一种适用于工件表面氮化改性的激光强化工作模块的制作方法

本发明属于表面强化的技术领域，具体而言，涉及一种适用于工件表面氮化改性的激光强化工作模块。

背景技术：

过渡金属氮化物(tmns)由于其优良的物理性质、导电性以及化学稳定性而受到广泛研究，其优秀的物化性质包括：高硬度、高熔点、耐磨以及耐腐蚀。过渡金属氮化物在机加领域被广泛应用于切削刀具和硬质涂层，而在工件表面强化方面，则常用作耐磨薄膜。例如：钛及钛合金将氮化钛用作工件表面保护层，大大提高了表面硬度，改善了耐磨性，有效延长了使用寿命。因此，过渡金属表面氮化改性十分具有发展潜力。

对于氮化物薄膜的形成机理，近年来，国内外研究人员采用离子束增强沉积(ied)、等离子氮化(pn)等方法，但这些方法都存在涂层厚度薄、结合度低、易于剥落等缺点。而凭借激光高单色性、高方向性，激光氮化逐步用于实现大型异形零部件表面改性，具有经济适用、变形可控、制备效率高、冶金结合强度高等优势。激光的高方向性决定了其在对异型零件氮化时需要保证激光聚焦方向及聚焦位置的五轴可调，因此，研究人员往往将光纤激光器末端聚焦装置固定于多轴机器人执行器部位实现该功能，然而激光氮化依赖于高温高压气氛，采用脉冲激光器虽然能很好的解决能量输入及频率控制问题，但是不具备光纤激光器光束的可绕灵活性，因此往往将其应用于二维形状零件及简单三维零件表面激光氮化，即固定激光光束位置，将工件置于多轴机器人末端执行器部位移动，但是高深径(宽)比工件内侧面则无法氮化兼顾。

因此，发展一种行之有效的适用于复杂零件全表面氮化需求的脉冲激光技术是当前激光氮化领域的热点。

技术实现要素：

鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于工件表面氮化改性的激光强化工作模块以解决高深径(宽)比工件内侧面淡化难题。

本发明所采用的技术方案为：一种适用于工件表面氮化改性的激光强化工作模块，该激光强化工作模块包括：

聚焦透镜，所述聚焦透镜沿z轴方向滑动设置且配设有驱动其滑动的ⅰ驱动件；

呈转动设置的反射镜片，所述反射镜片的转轴方向垂直于z轴方向，且反射镜片配设有驱动其转动的ⅱ驱动件；

入射光束经聚焦透镜聚焦后至反射镜片，通过ⅰ驱动件和ⅱ驱动件分别对聚焦透镜和反射镜片动态调整，使反射镜片的聚焦光斑动态聚焦于工件表面上；

保证动态聚焦环节对入射光束进行先聚焦然后角度反射，实现紧凑工件内部光斑位置调整及加工对象聚焦方向跟随，具体表现为：可实现原始激光束径尺寸≤φ50mm输入条件下聚焦镜空间动态聚焦功能，工作模块可以伸入内径尺寸(或内孔内接圆尺寸)≥φ120mm的工件内部，以完成侧壁氮化加工。

进一步地，所述ⅰ驱动件包括：

沿z轴方向布置的导向轴；

ⅰ快装座，所述ⅰ快装座上装有聚焦透镜，ⅰ快装座通过直线轴承滑动设于导向轴上，且ⅰ快装座上装有滚珠丝杠螺帽，滚珠丝杠螺帽装有与其配套的滚珠丝杠；

伺服电机，所述伺服电机通过联轴器与滚珠丝杠连接；

通过ⅰ驱动件的设计优化滚珠丝杠及导向轴布局，在聚焦透镜的直线运动作用下，实现固定导向下精密直线运动，进而在z向方向上动态聚焦。

进一步地，所述滚珠丝杠的一端装有固定侧支座且该端部与联轴器连接，滚珠丝杠的另一端装有支撑侧支座，滚珠丝杠采用单侧固定、单侧支撑方式，减小了丝杠变形，配合导向轴运动实现固定导向下精密直线运动。

