变桨/偏航轴承套圈滚道的激光相变硬化方法及加工装置
本发明的目的在于,提供变桨/变桨轴承套圈滚道的激光相变硬化方法和装置,对激光加工工艺进行优化,提高对轴承套圈滚道的激光加工质量和效率,从而延长轴承的使用寿命。为了实现上述目的,本发明提供了一种变桨/偏航轴承套圈滚道的激光相变硬化方法与装置。本方法的创新之一在于提出了一种对激光光线进行微调的方法,利用折射原理,改变激光待加工表面的加工角度,在套圈滚道表层和次表层可形成稳定的位错、细化的晶粒,滚道表面形成5.5~6mm的硬化层深,加深了套圈滚道的硬化层厚度。创新之二在于提出了一种适用于不同类型的轴承套圈进行激光加工的装置,该装置可以实现对单、双排四点接触球轴承以及交叉圆珠滚子式轴承套圈滚道表面进行加工,对于直径两米以上的大型轴承套圈也有一定的适用性;固定轴承套圈并对滚道表面涂以黑漆,由伺服电机调节滚珠丝杠控制折射镜相对于套圈滚道的径向和轴向的加工位置,使得激光能对不同尺寸类型的滚道表面进行加工,且激光束始终与加工表面切线垂直,打开激光器,滚道表面的黑漆吸收激光能量后滚道表面温度迅速上升开始产生相变,沿激光束方向相变深度最大,在吸收足够能量后转动折射镜将激光折射到下一个加工点,激光射入折射镜的方向不变,则加工位置沿切线垂直方向可以实现最大硬化层深;在移除激光束后,工件通过自冷却在套圈滚道表层和次表层可形成稳定的位错、细化的晶粒,有效提高了轴承套圈滚道的接触强度和抗疲劳性能,改善了齿轮工件的耐磨性和抗腐蚀性。所述激光发生系统包括计算机、高功率CO2激光发生装置、凹透镜、第一凸透镜、第一折射镜、准直扩束镜、聚焦装置。计算机与高功率CO2激光发生装置相连,控制激光器发出所需要的激光参数,发出的激光经过准直扩束镜、凹透镜,第一凸透镜、第一折射镜折射到聚焦装置,所述聚焦装置由第二凸透镜和第二折射镜组成,光线经聚焦透镜聚焦后射向第三折射镜。所述辅助加工系统包括数字控制器、悬臂梁、支撑架、回转平台、第一滚珠丝杠、第二滚珠丝杠、斜台、第一伺服电机、第二伺服电机、联轴器以及第三折射镜。数字控制器与计算机相连,通过控制回转平台转动的角速度来调节轴承套圈滚道周向的加工位置,悬臂梁设有第一滚珠丝杠,由第一伺服电机控制第一滚珠丝杠调整支撑架所需加工位置,悬臂梁与支撑架上均设有伺服电机,以调整对于不同尺寸、类型的套圈滚道的加工位置,支撑架上设有第二滚珠丝杠,第二滚珠丝杠上装有带倾角的斜台,本发明倾角为45度,当激光束以与加工位置切线平行方向射入斜台上折射镜时,激光便能垂直射向加工表面,通过斜台上的第三伺服电机控制第三折射镜转动来实现从滚道顶部到底部的加工。
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