專利名稱：基于激光熔覆的再制造加工系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及利用激光熔覆技術修復磨損、破損失效工件的再制造系統，屬于磨損、破損失效工件的再制造技術領域。
背景技術：
重型機械、汽車、內燃機行業存在許多蘊含巨大潛能的、適合再制造的報廢、失效零部件，激光熔覆可以有效的對磨損、破損部位進行修復，修復后的零部件尺寸、外形等精度無法達到新品要求，往往需要對激光熔覆修復部位進行加工。激光熔覆是以不同的添料方式在被熔覆基體表面上放置被選擇的涂層材料經激光輻照使之和基體表面一薄層同時熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低、與基體成冶金結合的表面涂層，從而達到表面改性或修復的目的，既滿足了對材料表面特定性能的要求，又節約了大量的貴重金屬。目前，激光熔覆技術多為對回轉體零件進行外圓旋轉熔覆，平面類零件三維磨損、破損部位熔覆修復難以進行；激光熔覆層多使用磨床進行磨削加工，工件移動費時費力，且磨削加工效率低。

發明內容
本發明針對現有對工件的激光熔覆層進行加工技術存在的工件移動費時費力、力口工效率低等不足，提供一種操作方便、加工效率高的基于激光熔覆的再制造加工系統，該系統能夠實現不同類零件、復雜磨損、破損部位的自動激光熔覆修復及激光熔覆層的高精度、低應力加工，達到磨損、破損失效零部件從修復到再制造的目的。本發明的基于激光熔覆的再制造加工系統，通過如下技術方案實現該基于激光熔覆的再制造加工系統，包括機座、激光器、光路傳輸裝置、光路運動機構和加工裝置；機座上設置有激光器和光路運動機構，激光器的前方設置有光路傳輸裝置，光路傳輸裝置安裝在光路運動機構上，加工裝置包括加工座和旋轉升降工作臺，加工座與機座連接為一體，加工座上設置有帶卡盤的主軸和導軌，導軌上安裝有刀架和尾座，刀架與設置在加工座上的進給機構連接，旋轉升降工作臺設置在加工座內。應用時，將工件裝夾在主軸卡盤上或放置到旋轉升降工作臺上。通過激光器產生激光，由光路傳輸裝置將激光束照射到工件表面進行激光熔覆，光路運動機構實現激光束的運動。激光熔覆后的工件通過加工裝置的刀架利用刀具進行激光輔助加工。本發明將激光熔覆修復和激光熔覆層加工集成為一個再制造系統，利用激光軌跡控制實現多類零件、復雜磨損、破損部位的激光熔覆修復，在不拆卸工件情況下，利用激光輔助加工、硬切削加工技術完成對熔覆層的機械加工，實現零部件從修復到加工再制造的自動化。本發明實現了零部件磨損、破損部位自動激光熔覆、熔覆層機械加工，減小了人力勞動，提高了激光熔覆效率及熔覆層加工效率，提高了磨損、破損失效零部件再制造生產率。


附圖是本發明基于激光熔覆的再制造加工系統的結構原理示意圖。其中1、激光器,2、第一光路傳輸裝置,3、光路縱向移動機構,4、光路橫向移動機構，5、光路升降移動機構，6、加工座，7、主軸卡盤，8、旋轉升降工作臺，9、刀架，10，尾座，11、機座，12、第二光路傳輸裝置。