进一步地，所述ⅱ驱动件包括：

ⅱ快装座，所述ⅱ快装座上安装反射镜片，且ⅱ快装座连接有驱动其转动的电机；

旋转编码器，所述旋转编码器与ii快装座同步转动连接；

通过采用分体式旋转编码器与电机的闭环控制，在满足空间紧凑需求的同时实现了对反射镜片精确转角控制的效果，当涉及对过渡曲面法线方向垂直氮化时，由于反射镜片自身具备旋转角度调整功能，只需调整反射镜片的角度即可，而常规末端聚焦方案需要在反射镜片的角度调整同时，对聚焦透镜进行联调，无疑增加了控制难度。

进一步地，所述激光强化工作模块还包括主架和罩于主架外部的密封罩，所述主架上装有所述ⅰ驱动件和ⅱ驱动件，密封罩与转接法兰直接连接完成该激光强化工作模块的整体保护。

进一步地，所述主架包括：

依次平行布置的转接法兰、a连接板、b连接板和c连接板，所述转接法兰、a连接板和b连接板上分别设有与聚焦透镜对应的透光通孔，且聚焦透镜布置于b连接板和c连接板之间；

多个平行布置的支撑柱，所述转接法兰、a连接板、b连接板和c连接板均套装于各个所述支撑柱上；

通过采用一体分层堆叠结构，实现了整体结构的高度紧凑。

进一步地，所述转接法兰处设有氮气喷管，通过氮气喷管对密封罩末端的出光孔形成保护屏障；以实现工作模块的自清洁功能，一方面对于聚焦镜及反射镜而言，可以实现清洁功能且避免灰尘吸附影响其光学特性及使用寿命；另一方面，出光口处形成了出光口气体保护屏障，防止氮化过程中溅射物对于工作模块内部的污染。

在本发明中还提供了一种适用于工件表面氮化改性的激光强化工作方法，该激光强化工作方法基于上述所述的适用于工件表面氮化改性的激光强化工作模块，该激光强化工作方法包括：

启动横向平动模块调整入射光束到达预定位置；

启动z轴升降模块驱动激光强化工作模块至预定位置；

经激光强化工作模块的ⅰ驱动件和ⅱ驱动件将入射光束动态聚焦到工件表面；

通过工件旋转或激光强化工作模块自旋转与z轴升降模块联动，以对工件表面均匀氮化；

该工作方法相比较于末端聚焦方案而言适用长焦透镜，导致由于运动绝对误差导致的误差区域能量差异性更小，更易实现光束精度控制。

进一步地，当工件表面为不变直径的平顺曲面时，通过z轴升降模块对工件表面的平顺曲面作法向氮化；

当工件表面为变直径的过渡曲面时，通过z轴升降模块与激光强化工作模块中ⅰ驱动件和ⅱ驱动件作三轴联动，对工件表面的过渡曲面作法向氮化。

进一步地，在所述激光强化工作模块内安装ccd相机，通过ccd相机实时监控各模块的运动状况，实现光学元件使用寿命实时监测。

本发明的有益效果为：

1.采用本发明所提供的适用于工件表面氮化改性的激光强化工作模块，实现在紧凑结构下各模块的高精度运动，能够合理优化光路、聚焦透镜及反射镜片三者之间的空间相对位置，可以满足聚焦透镜精密直线运动及反射镜片精确转动的功能；同样，对于控制精度而言，聚焦透镜焦距越长，运动绝对误差导致的误差区域能量差异性越小，更易实现工件表面均匀氮化。相较于采用常规末端聚焦方案，其焦距长度小于工件内部横向尺寸，而本方案在兼顾反射镜使用寿命、工作行程等因素情况下，理论上其焦距大小适应范围更广。

