专利名称：齿圈齿面激光硬化模型的制作方法
专利说明 技术领域 本实用新型涉及一种齿圈齿面激光硬化模型，属于汽车零件加工方法。
背景技术 齿圈是汽车等产品减速、变速机构中的重要零件，如汽车轮边减速桥齿圈、汽车变速器齿圈等。减速、变速机构中各零部件之间的配合精度要求高，不能产生偏载。其中关键部件齿圈加工要求精度高，热处理变形小，具有适当强度和高的表面硬度。但齿圈属大尺寸薄壁零件，加工及热处理的难度较大，其中最突出的问题就是热处理变形大，且很难控制，造成齿圈尺寸超差，影响其产品质量及使用性能。
发明内容 本实用新型的目的在于提供一种齿圈齿面激光硬化模型，是以高能量聚焦激光束快速扫描工件，使被照射的金属或合金表面温度以及快速度升高到相变点以上，激光束离开被照射部位时，由于热传导作用，处于冷态的基体使其迅速冷却而进行自冷淬火，得到较细小的硬化层组织，其处理变形小；强化了齿圈表面，解决了常规热加工工艺所面临的齿圈变形大的难题。
本实用新型的技术方案是这样实现的一种齿圈齿面激光硬化模型，其特征在于齿圈的每个齿两侧面及其齿顶上有激光硬化层，激光硬化层长度(L)为20～150mm；激光硬化层宽度(W)为2～12mm；齿侧面激光硬化层中心距齿顶线距离为W/2；齿侧面激光硬化层表面积占齿侧面表面积比(L范围内)为10％～100％；激光硬化层深(D)为0.1～1.0mm；齿尖附近的齿顶处激光硬化带宽度(W1)为＜3D/4。
本发明的积极效果是提高了齿圈的每个齿两侧齿面节圆及其附近表面与行星齿轮等齿面啮合时，要求有较高的硬度和耐磨性，将齿圈齿面进行局部、选择性激光硬化处理，形成一定硬化模型的激光处理硬化带，达到提高表面硬度的目的，同时由于激光淬火自身的特点，齿圈的淬火变形很小，完全满足设计及生产技术要求；钢铁材料激光淬火都具有明显的硬化效果，齿圈的材料主要有45钢和42CrMo等，其激光硬化处理的表面硬度可达672HV0.2(58.5HRC)以上，满足齿圈硬化技术要求；由于齿圈是每个齿的一定长度和宽度的侧表面与行星齿轮等啮合，因此，其激光处理硬化带的尺寸及其分布(激光处理硬化模型)很重要，同时也需采用特定技术方法，在齿圈表面形成所需硬化模型的激光处理硬化带。
图1齿圈表面激光淬火带示意图 图2齿圈激光硬化层横截面示意图 具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的描述如图1、2所示，一种齿圈齿面激光硬化模型，其特征在于齿圈的每个齿两侧面及其齿顶上有激光硬化层，激光硬化层长度(L)为20～150mm；激光硬化层宽度(W)为2～12mm；齿侧面激光硬化层表面积占齿侧面表面积比(L范围内)为10％～100％；激光硬化层深(D)为0.1～1.0mm；齿尖附近的齿顶处激光硬化带宽度(W1)为＜3D/4。
其具体处理方法如下(1)将齿圈置于回转工作台卡具上，齿长方向垂直于回转工作台台面；(2)齿圈上端放置挡光圈；(3)合理匹配激光功率400-4000W、激光束扫描速度10-80mm/min、聚焦镜焦距(200-800mm)、离焦量绝对值＜80mm、保护气可是氩气和氮气等激光硬化处理参数；(4)导光筒中心偏离齿圈中心；(5)激光束以20-60°角入射至齿圈齿侧处理表面；(6)导光头上下移动，配之以回转台周期性小角度分度回转；(7)光拦一次开关，完成齿圈所有齿面的激光硬化处理。
权利要求1、一种齿圈齿面激光硬化模型，其特征在于齿圈(1)的每个齿两侧面及其齿顶上有激光硬化层(2)，激光硬化层长度(L)为20～150mm；激光硬化层宽度(W)为2~12mm；齿侧面激光硬化层表面积占齿侧面表面积比L范围内为10％~100％；激光硬化层深(D)为0.1~1.0mm；齿尖附近的齿顶处激光硬化带宽度(W1)为＜3D/4。
专利摘要本实用新型涉及一种齿圈齿面激光硬化模型，属于汽车零件加工方法。其齿圈的每个齿两侧面及其齿顶上有激光硬化层，激光硬化层长度(L)为20～150mm；激光硬化层宽度(W)为2～12mm；齿侧面激光硬化层表面积占齿侧面表面积比(L范围内)为10％～100％；激光硬化层深(D)为0.1～1.0mm；齿尖附近的齿顶处激光硬化带宽度(W1)为＜3D/4。提高了齿圈的每个齿两侧齿面与行星齿轮齿面啮合时的硬度和耐磨性，同时由于激光淬火自身的特点，齿圈的淬火变形很小，完全满足设计及生产技术要求。
文档编号F16H55/06GK201129429SQ20072009423
公开日2008年10月8日 申请日期2007年8月17日 优先权日2007年8月17日
发明者郑培和, 伟 魏, 远 姚, 明 陈, 孔晓丽, 喻皓淳, 孔德举, 芳 秦 申请人:中国第一汽车集团公司