔覆的工艺方法，其特征在于:所述四轴激光数控加工机床按下列流程图编制的程序进行自动熔覆<formula>see original document page 3</formula>
4、按照权利要求1~3之一所述的直齿轮齿面激光熔覆的工艺方法，其特征在于所述激光熔覆中采用同步送粉装置对齿面进行送粉，即利用可调电机(10)控制圆盘(9)转速，调节送粉量；料斗(8)中的粉末落在圆盘(9)上，当转到刮板(11)位置处被刮下，落在接料斗(12)中；利用高压的氮气或氩气(14)作为粉料输送的动力，通过软管(13)将粉末送至喷嘴(15)，喷射到 指定的位置。
全文摘要
本发明提供一种直齿轮齿面激光自动熔覆的工艺方法，首先，在激光熔覆前将齿轮装夹在四轴激光加工机床A轴4的夹盘上，对齿轮进行圆周找正，跳动值在0.1mm以内，然后调整齿轮一个齿的待加工齿面与激光光筒5移成90°夹角，再将激光光筒5移至齿根边缘处，调整光斑直径与起光位置；激光熔覆X轴1作直线往复运动，Y轴2在每熔覆一条后移动1.7～2.0mm，Z轴3保持不变直至一个齿面熔覆结束；A轴4旋转齿轮一个角度，＝360°/齿数，再熔覆下一个齿面，直至所有这一侧的齿面全部熔覆结束；再重新调整激光光筒5，熔覆另一侧的所有齿面。该方法的优点是工作效率高，熔覆质量好。
文档编号C23C24/00GK101205612SQ200610134959
公开日2008年6月25日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年12月22日
发明者房明亮, 李运强 申请人:沈阳大陆激光技术有限公司