2.采用本发明所提供的适用于工件表面氮化改性的激光强化工作方法，更易实现功能拓展，当涉及对过渡曲面法线方向垂直氮化时，反射镜片自身具备旋转角度调整功能，只需调整反射镜角度即可，而常规末端聚焦方案需要在反射镜片角度调整同时，对聚焦透镜进行角度联调，无疑增加了控制难度；其次，通过工作模块绕中心轴线自旋转或激光氮化过程中工件自转，能够实现对工件表面的均匀氮化。

附图说明

图1是本发明所提供的适用于工件表面氮化改性的激光强化工作模块的整体结构示意图；

图2是镜后聚焦原理示意图；

图3是末端聚焦原理示意图；

图4是本发明所提供的适用于工件表面氮化改性的激光强化工作方法的工作状态示意图；

图5是镜后聚焦应用过程中的示意图；

图6是末端聚焦应用过程中的示意图；

附图中标注如下：

1-转接法兰，2-伺服电机，3-联轴器，4-固定侧支座，5-滚珠丝杠，6-滚珠丝杠螺帽，7-反射镜片，8-旋转编码器，9-支撑侧支座，10-c连接板，11-固定螺母，12-ⅱ快装座，13-电机，14-ⅰ快装座，15-聚焦透镜，16-直线轴承，17-导向轴，18-支撑柱，19-b连接板，20-固定底座，21-a连接板，22-工件，23-激光强化工作模块，24-z轴升降模块，25-横向平动模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

在本实施例中具体提供了适用于工件表面氮化改性的激光强化工作模块，其满足紧凑性设计原则，其工作范围更广。该激光强化工作模块23基于镜后聚焦原理，该工作原理如图2所示，模块对入射光束直接聚焦然后进行角度反射，聚焦透镜15的移动距离l2等于聚焦光斑的移动距离l1；

本实施例的技术方案相比较于采用常规的末端聚焦方案而言更具优势，末端聚焦方案的工作原理如图3所示，对入射光束直接进行角度调整，最后进行聚焦。

当进行工件22内部激光氮化时，工件22轴线方向应与模块激光入射方向平行，因此工件22内部横向尺寸是限制模块结构的最重要因素，在本实施例中，如图1所示，对激光强化工作模块23的设计如下：

激光强化工作模块23主要包括聚焦光学元件，与该聚焦光学元件相连的快速装卸固定座，与该聚焦光学元件适配的反射光学元件，与反射光学元件相连的快速装卸固定座，与两个快速装卸固定座相连接的整体支架。具体的，该激光强化工作模块23包括：主架、装于所述主架上的ⅰ驱动件和ⅱ驱动件、以及罩于主架外部的密封罩。

该激光强化工作模块23具有高度紧凑性，可以实现在小型工件22内部法向氮化；同时具备空间动态聚焦调整功能，可以实现内外曲面法向氮化，其具体设计如下：

①主架

主架包括依次平行布置的转接法兰1、a连接板21、b连接板19和c连接板10，所述转接法兰1、a连接板21和b连接板19上分别设有与聚焦透镜15对应的透光通孔，且聚焦透镜15布置于b连接板19和c连接板10之间；其中，转接法兰1为通用型设计，能够实现基于模块化设计的功能可拓展性，进而实现了激光氮化加工高自动化水平。

主架还包括多个平行布置的支撑柱18，所述转接法兰1、a连接板21、b连接板19和c连接板10均套装于各个所述支撑柱18上，以实现分别对转接法兰1、a连接板21、b连接板19和c连接板10的安装固定。

在本实施例中，由于转接法兰1、a连接板21、b连接板19均采用中间通孔式结构，保证与聚焦透镜15同轴配合，入射光束依次通过所述转接法兰1、a连接板21、b连接板19以及聚焦透镜15，直到反射镜片7完成角度的调整。

②聚焦透镜部分

聚焦光学元件对工件22轴线平行方向的入射光束直接完成聚焦，聚焦光学元件设为聚焦透镜15，所述聚焦透镜15沿z轴方向滑动设置且配设有驱动其滑动的ⅰ驱动件；ⅰ驱动件的设计如下：

