一種螺杆鑽具軸頸熱處理用雷射淬火設備的製作方法
2023-07-24 00:06:36
一種螺杆鑽具軸頸熱處理用雷射淬火設備的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種螺杆鑽具軸頸熱處理設備，尤其涉及一種螺杆鑽具軸頸熱處理用雷射淬火設備，包括工作平臺，設於工作平臺上的迴轉架，設於迴轉架上的迴轉軸，設於迴轉軸端部的夾持部件及設於工作平臺上部的雷射處理設備，所述雷射處理設備包括可水平移動的垂直入射雷射處理頭及多個對應軸頸圓角方向的傾斜入射雷射處理頭。所述傾斜入射雷射處理頭連接有調整其入射方向的精密分度盤。所述夾持部件上設有自動微調的扶正器。根據雷射的不同軌跡，控制工件的不同位置，保障該工件的處理質量。整體設備造價低廉，操作簡單且工作效率高。
【專利說明】一種螺杆鑽具軸頸熱處理用雷射淬火設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種螺杆鑽具軸頸熱處理設備，尤其涉及一種螺杆鑽具軸頸熱處理用雷射淬火設備。
【背景技術】
[0002]傳統的表面淬火方法主要有火焰加熱表面淬火和感應加熱表面淬火。火焰加熱表面淬火是用火焰(常用氧氣一乙炔)將鋼件表層加熱到奧氏體轉變溫度後，隨即進行淬火冷卻，使奧氏體轉變為馬氏體，從而得到所需硬而耐磨性能鋼件的熱處理工藝。工藝簡單，操作靈活，成本低。但淬火質量不穩定、效率低；淬火面積大時，均勻性差；可控性差。感應加熱表面淬火是應用最廣的傳統表面淬火方法，它是利用電磁感應在鋼件表層所產生的熱效應將鋼件表層加熱到臨界溫度後，迅速冷卻，使奧氏體轉變為馬氏體，從而得到所需硬而耐磨性能鋼件的熱處理工藝。加熱速度較快，加熱時間較短，一般在幾秒到幾十秒之間，淬火質量比火焰加熱表面淬火好，生產率高，淬硬層深度易控制，可大面積淬火，且硬度一致、均勻性好，但一般需專用頻率的電源，每種淬火工件均需特製的感應加熱器。
[0003]雷射淬火與傳統表面淬火方法相比，淬火質量最高。由於加熱和冷卻的速度極快，淬火過程中的過熱度和過冷度均特別大，淬火後得到超細的晶體組織。其尺寸可以下降50%左右，使淬火的金屬層產生了細晶強化，既提高了強度、硬度，又增加塑性、韌性；還有，在極快加熱條件下形成的奧氏體，不管是表層，還是裡層，奧氏體晶粒都沒有孕育長大的機會。彌散的奧氏體晶粒，形成彌散的馬氏體，使組織具有晶格強化的同時具有彌散強化效果。在雷射淬火的強化效果中，馬氏體相變硬化佔總體硬化效果的60%以上，由於奧氏體形成快，碳原子無法擴 散，奧氏體的含碳量極不均勻，相變後有些形成針片狀馬氏體，有些形成板條狀馬氏體，因此雷射淬火得到的馬氏體是由針片狀馬氏體和板條狀馬氏體混合組成，位錯密度比傳統淬火高，位錯強化作用強，另外，殘餘奧氏體因相變硬化來不及釋出而產生固熔強化。在上述各種強化機理的共同作用下，雷射淬火層的硬度、耐磨性比傳統淬火的好，塑性韌性比傳統淬火的高。雷射淬火可控性比傳統表面淬火好，既可控制淬火區的形狀、大小和在工件上的部位，又可控制淬硬層的深度，這在零件易變形，或結構比較複雜，或需選擇局部進行處理等常規淬火難以勝任場合下的零件表面硬化處理中具有獨特優勢。
[0004]由於螺杆鑽具的軸頸包括連接套和連接軸，由於這些部位彈道部分形狀複雜，在淬火時易產生滑動，不易於加工，現有的雷射淬火設備造價昂貴，對應大型立體工件淬火操作複雜，可以工序繁瑣，工作效率低。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術中存在的不足，提供一種造價低廉，操作簡單且提高工作效率的螺杆鑽具軸頸熱處理用雷射淬火設備。
[0006]本發明是通過以下技術方案予以實現:
一種螺杆鑽具軸頸熱處理用雷射淬火設備，包括工作平臺，設於工作平臺上的迴轉架，設於迴轉架上的迴轉軸，設於迴轉軸端部的夾持部件及設於工作平臺上部的雷射處理設備，所述雷射處理設備包括可水平移動的垂直入射雷射處理頭及多個對應軸頸圓角方向的傾斜入射雷射處理頭。
