[实用新型]激光熔覆滚压复合加工装置

说明书

本实用新型涉及激光加工技术领域，尤其是一种激光熔覆滚压复合加工装置，该装置包括：激光熔覆头，激光熔覆头用于传导激光束；机器人，机器人包括滑动系统及设置在滑动系统上的机械手；外圆滚压刀，用于对熔覆层施加径向压力；外圆滚压刀固定在卧式车床的刀架上，本实用新型在激光熔覆加工过程中，利用径向引入的一定压力来改善激光熔覆层的组织和性能，具有操作方便、生产效率高和绿色环保等特点。

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，尤其是一种激光熔覆滚压复合加工装置。

背景技术

激光熔覆技术具有热影响区小、稀释率低、冷却快及熔覆材料与基体形成冶金结合等特点，因而在航空航天、汽车、模具、医疗和化工等行业具有重要的应用价值。但熔覆层一方面由于冷却不均匀出现残余拉应力；另一方面，由于熔池的高温导致熔覆层晶粒粗大；此外，熔覆层还会出现气孔和裂纹等缺陷。目前，这些不足之处限制了激光熔覆技术的大力推广和应用。

滚压加工作为一种表面光整和表面强化技术，它利用高硬度且表面光滑的物体在零件表面滚动或滑动，对零件表层材料局部加压，超出材料屈服点后将发生塑性变形，从而修整零件表面的微观几何形状，降低表面粗糙度，同时使零件表层组织细化并产生残余压应力和冷作硬化。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有技术中激光熔覆层存在残余拉应力、晶粒粗大和裂纹等问题，现提供一种激光熔覆滚压复合加工装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种激光熔覆滚压复合加工在装置用于对熔覆件进行熔覆形成熔覆层并对该熔覆层进行滚压的工序，该装置包括：

激光熔覆头，所述激光熔覆头用于传导激光束；

机器人，所述机器人包括滑动系统及设置在滑动系统上的机械手，所述滑动系统用于带动机械手沿直线方向移动，激光熔覆头夹持在机械手上；

外圆滚压刀，用于对熔覆层施加径向压力；

以及卧式车床，所述外圆滚压刀固定在卧式车床的刀架上，卧式车床的三爪卡盘夹持在熔覆件的一端，卧式车床的顶尖抵在熔覆件的另一端端部，激光熔覆头位于熔覆件的上方，机械手在滑动系统上的滑动方向与熔覆件的轴线平行。

本方案中通过卧式车床的三爪卡盘和顶尖将熔覆件夹持，并带动熔覆件转动，调整刀架进给使得刀架上的外圆滚压刀抵在熔覆件的周面，激光熔覆头在滑动系统的带动下沿熔覆件的轴线移动，并在熔覆件表面形成熔覆层，熔覆件在熔覆的同时，外圆滚压刀沿熔覆件径向施加一定压力给熔覆层，以此改善激光熔覆层的组织和性能。

进一步地，所述滑动系统包括基座、第一轴承座、第二轴承座、丝杆及电机，所述电机、第一轴承座及第二轴承座均固定在基座上，所述电机的伸出端传动连接有丝杆，所述丝杆的两端分别穿过第一轴承座和第二轴承座，所述丝杆的两端分别与第一轴承座及第二轴承座之间设置有轴承，所述丝杆上螺纹传动连接有螺母座，所述螺母座上固定有滑板，所述滑板与基座滑动连接，所述机械手固定在滑板上，通过电机驱动丝杆转动，螺母座在丝杆的传动作用下沿直线方向移动，机械手跟随螺母座移动，从而实现激光熔覆头在机械手的带动下沿熔覆件的轴向移动。

进一步地，所述基座上设置有轨道，所述滑板上开设有与轨道相匹配的滑槽，所述轨道滑动设置在滑槽内，通过滑板与轨道的滑动连接，从而将螺母座限制在沿丝杆的轴线方向移动。

具体地，所述电机的输出端与丝杆之间通过联轴器传动连接，电机通过联轴器将扭矩传递给丝杆，带动丝杆转动。

进一步地，所述机械手包括机械手本体、机械臂及夹持机构，所述机械手本体固定在滑板上，所述机械臂的一端连接在机械手本体上，另一端固定所述夹持机构，激光熔覆头夹持在夹持机构上。