在沿z轴方向上布置导向轴17，导向轴17的一端通过固定底座20连接于b连接板19上，另一端也通过固定底座20连接于c连接板10上。

将ⅰ快装座14通过直线轴承16滑动设于导向轴17上，通过直线轴承16与ⅰ快装座14相连，实现聚焦透镜15在z轴导向下作直线运动，且在ⅰ快装座14上装有聚焦透镜15；同时，为实现ⅰ快装座14的z向运动，在ⅰ快装座14上装有滚珠丝杠螺帽6，通过滚珠丝杠螺帽6与ⅰ快装座14相连，实现聚焦透镜15直线运动，且滚珠丝杠螺帽6装有与其配套的滚珠丝杠5，由滚珠丝杠5和滚珠丝杠螺帽6共同组成丝杠螺母副。优选的，对滚珠丝杠5的安装，将滚珠丝杠5的一端通过固定侧支座4装于b连接板19上且该端部与联轴器3连接，滚珠丝杠的另一端部通过支撑侧支座9装于c连接板10上，滚珠丝杠5采用单侧固定、单侧支撑方式，减小了丝杠变形。

在a连接板21上装有伺服电机2，所述伺服电机2通过联轴器3与滚珠丝杠5连接，以驱动聚光透镜在z轴方向上作升降运动。

通过a连接板21、b连接板19和c连接板10作为聚焦透镜15部分的固定基座，a连接板21与转接法兰1和伺服电机2相连，b连接板19与导向轴17的上端固定底座20和滚珠丝杠5的固定侧支座4相连，c连接板10与导向轴17的下端固定底座20和滚珠丝杠5支撑侧支座9相连，各个支撑柱18分别与a连接板21、b连接板19和c连接板10相固定连接，以此形成一体分层堆叠结构，实现了整体结构的高度紧凑。

③反射镜片部分

反射光学元件用于对未完全聚焦光束进行角度反射，实现长焦透镜使用下的紧凑型内部聚焦；反射光学元件为反射镜片7，反射镜片7呈转动设置且反射镜片7的转轴方向垂直于z轴方向，且反射镜片7配设有驱动其转动的ⅱ驱动件；ⅱ驱动件的设计如下：

在c连接板10上安装电机13，电机13的转轴上连接有安装ⅱ快装座12，所述ⅱ快装座12上安装反射镜片7，ⅱ快装座12通过键槽配合实现电机13的运动传递，且在电机13的驱动作用下，驱动反射镜片7作转动运动；同时，在反射镜片7的另一端连接有旋转编码器8，所述旋转编码器8与ii快装座12同步转动连接，间接实现与反射镜片7同步转动连接，在实际应用时，旋转编码器8与ⅱ快装座12相连并作同步转动，旋转编码器8通过键槽配合实现ⅱ快装座12的旋转角度采集，在旋转编码器8的作用下，实时监测反射镜片7的旋转角度。其中，设计ⅱ快装座12安装发射镜片主要是用于实现光学元件快速更换。

通过c连接板10为反射镜片7部分提供固定支撑，c连接板10分别与电机13及旋转编码器8相固定。

基于上述几部分的激光强化工作模块23，其工作时，入射光束经聚焦透镜15聚焦后至反射镜片7，通过ⅰ驱动件和ⅱ驱动件分别对聚焦透镜15和反射镜片7动态调整，使反射镜片7的动态聚焦于工件22表面上。

为进一步提升该激光强化工作模块23的可靠性和使用寿命，设计气体保护的自清洁系统，实现了光学元件的自动清洁以及装置自身的溅射物防护功能，包括用作整体外部防护的密封罩和用作吹拂清洁的氮气喷管。

密封罩与转接法兰1相固定，使得该激光强化工作模块23的整体只留有转接法兰1处透光通孔以及密封罩末端出光口处通孔两处贯通处。

所述转接法兰1处设有氮气喷管，将氮气喷管安装于转接法兰1处通孔位置，氮气气流依次吹过a连接板21、b连接板19、聚焦透镜15和反射镜片7，并从密封罩的出光口处排出。

