[发明专利]一种可获得连续均匀硬化层的齿轮激光淬火方法及装置

权利要求书

1.一种可获得连续均匀硬化层的齿轮激光淬火方法，其特征在于，具体步骤包括：

步骤1：获取激光淬火加工模式；

所述激光淬火加工模式包括两种：

第一种模式为扫描速度变化模式：将齿顶的扫描速度定为预设扫描速度的100％，左齿根的扫描速度定为预设扫描速度的20％，左啮合面的扫描速度从左齿根至齿顶逐渐增加，且左啮合面扫描速度曲线与左啮合面轮廓曲线一致，右啮合面各个位置的扫描速度在左啮合面等效位置的扫描速度的基础上增加20～40％，该模式下激光功率密度保持不变；

第二种模式为激光功率密度变化模式：将左齿根的激光功率密度定为预设激光功率密度的100％，齿顶的激光功率密度定为设定激光功率密度的20％，左啮合面的激光功率密度从左齿根至齿顶逐渐降低，左啮合面的激光功率密度曲线与倒置的左啮合面轮廓曲线一致，右侧啮合齿面各个位置的功率密度在左啮合面等效位置的功率密度基础上降低15～35％，该模式下扫描速度保持不变；

步骤2：激光器的选取；

选用矩形光斑的激光器，矩形光斑长边与待淬火齿轮的齿宽相匹配；

步骤3：齿轮的分段；

将待淬火齿轮单齿的齿面依据左齿根、左啮合面、右啮合面、右齿根以及齿顶划分为多个连续的加工段；

步骤4：选用第一种模式或第二种模式对齿轮的每个单齿进行淬火处理，此过程需利用对加工区域进行气体吹除以保护激光光路不被烟或水汽遮挡，同时对加工区域进行水冷。

2.根据权利要求1所述的可获得连续均匀硬化层的齿轮激光淬火方法，其特征在于：所述步骤2中将用于气体吹除的喷气嘴定位在加工区域的正上方，将用于进行水冷的喷水嘴设置在扫描行进方向的反方向，且位于加工区域的上方。

3.根据权利要求2所述的可获得连续均匀硬化层的齿轮激光淬火方法，其特征在于：所述喷水嘴和喷气嘴并排设置，且两者之间的间距为1/4齿距。

4.根据权利要求1所述的可获得连续均匀硬化层的齿轮激光淬火方法，其特征在于：所述步骤3中将单齿的齿面分成5段或7段或9段。

5.根据权利要求1所述的可获得连续均匀硬化层的齿轮激光淬火方法，其特征在于：所述步骤1中，矩形光斑的长边与齿轮宽度相等。

6.一种可获得连续均匀硬化层的齿轮激光淬火装置，其特征在于，包括激光器、喷气嘴、喷水嘴以及旋转台；

激光器的激光光斑为矩形，且矩形光斑长边与待淬火齿轮的齿宽相匹配；

喷气嘴安装在加工区域的正上方；

喷水嘴位于加工区域的上方，且设置在扫描行进方向的反方向；

旋转台上安装待淬火齿轮，用于提供待淬火齿轮旋转。

7.根据权利要求6所述的可获得连续均匀硬化层的齿轮激光淬火装置，其特征在于：所述喷气嘴和喷水嘴均通过万向节管安装于激光器的出光口外侧。

8.根据权利要求7所述的可获得连续均匀硬化层的齿轮激光淬火装置，其特征在于：所述喷水嘴和喷气嘴并排设置，且两者之间的间距为1/4齿距。

9.根据权利要求6所述的可获得连续均匀硬化层的齿轮激光淬火装置，其特征在于：所述矩形光斑的长边与齿轮宽度相等。