专利名称：激光淬火机床的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械工程领域中的工作母机制造技术。这种工作母机(激光淬火机床)是用来对工件表面进行淬火处理的。
近十年来，激光淬火技术在国外已应用到汽车发动机的修理和生产上，美国通用汽车公司，意大利菲亚特汽车公司，日本丰田汽车公司都已经把激光淬火技术应用在汽车生产线上，具体技术情况没有公开报导。国内也开始了这方面的应用。然而使用的设备多采用别的机床拼凑改装而成的。
本实用新型的目的是把申请人的新颖设计方案用到激光淬火设备上，使之成为高技术专用淬火机床，从而优化加工质量，提高生产效率，并扩大加工范围，降低制造成本。
本实用新型的目的是这样实现的它是由激光发生器，机床主体和动力控制系统组成的专用淬火机床，其特征是；1.一种专门为激光淬火而设计，制造的机床a.机床主体为板件，型钢焊接结构，即机床主体由焊接组件组成。
b.SG－71型平面双包蜗轮付作为机床传动主要部件(包括升降运动和回转运动)。
c.两套变频调速电机系统提供回转运动和升降运动的动力。
d.微型电子计算机控制两套变频调速电机系统的运动。
2.水平运动滑道使激光头除了能作升降运动之外，还能在水平方向移动。
3.大型止推轴承用来对回转工作台作轴向支撑。
4.空心升降丝杠，作为激光头的传动部件，同时又作为激光沿直光路的通道。
本实用新型的优点是它使拼凑的激光淬火设备成为正规的淬火机床，提高了自动化操作水平，可以优选加工方案，从而提高了淬火质量和工作效率，扩大了淬火工作范围。对重量大，体积大的工件及外表面淬火的工件都能适用，新颖的结构显著地降低了设备的制造成本。
图1.是本实用新型的结构和原理方框图，其中(1)；(2)镀金反射镜(3)升降丝杆(4)；(5)径向定心轴承(6)丝母(7)SG－71型蜗轮付(8)调频变速电机(9)机身上的平移底板(10)回转盘(11)大型止推轴承(12)底座(13)；(14)向心轴承(15)SG－71蜗轮(16)SG－71蜗杆(17)调频电机系统(18)滚子(19)偏心轮机构(20)机身
以下结合附图对本实用新型最佳实施例进行描述如图(一)所示由激光器发出的激光束经反射镜1转向下方，经空心丝杠3孔中聚焦镜聚焦，再经反射镜2后沿水平方向射向淬火工件。
由于使用空心丝杠3作为上下往复运动载体代替通常的动力滑台或滑块导轨结构，使这部分重量由百十公斤减到几公斤。从而使传动动力减小，不但节约能源，而且使整个系统体积，重量减小，以便于整个系统的横向移动，而这个特点正是扩大机床淬火范围，加工轴类工件所必需的。
由于激光在丝杠空心孔中传播，丝杠本身起防护套的作用，而且由于有外径定心轴承4和5，又由于激光头直接和丝杠联接，使升降获得比较准确的运动精度。并使升降行程为目前激光淬火设备的1.5倍。丝杠只有升降运动。丝母6在蜗轮7的带动下旋转，蜗杆则和电机轴直接相联。把SG－71型蜗轮付(7，6)用在激光淬火机上是为了获得比一般蜗轮付高的机械效率(约90％)和比一般蜗轮付大的变速比。它和调频变速电机8配合使用，后者具有较宽的无级调速范围，这样就使得平常1440rpm的电机最高能达到3500rpm，而且在不使用任何变速箱的情况下，丝杠母的最低转速能达到2rpm。调频调速系统的控制信号正好适合于用微机控制，这样淬火机操作人就可以通过微机来操作淬火工作，并且把预设的扫描图形先在微机屏幕上显示修改，定案后让机器去执行，并且可以把成熟的工艺存入微机作为典型工艺，以备今后选用，还可以把有关资料，图形及机床工作记录，用打印方式输出。激光头(上述的整个系统包括1－8)可在机架底板上平移，使光束中心和底座回转盘中心离开，这样就使得在此种机床上不增加任何动力装置就可以进行轴类工件(包括曲轴、凸轮轴)的外表面淬火。
回转工作台需承受很重的工件(发动机缸体)并且以极慢的速度转动(最慢可达2rpm)因此低速爬行问题时有发生，为此我们制作了大型止推轴承11作为回转盘10和底座12之间的运动支撑，并用两个向心轴承13、14作为回转主轴的径向定心。这样就把原来的滑动摩擦变为滚动摩擦，而有效地避免了低速爬行，又由于回转盘用止推轴承支撑，有效地提高了回转工作台的刚性和轴向定位精度，大幅度提高了回转盘承重能力(比目前的回转盘承载能力提高2倍以上)回转盘主轴是通过SG－71蜗轮付15、16和调频电机系统17连接，如上所述得到极高的变速比和极大的无极调速范围，并将整个系统置于微型电子计算机控制之下，由于升降运动和回转运动都在电子计算机管理之下工作，所以操作者可以在计算机屏幕上设计所需要的扫描淬火的各种螺旋线，网纹，正弦曲线或其它形状的扫描图形。
一般发动机箱体重数十公斤，用人力或起重机械运到回转工作台及在回转工作台上移动定位，都是十分费劲的，我们附加了斜面滚道，操作者可以轻轻地把发动机箱体推上回转工作台，回转工作台上装有二排滚子18(如图2－a所示)，滚子是带万向节的，所以能在纵横两个方向转动，操作者可以轻轻地，任意地在回转工作台上移动缸体(只需要目前滑动摩擦力的百分之一)，工作位置对准后，只要操纵滚子下方的偏心轮机构19，滚子下降，回转工作台直接支撑工件(如图2－b所示)就可以淬火了。
使用上述机构，不但大幅度减少操作者的劳动强度，提高工效，而且显著地提高了加工精度。
根据此种机床，制造批量小，没有很高几何精度要求的特点，机身(20)采用板件焊结，缩短了制造工期，节省了材料，降低了成本。
权利要求1.一种由激光发生器，机床主体和动力控制系统组成的专用淬火机床，其特征是a.机床主体为板件，型钢焊接结构，即机床主体由焊接组件组成。b.SG-71型平面双包蜗轮付作为机床传动主要部件(包括升降运动和回转运动)。c.两套变频调速电机系统提供回转运动和升降运动的动力。d.微型电子计算机控制两套变频调速电机系统的运动。
2.如权利要求(1)所述的专用淬火机床，激光头具有水平运动滑道，使之除了能作升降运动外，还能在水平方向移动。
3.如权利要求(1)所述的专用淬火机床，用大型止推轴承对回转工作台作轴向支撑。
4.如权利要求(1)所述的专用淬火机床，其空心升降丝杠，作为激光头的传动部件，同时又作为激光铅直光路的通道。
专利摘要本实用新型属于机械工程领域中的工作母机制造技术。它能优化激光淬火加工质量，提高生产效率，扩大加工范围，降低制造成本。
机床主体为板件，型钢焊接结构。SG-71型平面双包蜗轮副作为机床传动主要部件。两套变频调速电机系统提供回转运动和升降运动的动力。微型电子计算机控制两套变频调速电机系统。
文档编号C21D1/09GK2167097SQ9222960
公开日1994年6月1日 申请日期1992年8月7日 优先权日1992年8月7日
发明者蔡一坤, 李重 申请人:蔡一坤