专利名称：新型内孔表面激光强化扫描轨迹机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型内孔表面激光强化扫描轨迹机，它属于机械领域。
背景技术：
内孔表面激光强化处理对激光扫描轨迹在不同的区段有不同的要求，而且要求扫描轨迹的形状和范围能按需要由用户自行设定，实现扫描轨迹。在现有设备上工件内孔表面激光强化处理的合成扫描轨迹大多由工作台完成旋转运动，而由激光束完成升降运动来共同完成。由工作台完成旋转运动，对于象气缸体之类零件在处理不同缸孔旋转时会产生很大的不平衡质量。这不仅限制了扫描速度以及速度稳定性的提高，而且对激光强化处理质量和扫描轨迹的精确度带来不良影响。
发明内容
针对上述缺陷，本实用新型需要解决的技术问题是在应用本发明人申请号为01252856.0的专利基础上，再提供一种旋转装置就可以把扫描轨迹做成统一由激光束来完成直线位移和旋转位移的合成扫描轨迹，达到对工件内表面强化处理的要求。这样就可以制成适应各种不同使用需要的内孔表面激光强化的扫描轨迹机，为形成独立的产品准备了条件。
本实用新型解决技术问题的技术方案如下新型内孔表面激光强化扫描轨迹机，它包括导光系统、水冷却及气流保护装置、升降装置、平衡装置，其特征是还包括由固定支承板10上的步进电机6′、固定在步进电机6′轴端的伞齿轮24、固定在蜗杆25轴端的伞齿轮24′、靠两侧轴承座26、26′支撑的蜗杆25、固定在导光主轴11上的蜗轮27组成的旋转装置。
与现有的技术相比，本实用新型的优点是(1)实现了在水冷却和气流保护下激光束完成扫描轨迹，达到对工件内表面强化处理的要求；(2)减小了转动惯量使扫描速度可以提高，为充分发挥内孔表面激光强化处理的优越性，提供了实现的条件；(3)合理的结构设计使高速扫描运动下实现精确的轨迹形状为控制系统提供了实现的基础；(4)为开发独立的内孔表面激光强化处理的扫描轨迹部件或装置，提供了实现的条件。
图1为新型内孔表面激光强化扫描轨迹机的示意图图1中 A-激光束 1-滑轮2-同步传动带3、3′-同步带轮 4-钢索5-滚珠丝杠6、6′-步进电机 7-滚动轴承8-聚焦镜9-轴承座10-支承板 11-导光主轴12-锥形支承 13-端面螺母 14-滑块15-直线导轨 16-滚动螺母 17-平衡重锤18-进水管19-出水管 20-进气管21-反射镜22-喷咀 23-工件图2为K向视图图2中24、24′-伞齿轮 25-蜗杆 26、26′-轴承座27-蜗轮具体实施方式
请参阅图1和图2所示，结合附图和实施例对本实用新型的导光系统、水冷却及气流保护装置、升降装置、平衡装置和其特征部分的旋转装置作进一步描述如下导光系统导光主轴11的顶部进入激光束A经内部的聚焦镜8和下端的反射镜21从喷咀22射出，聚焦在工件内表面形成光斑，在导光主轴11作旋转和升降运动时实现激光束A对工件内表面的扫描轨迹，达到强化处理的要求。
水冷却及气流保护装置采用了专利申请号为01252856.0的水冷却及气流保护装置，由进水管18导入冷却水，出水管19导出吸热后的水，进气管20引入压力气体(可以是空气或隋性气体，压力为0.4～0.6MPa)，水冷却能对导光主轴11在旋转运动的情况下实现对聚焦镜8和反射镜21的水冷却保护，气流保护则是为了防止在激光强化处理时工件表面溅射出的物质对聚焦镜8和反射镜21的污染，有利于激光束A的传输及加工效能。
升降装置支承板10左侧的垂直面上安装直线运动导轨的滑块14，滑块14夹持在直线导轨15上，由直线导轨15承担支承板10上的负载，支承板10中装有锥形支承12，与滚动螺母16的球头配合，调节锥形支承12的端面螺母13可消除与球头配合的间隙，当步进电机6驱动，其轴端固定同步带轮3经同步传动带2带动固定在滚珠丝杠5轴端的同步带轮3′，传动滚珠丝杠5转动，使滚动螺母16的球头带动支承板10作升降运动，通过上下限位器控制行程的极限位置。
平衡装置为了使升降运动灵活，减小运动系统的负载和反向时的惯性，通过平衡重锤17和滑轮1、钢索4等平衡支承板10上的全部负载，实现了激光束扫描轨迹在40mm/s或更大一些速度下达到精确形状的要求。
旋转装置导光主轴11的旋转轴支承在滚动轴承7上，滚动轴承7安装在轴承座9上，轴承座9用螺钉固定在支承板10上，固定在支承板10顶面上以驱动导光主轴11旋转的步进电机6′，通过固定在步进电机6′轴端的伞齿轮24传动固定在蜗杆25左侧轴端的伞齿轮24′使由两侧轴承座26、26′支撑的蜗杆25回转，然后由蜗杆25推动固定在导光主轴11上的蜗轮27至使导光主轴11作旋转运动。
本机所述的伞齿轮24，24′、蜗杆25可采用钢质或尼龙材料，轴承座26，26′可采用钢质材料，蜗轮27可采用铜质材料。
本机可适用于气缸体(套)内孔表面的激光强化处理设备和专用机床。
权利要求1.新型内孔表面激光强化扫描轨迹机，它包括导光系统、水冷却及气流保护装置、升降装置、平衡装置，其特征是还包括由固定在支承板(10)上的步进电机(6′)、固定在步进电机(6′)轴端的伞齿轮(24)、固定在蜗杆(25)轴端的伞齿轮(24′)、靠两侧轴承座(26)，(26′)支撑的蜗杆(25)、固定在导光主轴(11)上的蜗轮(27)组成的旋转装置。
2.根据权利要求1所述的新型内孔表面激光强化扫描轨迹机，其特征是所述的伞齿轮(24)，(24′)、蜗杆(25)可采用钢质或尼龙材料，轴承座(26)，(26′)可采用钢质材料，蜗轮(27)可采用铜质材料。
专利摘要本实用新型涉及一种新型内孔表面激光强化扫描轨迹机,它包括导光系统、水冷却气流保护装置、升降装置、平衡装置,其特征是还包括由固定在支承板上的步进电机,固定在步进电机轴端的伞齿轮,固定在蜗杆轴端的伞齿轮,靠两侧轴承座支撑的蜗杆,固定在导光主轴上的蜗轮组成的旋转装置,它属于机械领域,该机可以把扫描轨迹做成统一由激光束来完成直线位移和旋转位移的合成扫描轨迹,达到对加工工件内表面强化处理的合理要求,从而提高了激光强化处理的速度和质量,可适用于气缸体(套)内孔表面的激光强化处理设备和专用机床。
文档编号B23K26/34GK2491172SQ0125296
公开日2002年5月15日 申请日期2001年8月9日 优先权日2001年8月9日
发明者张光钧, 陈昌锡, 谢卫华, 曹永上, 柴洪钧, 戴建强, 奚文龙, 邹昌谷, 王慧萍 申请人:上海工程技术大学