[发明专利]一种激光内孔淬火装置

说明书

本发明提供一种激光内孔淬火装置，包括工件架、激光淬火头和随动座；激光淬火头包括壳体、准直镜和聚焦镜，准直镜水平地安装于壳体内，聚焦镜位于准直镜的下方且具有圆台形的聚焦镜面，壳体外安装有水平拉板；随动座包括U型的座本体、安装于座本体上的镜座、第一全反镜、支撑柱、第二全反镜，座本体的两纵边分别穿过工件的左右两侧后安装于水平拉板上，镜座竖直地伸入工件的内孔中，可与激光淬火头同步移动；激光束经过准直镜后由第二全反镜反射至聚焦镜上，再由聚焦镜向下反射形成环状激光束，环状激光束到达第一全反镜后反射至工件的内孔壁上。本发明可解决工件内孔淬火的加工效率低、结构臃肿、能耗高、加工精度不足的问题。

技术领域

本发明属于激光淬火技术领域，具体涉及一种激光内孔淬火装置。

背景技术

激光淬火是利用激光将材料表面加热到相变点以上，随着材料自身冷却，奥氏体转变为马氏体，从而使材料表面硬化的淬火技术。激光淬火的功率密度高，冷却速度快，是一种清洁、快速的淬火工艺。

针对工件内孔的激光淬火而言，由于需要对内孔进行圆周方向和轴向淬火，而反射至工件内孔上的激光束通常呈线束状，因此需要将激光束在圆周上扫描一周才能完成一圈淬火，加工效率低；并且激光淬火设备通常配置两组驱动装置，分别是工件旋转驱动装置与激光进给装置，或者激光旋转装置和激光进给装置，导致设备的结构臃肿，且增加了能耗。

申请号为CN201410481458.3的中国专利《内孔激光淬火头及淬火方法》公开了一种内孔激光淬火头，该内孔激光淬火头产生一个环形激光束进行淬火，在内孔零部件的圆周上实现同时淬火的目的，改变了以往的激光束在圆周上扫描一周的淬火方法，提高了生产效率。但是该装置仍需配置两组驱动装置，一个用于驱动激光淬火头上下移动，另一个用于驱动内孔移动设备上下移动，并且二者之间的移动需要保持精确的同步，这种结构无法解决设备的结构臃肿与能耗高的问题，并且由于同步性不足而导致淬火精度不够。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光内孔淬火装置，以解决工件内孔淬火的加工效率低、结构臃肿、能耗高、加工精度不足的问题。

本发明提供了如下的技术方案：

一种激光内孔淬火装置，包括工件架、激光淬火头和随动座；

所述工件架用于支撑带内孔的工件，所述工件架的下方设有用于装配随动座的离地间距；所述激光淬火头位于工件内孔的正上方，所述激光淬火头包括管状的壳体、安装于壳体内的准直镜和聚焦镜，所述准直镜水平地安装于所述壳体内，所述聚焦镜位于准直镜的下方且具有圆台形的聚焦镜面，所述壳体外的下侧固定安装有用于连接所述随动座的水平拉板；

所述随动座包括U型的座本体、安装于所述座本体上的镜座、固定于所述镜座上的第一全反镜、固定连接于所述第一全反镜上的支撑柱、位于所述支撑柱上的第二全反镜，所述座本体的两纵边分别穿过工件的左右两侧后可拆卸地安装于所述水平拉板上，所述镜座可贯穿所述工件架上的导向孔后竖直地伸入工件的内孔中，所述镜座可与所述激光淬火头同步移动；所述第一全反镜、所述第二全反镜均为与所述聚焦镜倾斜角度匹配的锥状镜面，所述第一全反镜、所述第二全反镜、所述聚焦镜和所述准直镜均同轴设置，激光束经过所述准直镜后由第二全反镜反射至聚焦镜上，再由聚焦镜向下反射形成环状激光束，所述环状激光束到达第一全反镜后反射至工件的内孔壁上。

优选的，所述座本体的两纵边的顶部固定有磁铁，所述水平拉板为铁磁性材质，所述座本体的两纵边顶部可吸附固定于所述水平拉板上。

优选的，所述水平拉板的底部设有定位槽，所述磁铁的顶部设有与所述定位槽配合的定位凸块，所述座本体通过所述定位凸块与定位槽定位于所述水平拉板上。

进一步的，所述第一全反镜、所述第二全反镜的背面均呈螺旋状地盘绕有水冷管道，所述水冷管道的端部穿过所述镜座与所述座本体后连接冷水泵。

优选的，所述镜座的直径大于所述支撑柱的直径，所述工件架上的导向孔直径与所述镜座匹配。