由于气流导向保证减少光学元件表面颗粒物吸附，实现光学元件自清洁。安装氮气喷管能够实现激光强化工作模块23的自清洁，一方面对于聚焦透镜15及反射镜片7而言，可以实现清洁功能，避免灰尘吸附影响其光学特性及使用寿命；另一方面对密封罩末端的出光口处形成了气体保护屏障，防止氮化过程中溅射物对于激光强化工作模块23内部的污染。

密封罩在接入氮气喷管后会在出光口处形成单向气流，即在出光口位置形成气体保护屏障，用以实现颗粒溅射物从出光口处进入激光强化工作模块23污染光学元件。

上述所提供的激光强化工作模块23是基于镜后聚焦原理的光路系统，将镜后聚焦原理应用到脉冲激光氮化领域。激光强化工作模块23对入射光束直接聚焦然后进行角度反射，该方式可以实现工件22内部聚焦氮化，工作原理为：

入射光束与转接法兰1的轴线重合，入射光束通过转接法兰1的透光通孔进入到激光强化工作模块23的内部，依次穿过a连接板21、b连接板19，直到聚焦透镜15，聚焦透镜15在竖直方向将其直接聚焦，未完全聚焦的光束到达反射镜面后，从出光口处反射至工件22内壁，通过聚焦透镜15调整动态聚焦以及反射镜片7的转角调整，使得聚焦光斑位于工件22表面上，并且反射后光束方向与工件22法线重合，进而保证法向氮化。

本实施例所提供的激光强化工作模块23，其在实际应用时的安装过程为：

通过转接法兰1可将工作模块固定于xyz光束平动出光口处，便可构建完整的激光工作系统；

将伺服电机2固定于a连接板21上，通过联轴器3与滚珠丝杠5相连；滚珠丝杠5上端采用固定侧支座4，下端采用支撑侧支座9，固定于b连接板19和c连接板10之间；导向轴17的上下端均采用固定底座20固定于b连接板19和c连接板10之间；聚焦镜片安装于ⅰ快装座14上；ⅰ快装座14的一端安装滚珠丝杠螺帽6，另一端安装直线轴承16，实现固定导向下的精密直线运动；

反射镜片7安装于ⅱ快装座12上；ⅱ快装座12的一端与固定于c连接板10上的电机13通过键槽实现运动传递，另一端与同样固定于c连接板10的旋转编码器8通过键槽实现转动角度采集；

最后，将密封罩与转接法兰1直接连接完成激光强化工作模块23的整体保护。

实施例2

在本实施例中具体提供了适用于工件22表面氮化改性的激光强化工作方法，该激光强化工作方法基于上述所述的适用于工件表面氮化改性的激光强化工作模块，如图4所示，该激光强化工作方法的设计原理如下：

考虑到工件22内部有多种形式曲面，即在满足角度调整的同时应当增加动态聚焦功能，配置该功能的两种方案应用原理对比如图5和图6所示，对于结构紧凑性而言，la明显大于lb，常规方案将动态聚焦调整机构放置于限制模块结构的工件22横向尺寸方向上，而本实施例的方案则将动态调整机构转移到不受尺寸限制的工件22轴线方向，因此本实施例的更适用于高深径(宽)比工件22内表面氮化加工。具体表现为：可以实现原始激光束径尺寸≤φ50mm输入条件下聚焦镜空间动态聚焦功能，激光强化工作模块23可以伸入内径尺寸(或内孔内接圆尺寸)≥φ120mm的工件22内部，完成侧壁氮化加工。当需要对旋转体工件内侧面进行法向氮化时，该激光强化工作方法包括：

s1：启动横向平动模块25调整入射光束到达预定位置；

s2：启动z轴升降模块24驱动激光强化工作模块23伸入至工件22内部，且确保激光强化工作模块23入口的入射光束与工件22的轴线平行；

s3：经激光强化工作模块23的ⅰ驱动件和ⅱ驱动件将入射光束动态聚焦到工件22表面，基于两轴联动的空间动态聚焦系统，用以满足工件22内部有变径过渡面或者自由曲面等多种形式曲面法向氮化需求。