[0007]所述傾斜入射雷射處理頭連接有調整其入射方向的精密分度盤。
[0008]所述夾持部件上設有自動微調的扶正器。
[0009]本發明的有益效果是:
由於裝置包括工作平臺，設於工作平臺上的迴轉架，設於迴轉架上的迴轉軸，設於迴轉軸端部的夾持部件及設於工作平臺上部的雷射處理設備，所述雷射處理設備包括可水平移動的垂直入射雷射處理頭及多個對應軸頸圓角方向的傾斜入射雷射處理頭。根據雷射的不同軌跡，控制工件的不同位置，保障該工件的處理質量。整體設備造價低廉，操作簡單且工作效率高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的主視結構示意圖。
[0011]圖中:1.迴轉架，2.迴轉軸，3.工作平臺，4.夾持部件，5.垂直入射雷射處理頭，
6.傾斜入射雷射處理頭，7.精密分度盤，8.扶正器。
【具體實施方式】
[0012]為了使本【技術領域】的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和最佳實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0013]如圖所示，本發明包括工作平臺3，設於工作平臺上的迴轉架1，設於迴轉架上的迴轉軸2，設於迴轉軸端部的夾持部件4及設於工作平臺上部的雷射處理設備，所述雷射處理設備包括可水平移動的垂直入射雷射處理頭5及多個對應軸頸圓角方向的傾斜入射雷射處理頭6。
[0014]所述傾斜入射雷射處理頭連接有調整其入射方向的精密分度盤7。
[0015]所述夾持部件上設有自動微調的扶正器8。
[0016]在軸頸連杆頸處採用周向連續螺旋掃描，即是採用雷射束垂直於曲軸軸頸和連杆軸頸軸線方向作直線運動，而曲軸待加工表面作旋轉運動，加工表面軌跡線呈螺旋狀，淬火螺紋帶起著很好的對稱支撐作用，未淬火區內具有理想的儲油作用，能極大地改善曲軸軸頸和連杆軸頸的潤滑條件。
[0017]對軸頸圓角的部分進行周向掃描，曲軸的疲勞裂紋源多在軸頸圓角處熱影響區的弱化帶萌生，曲軸的大部分疲勞斷裂都發生在曲軸和連杆軸重疊的連接部分，因此提高曲軸軸頸圓角的抗疲勞強度就顯得尤為重要。採用部分周向掃描，同時使雷射束與待加工圓角軸頸的軸線呈一角度輻射到軸頸圓角處，使軸頸作部分圓周運動，就可避免雷射強化重疊時出現的回火現象。可通過精密分度盤控制其入射角度，保證加工質量。夾持部件上設有自動微調的扶正器。本例中採用市售的扶正器，有效的改善工件迴轉的平穩度，提高加工的質量。整體設備造價低廉，操作簡單且工作效率高。
[0018]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應.視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種螺杆鑽具軸頸熱處理用雷射淬火設備，其特徵在於，包括工作平臺，設於工作平臺上的迴轉架，設於迴轉架上的迴轉軸，設於迴轉軸端部的夾持部件及設於工作平臺上部的雷射處理設備，所述雷射處理設備包括可水平移動的垂直入射雷射處理頭及多個對應軸頸圓角方向的傾斜入射雷射處理頭。
2.根據權利要求1所述的一種螺杆鑽具軸頸熱處理用雷射淬火設備，其特徵在於，所述傾斜入射雷射處理頭連接有調整其入射方向的精密分度盤。
3.根據權利要求1或2所述的一種螺杆鑽具軸頸熱處理用雷射淬火設備，其特徵在於，所述夾持 部件上設有自動微調的扶正器。
【文檔編號】C21D9/28GK103834788SQ201210486466
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月26日 優先權日:2012年11月26日
【發明者】趙文謙 申請人:天津博恩雷射技術有限公司