具體實施例方式如附圖所示，本發明的基于激光熔覆的再制造加工系統主要包括機座11、激光器1、光路傳輸裝置、光路運動機構和加工裝置。機座11的一側設置有激光器1，激光器I的前方設置有光路傳輸裝置，光路傳輸裝置安裝在光路運動機構上。光路傳輸裝置用于將激光器I的光束引到工件需要熔覆的位置處，包括水平傳輸激光光束的第一光路傳輸裝置2和豎直傳輸激光光束的第二光路傳輸裝置12。第一光路傳輸裝置2位于激光器I的正前方，激光器I發出的激光束經第一光路傳輸裝置2轉換90度后引向第二光路傳輸裝置12,第二光路傳輸裝置12將激光束轉換為向下的豎直方向。光路傳輸裝置米用平反鏡與聚焦鏡相結合的結構對激光光路進行傳輸，為常規通用激光光路傳輸技術。光路運動機構包括縱向移動機構3、橫向移動機構4和升降移動機構5，橫向移動機構4安裝在縱向移動機構3上，升降移動機構5安裝在橫向移動機構4上，各個移動機構可以采用現有機床上常用的絲杠螺母副移動機構，也可以米用其它移動機構。第一光路傳輸裝置2安裝在橫向移動機構4,可隨橫向移動機構4 一起在縱向移動機構3的帶動下縱向移動。第二光路傳輸裝置12安裝在升降移動機構5上，可隨升降移動機構5 —起在橫向移動機構4的帶動下橫向移動，也可在升降移動機構5的帶動下上下移動。這樣就實現了激光束的三維移動。加工裝置包括加工座6和旋轉升降工作臺8。加工座6與機座11連接為一體，并位于機座11的前方。加工座6上設置有主軸7和導軌，導軌上安裝有刀架9和尾座10，刀架9與設置在加工座6上的進給機構連接。主軸7上安裝有卡盤，尾座10上帶有頂針。旋轉升降工作臺8設置于加工座6中部的空檔處，位于主軸7和尾座10之間。上述基于激光熔覆的再制造加工系統的應用過程如下所述對于回轉體工件，將工件裝夾在主軸7的卡盤上，對于非回轉體工件可放置到旋轉升降工作臺8上。通過激光器I產生激光，由光路傳輸裝置將激光束照射到工件表面進行激光熔覆，激光束的運動由光路運動機構實現。工件的轉速及升降由控制面板控制。通過激光束的縱向運動、激光束橫向、激光束升降、工件在主軸上的轉動以及工件在旋轉升降工作臺8上的轉動和上下移動，或這些運動的自由組合，實現多類零件、復雜磨損、破損部位的激光熔覆修復。經過激光熔覆的工件，可仍由主軸卡盤I夾持,將激光照射到工件表面，由刀架9利用刀具進行激光輔助加工。對于具有特殊物理、化學性能不適合進行激光輔助加工的工件，可通過刀架9更換不同規格的刀具進行硬切削加工，達到激光熔覆層高精度、高質量切削加工的目的，實現激光熔覆再制造。
權利要求
1.一種基于激光熔覆的再制造加工系統，包括機座、激光器、光路傳輸裝置、光路運動機構和加工裝置；其特征是機座上設置有激光器和光路運動機構，激光器的前方設置有光路傳輸裝置，光路傳輸裝置安裝在光路運動機構上，加工裝置包括加工座和旋轉升降工作臺，加工座與機座連接為一體，加工座上設置有帶卡盤的主軸和導軌，導軌上安裝有刀架和尾座，刀架與設置在加工座上的進給機構連接，旋轉升降工作臺設置在加工座內。
全文摘要
本發明提供一種基于激光熔覆的再制造加工系統，包括機座、激光器、光路傳輸裝置、光路運動機構和加工裝置；機座上設置有激光器和光路運動機構，激光器的前方設置有光路傳輸裝置，光路傳輸裝置安裝在光路運動機構上，加工裝置包括加工座和旋轉升降工作臺，加工座與機座連接為一體，加工座上設置有帶卡盤的主軸和導軌，導軌上安裝有刀架和尾座，刀架與設置在加工座上的進給機構連接，旋轉升降工作臺設置在加工座內。本發明將激光熔覆修復和激光熔覆層加工集成為一個再制造系統，實現了零部件磨損、破損部位自動激光熔覆、熔覆層機械加工，減小了人力勞動，提高了激光熔覆效率及熔覆層加工效率，提高了磨損、破損失效零部件再制造生產率。
文檔編號B23K26/34GK103008967SQ20121055904
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者孫杰, 趙彥華, 李劍峰, 封慧, 劉義輝 申請人:山東大學