[实用新型]数控机床用激光淬火设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及数控机床用激光淬火设备，是一种数据机床的工件表面热处理配套设备，可广泛应用于机械加工中工件表面性能的改善。 

背景技术

淬火工艺在现代机械制造工业得到广泛应用。机械中重要工件，尤其在汽车、飞机、火箭中应用的钢件几乎都经过淬火处理。为满足各种工件千差万别的技术要求，发展了各种淬火工艺。如：按接受处理的部位不同，有整体、局部淬火与表面淬火；按加热时相变是否完全，分为完全淬火与不完全淬火(对于亚共析钢，该法又称亚临界淬火)；按冷却时相变的内容不同，有分级淬火，等温淬火与欠速淬火等。自1960年代激光问世以来，激光技术作为一门举世瞩目的高新技术，几乎在各行业都获得了重要的应用。激光淬火又称激光相变硬化，是一种激光热处理中研究最早、最多、进展最快、应用最广的新工艺，适用于大多数材料与不同形状工件的不同部位，可提高工件的抗磨性与疲劳强度，国外一些工业部门将该技术作为保证产品质量的手段。然而目前激光表面相变硬化技术应用还不如传统热处理技术那样广泛与成熟，这种方法主要用于强化工件的表面，可以提高金属材料及工件的表面硬度、抗磨性、抗腐蚀性以及强度与高温性能；同时可使工件心部仍保持良好的韧性，让工件的机械性能具有抗磨性好、冲击韧性高、疲劳强度高的特点。激光淬火可以大幅度提高产品质量，成倍延长产品的使用寿命，具有显著的经济效益，已经在机械制造、交通运输、石油、矿山、纺织、冶金、航空航天等许多领域得到应用与发展。 

发明内容

本实用新型如图1所示。本发明将数控机床与激光发生器，有机结合起来，使两者可以发挥各自的功能。主要有以下特点： 1）实现焦点自动跟踪。2）应用CNC技术保证激光光头实现二个自由度的高精度运动，以完成多种工件的表面热处理工作。3）可以在加工工件的同时完成热处理，提高生产效率。 

上述功能实现的技术方案结合进一步的描述如下： 

数控机床用激光淬火设备由反射机构、聚焦机构、光路防护机构、支撑机构和激光发生器组成；激光发生器安装与光路防护机构的入口，支撑机构在不同点支撑光路机构。其反射机构安装于机床的工作台，其聚焦机构安装于机床的工作台。

附图说明

图1是数控机床用激光淬火设备的结构图。 

图中各部分分别为：反射机构(1)、聚焦机构(2)、光路防护机构(3)、支撑机构(4)和激光发生器(5)。

具体实施方式

工作原理为：激光表面淬火是利用激光在要热处理的部分扫描，使被扫描区域快速升温，而未被扫描区域保持常温。激光表面淬火的原理与普通热处理是相同的，只不过激光作为热源加热金属的时间很短，处理区域也很比较小。随着激光入射到材料内部深度的增加, 激光的强度将以几何级数衰减。对于大部分金属来说，其吸收光子的深度一般都小于0.1μm。入射到金属晶体中的激光光子与电子作用发生非弹性碰撞，光子的能量被电子完全吸收，得到能量的电子再与其他电子发生碰撞与晶格振动量子的相互作用等形式，将所吸收的光子能量转化为热能。这种光能向热能的转化几乎是在瞬间完成的。本实用新型通过激光发生器产生大功率激光，光束经反射机构，聚焦机构把光斑聚焦于装夹在数控机床上的工件表面，按照数控机床刀具的切削轨迹扫描工件表面，实现工件表面的热处理。