当工件22表面为不变直径的平顺曲面时，激光强化工作模块23的中ⅰ驱动件(z向动态聚焦)和ⅱ驱动件(反射镜角度调整)动态调整，使得激光光束最佳状态下聚焦到工件22表面上，再通过z轴升降模块24作升降运动对工件22表面的平顺曲面作法向氮化；

当工件22表面为变直径的过渡曲面时，当运动到过渡区时，通过z轴升降模块24与激光强化工作模块23中ⅰ驱动件(z向动态聚焦)和ⅱ驱动件(反射镜角度调整)作三轴联动，对工件22表面的过渡曲面作法向氮化。

在此过程中，聚焦镜直线运动系统(即ⅰ驱动件部分)通过控制聚焦镜在其轴线方向移动实现聚焦光斑实时跟踪起伏曲面；反射镜偏转系统(即ⅱ驱动件部分)通过控制反射镜绕特定轴线位置旋转实现光路末端聚焦方向与曲面法线一致。

其中，聚焦镜直线运动系统(即ⅰ驱动件部分)用作焦距动态距离补偿，聚焦镜直线运动系统包括直线运动装置及导向装置，所述直线运动装置包括伺服电机2、同时与伺服电机2以及滚珠丝杠5相连的联轴器3，负责直线运动传递的滚珠丝杠5及滚珠丝杠螺帽6，与滚珠丝杠5上端相连的固定侧支座4以及与滚珠丝杠5下端相连的支撑侧支座9；所述导向装置包括导向轴17，与导向轴17配合运动的直线轴承16，与导向轴17两端相连的固定底座20。

反射镜偏转系统(即ⅱ驱动件部分)用作焦距动态角度补偿，反射镜偏转系统包括电机13，与电机13相连的ⅱ快装座12，与ⅱ快装座12相连的旋转编码器8。将电机13与旋转编码器8闭环控制，满足高分辨转角控制需求。

s4：通过工件22旋转或激光强化工作模块23自旋转与z轴升降模块24联动，以对工件22表面均匀氮化，在实现工件22的内圆柱面螺旋均匀氮化时，z向动态聚焦系统与反射镜调整系统均保持固定。其中，若为工件22旋转实现联动，则通过在激光氮化过程中使用工件转台；若为激光强化工作模块23自旋转实现联动，通过转接法兰1与中空型转台或者旋转机构同轴装配，实现了整体激光强化工作模块23绕光束中心的自旋转加工，进而通过转接法兰1与中空型转台或旋转机构配合实现工激光强化作模块绕转接法兰1的中心轴线旋转，由此可以替代激光氮化过程中工件转台的使用。

参考上述，当需要对旋转体工件外侧面进行法向氮化时，同样通过横向平动模块25带动z轴升降模块24到达工件22外部预先位置，其次，z轴升降模块24带动激光强化工作模块23运动到氮化起始位置，对于外圆柱面以及过渡面的氮化原理则与内部氮化过程相同，此处不再赘述。

在实际应用中，可在所述激光强化工作模块23内安装ccd相机，通过ccd相机实时监控各模块的运动状况，实现光学元件使用寿命实时监测。具体的，在转接法兰1的内部安装ccd相机，用以监控模块内各运动组件的工作状况，同时，ccd相机也可用于监控光学元件使用状态，在达到使用寿命之前及时通过光学元件快速装卸固定座完成更换。

基于上述的激光强化工作方法，该工作方法在满足常规的高深径比旋转体工件内外侧面氮化需求的同时，还支持对高深宽比非旋转体工件内外侧法向氮化。考虑到工件22横向截面为封闭式自由曲线，因此在氮化过程前期，需要针对工件22设计好整体加工程序，内外侧面氮化过程中则需要在旋转体工件氮化基础上实时调整z向动态聚焦系统，满足非旋转体工件进行动态聚焦的要求。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。