[发明专利]一种曲轴激光加工的装置及对曲轴进行激光加工的方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光加工曲轴技术领域，特指一种曲轴激光加工的装置及对曲轴激光加工的方法。

背景技术

汽车行业的蓬勃发展对汽车制造业提出了更高的要求和期望，新一代国IV/V 排放标准汽车要求具有更好的安全性、更高的运行可靠性、更环保、更智能。发动机作为整个汽车的核心部件，对汽车的运行可靠性和使用性能具有决定性影响。曲轴是汽车发动机受力最集中、受力情况最复杂的部件，也是最容易发生问题的部件，曲轴的质量直接决定发动机的整体质量。曲轴的失效形式主要表现为轴颈磨损和疲劳断裂。在高速旋转过程中，由于承受交变弯曲与交变扭转载荷的共同作用，曲轴的各危险断面尤其是轴颈与曲柄间过渡圆角处，经常因应力集中造成曲轴断裂。因此，提高曲轴的疲劳强度和寿命对提高发动机的整体可靠性和安全性具有非常重要的意义。目前，发动机行业企业主要采取圆角滚压与喷丸强化对曲轴进行强化处理，提高曲轴的疲劳强度和安全使用寿命。但是圆角滚压由于受到曲轴加工工艺的限制，各轴颈圆角很难与滚轮吻合，往往造成圆角的啃切现象，而且滚压后曲轴变形较大，效果不佳。喷丸强化可以有效避免上述情况发生，但是喷丸过程对曲轴的表面粗糙度影响较大，且喷丸形成的残余压应力一般只有0.1—0.8mm。

强脉冲激光诱导的冲击波可以在材料表面形成较深的残余压应力层，改变材料的显微结构组织和力学性能，使材料屈服强度产生明显的提高，因此也适用于曲轴加工技术领域。目前在激光加工处理领域内，曲轴激光加工处理的新型装置所用的定位装夹新型装置是五坐标联动新型装置，但是精度不是很高。尤其由于曲轴的特殊结构，其主轴轴颈和连杆轴轴颈不在同一条中心线上，很难在加工时实现曲轴主轴轴颈和连杆轴轴颈的回转轴心的调节，使得激光加工处理的效率和精度大大降低。此外激光加工处理曲轴过程中还存在曲轴弯曲变形、加工装置精度低、加工处理不均匀、加工处理效果不明显的问题。因此研究一个高效高能的激光加工处理的新型装置有着非常重大的意义。

发明内容

目前激光加工处理曲轴过程中由于主轴轴颈和连杆轴轴颈不在同一条中心线上，很难在加工时实现对曲轴主轴轴颈和连杆轴轴颈的回转轴心的调节，造成激光加工处理的效率和精度大大降低。为解决上述技术问题，本发明提供了一种曲轴激光加工的装置及对曲轴进行激光加工的方法。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：一种曲轴激光加工的装置，包括激光器和工作台，所述工作台的两端安装有第一支座和第二支座，所述第一支座顶端设有第一传动轴，所述第一传动轴与所述第一支座转动副连接；所述第二支座顶端设有第二传动轴，所述第二传动轴与所述第二支座转动副连接；所述第一传动轴上固定安装有第一导柱，所述第一导柱上端设有第一步进电机，下端设有第一丝杠支座，第一滚珠丝杠安装在所述第一步进电机和所述第一丝杠支座之间，所述第一滚珠丝杠上安装有第一滑块，第一滑块上安装有第一三抓卡盘；所述第二传动轴上设有第二导柱，所述第二导柱上端设有第二步进电机，下端设有第二丝杠支座，第二滚珠丝杠安装在所述第二步进电机和所述第二丝杠支座之间，所述第二滚珠丝杠上安装有第二滑块，第二滑块上安装有第二三抓卡盘。

上述方案中，所述第一支座与所述第一传动轴通过第一轴承连接；所述第二支座与所述第二传动轴通过第二轴承连接。

上述方案中，所述第二传动轴依次通过第一半联轴器、第二半联轴器与第三步进电机连接。

上述方案中，所述第三步进电机安装在电机支座上，所述电机支座安装在所述工作台上。

上述方案中，所述工作台上设有T型槽，所述第一支座与所述T型槽移动副连接。

上述方案中，所述第一导柱、所述第二导柱、所述第一滑块和所述第二滑块上均设有刻度线。

上述方案中，所述第一步进电机、所述第二步进电机、所述第三步进电机和所述激光器均与PLC控制装置连接。