[发明专利]一种直齿轮齿面激光自动熔覆的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及直齿轮齿面激光熔覆的工艺方法。

背景技术

直齿轮作为传动部件在工厂的许多设备中，使用的非常多，而体积较大、齿面曲线比较复杂，精度等级高、制作工艺复杂、生产成本较高、周期较长的直齿轮齿面，采用激光修复一直以来是个难题，然而，激光自动熔覆直齿轮齿面工艺方法的应用，为这一难题提供了一条解决途径。

直齿轮是许多设备中重要的传动部件，起着重要的纽带作用，由于它是通过齿与齿的接触来进行传动的，因此，常常会造成齿面的磨损，使其传动性能下降，乃至整台设备无法正常运行。

传统的直齿齿面激光熔覆是将金属粉末手工预置在齿面上，然后用激光进行熔覆，熔覆时每熔覆一个齿面需要手工转一次角度，来保证每个齿面与光的垂直，但这样操作无法保证每次所转的角度是一致的，因此，传统熔覆直齿齿面的方法，效率很低，操作复杂，易出现夹杂、气孔、裂纹等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直齿轮齿面激光机械乃至自动熔覆的工艺方法。

本发明提供一种直齿轮齿面激光自动熔覆的工艺方法，其特征在于：

首先，在激光熔覆前将齿轮装夹在四轴激光加工机床A轴4的夹盘上，对齿轮进行圆周找正，跳动值在0.1mm以内，

然后转动A轴4调整齿轮一个齿的待加工齿面与激光光筒5移成90°夹角，

再将激光光筒5移至齿根边缘处，调整光斑直径与起光位置，

激光熔覆，X轴1作直线往复运动，Y轴2在每熔覆一条后移动1.7～2.0mm，Z轴3始终保持不变，直至一个齿面熔覆结束，

A轴4旋转齿轮一个角度在自责自(＝360°/齿数)，再熔覆下一个齿面，直至所有这一侧的齿面全部熔覆结束，

再重新调整激光光筒5，熔覆另一侧的所有齿面。

本发明提供的直齿轮齿面激光自动熔覆的工艺方法，其四轴激光加工机床是由三个形式相同、相互垂直的X轴1、Y轴2、Z轴3和一个转动轴A轴4构成；X轴1、Y轴2、Z轴3均由丝杠和导轨组成，丝杠与伺服电机相连，导轨控制运动方向，丝杠与伺服电机相连提供运动动力A轴1是由伺服电机通过变速齿轮带动主轴转动，光筒5固定在Z轴2的端部。

本发明提供的直齿轮齿面激光熔覆的工艺方法，其四轴激光数控加工机床按图2所示流程图编制的程序进行自动熔覆，以确保熔覆精度与质量。

本发明提供的直齿轮齿面激光熔覆的工艺方法，其激光熔覆中采用同步送粉装置对齿面进行送粉，即利用可调电机10控制圆盘9转速，调节送粉量；料斗8中的粉末落在圆盘9上，当转到刮板11位置处被刮下，落在接料斗12中；利用高压的氮气或氩气14作为粉料输送的动力，通过软管13将粉末送至喷嘴15，喷射到指定的位置；此送粉装置可直接将粉末喷射至光斑之内，实现粉末的同步进给，以实现激光全自动熔覆直齿轮齿面。

本发明提供的直齿轮齿面激光自动熔覆的工艺方法，其优点在于：完全克服了传统激光熔覆直齿轮齿面的操作复杂，工作效率低，熔覆质量差的缺点，为激光修复直齿轮方面开辟了一条新途径。

附图说明

图1为四轴激光加工机床的结构示意图；

图2为直齿轮激光自动熔覆程序流程图；

图3为同步送粉装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例1直径Φ646mm减速机直齿轮

齿轮最大回转直径Φ646mm，厚250mm，齿数为80个，模数8，材质为45#钢，由于长期运转，导致75％的齿面有不同程度的磨损，给整台设备带来隐患，因此，需对齿面进行激光自动熔覆。

首先，将齿轮装夹在数控机床(见图1)A轴1的夹盘上，齿轮圆周找正跳动值为0.09mm，然后转动A轴1调整齿轮一个齿的待加工齿面与激光光筒5移成90°夹角，再将激光光筒5移至齿根边缘处，调整光斑直径为4mm。根据制作的样板得出齿面宽度为10mm，计算出分度值为4.5°，编制激光熔覆程序(见图2)，并传送至机床控制台6，同时采用同步送粉方式(见图3)，对齿轮齿面自动激光熔覆。

熔覆后，经无损探伤检测，无裂纹、夹杂、气孔等缺陷，工作效率提高2～3倍。

实施例2直径Φ494mm减速机直齿轮

齿轮最大回转直径Φ494mm，厚150mm，齿数98个，模数5，材质为45#钢，由于长期运转，导致90％的齿面有不同程度的磨损，出现振动与噪音，影响了设备正常运转，因此，需对齿面进行激光自动熔覆。