CN103741134A - 一种缸体表面防腐耐磨层制造装置 - Google Patents

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王欢
谷云蕾
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Abstract

本发明涉及一种缸体表面防腐耐磨层制造装置，通过设置在基座上的主轴箱的卡紧装置将缸体锁紧在主轴箱上，并通过安装至主轴箱相对一端的尾座的气动顶尖将缸体恒力固定，即防止缸体在随主轴箱转动的过程中振动，又吸收热变形产生的轴向力，防止影响加工精度。同时，通过移动安装在基板上的立柱带动其上的激光头相对缸体运动，并配合送粉装置，实现对缸体表面的熔覆加工。由于激光的散发的热量绝大部分全部用于相变过程，不仅可提高激光加工速率，而且还可使激光加工速率提高，表面熔覆层平整度提高、热影响区大大降低、热变形小、熔覆层和界面晶粒组织细腻达到更高强度、降低后机加难度，其不仅解决了传统的电镀带来的环境污染的问题，而且能够保证结合界面机械强度。

Description

一种缸体表面防腐耐磨层制造装置
技术领域
本发明涉及一种表面处理装置，特指一种缸体表面防腐耐磨层制造装置。
背景技术
液压传动是实现机械运动重要手段，液压传动具有动力放大比例高、结构简单、制造成本低、安全可靠的特点，所以液压传动几乎渗透在所有动力设备中。液压传动分为单级传动和多级传动，液压缸既是运动部件同时也是动力承载部件，液压缸均为圆柱形态，液压缸表面起到密封作用和滑动摩擦副的双重角色，这样就要求液压缸表面要保持平面度的同时保持尺寸精度，影响到这两个基本要求的因素除了材料本身的机械强度外，其次就是腐蚀和磨损。一般物美价廉的碳钢很容易达到机械强度的要求，然而要想达到耐腐蚀和磨损尤其在海洋和矿山这种高腐蚀和高使用强度的环境条件下作业，必须使用特殊合金钢，才能达到设计要求。如果全部使用特殊合金材料制造液压缸，液压缸的成本将使使用者无法接受，所以常规的做法是使用电镀来解决表面防腐和耐磨要求，在一定时期内，电镀确实解决了绝大多数液压缸的表面要求，但对于海洋环境和高腐蚀环境下使用，还是无法达到长期使用要求。主要原因是电镀与基体是物理结合，结合强度不够，同时电镀层有致命的针孔，腐蚀介质从针孔渗入形成电化学腐蚀并沿结合界面扩展，使镀层发生起皮现象，突起的坚硬镀层将密封环划伤导致密封失效，最后使动力丧失，失去功能。另外电镀对环境的破坏和影响已经非常突出，电镀废水中含有的铬等重金属以及清洗溶液，难于回收和去除，使作物无法生长，癌症村逐年扩大，对人民生命造成极大威胁。
由于表面功能层与基体结合实现冶金结合必须是热加工，而常规的热加工方法如火焰焊接、电弧焊接、等离子焊接，这些加工方法一个共同的问题是热输入功率密度低，造成的热影响区和变形大，要保证功能层厚度及厚度均匀性就必须焊接上更厚的材料，同时不仅浪费材料，而且增加后机加难度和时间，更使得结合界面机械强度降低，这样自然使成本控制难度加大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种绿色环保的、且能够保证结合界面机械强度的缸体表面防腐耐磨层制造装置。
为实现上述目的，本发明之一种缸体表面防腐耐磨层制造装置，其特征在于：其包括基座、安装在基座一端的带有卡紧装置的主轴箱、活动设置在该基座上与所述的卡紧装置相对一端的尾座、立柱、安装在立柱上带有激光头的滑板，该激光头还设有用于输一种缸体表面处理装置送熔覆粉料的送粉装置，所述的立柱垂直设置在该基座上且可相对其移动，所述立柱上装有Z轴导轨，所述滑板安装在该Z轴导轨上可相对其滑动。
在上述方案的基础上优选，所述的尾座上设有可吸收缸体变形量的变形补偿装置。
在上述方案的基础上优选，所述的尾座上带有一用于放置变形补偿装置的容置空间，所述的变形补偿装置包括气动顶尖、气动缸及尾座端盖，所述气动顶尖、气动缸及尾座端盖顺序设置在该滑座的容置空间内。
在上述方案的基础上优选，所述的基座上设有X轴导向轨，所述的尾座安装在该X轴导向轨上，可相对所述的基座移动。
在上述方案的基础上优选，所述的基板上还设有一与该立柱保持随动的防护挡板，且该防护挡板与立柱分别设置在缸体的两边。
在上述方案的基础上优选，所述的激光头上还设有一用于确定激光头运动位置的位置传感器。
在上述方案的基础上优选，所述的送粉装置包括一用于喷涂粉料的喷粉头。
在上述方案的基础上优选，所述的喷粉头包括送粉头上板、及与送粉头上板通过螺钉连接的送粉头下板，且所述的送粉上料板上设有粉末入口、冷却水出入口、粉末出口，且所述的送粉头上板与送粉头下板相配合的端面分别设有分粉道，所述的粉末入口与粉末出口通过所述的分粉道相连。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明一种缸体表面防腐耐磨层制造装置，藉由设置在基座上的主轴箱的卡紧装置将缸体锁紧在主轴箱上，并通过安装至主轴箱相对一端的尾座，将缸体紧紧固定，防止缸体在随主轴箱转动的过程中振动，影响加工精度，同时，通过移动安装在基板上的立柱带动其上的激光头相对缸体运动，并配合送粉装置，实现对缸体表面的熔覆处理，由于激光的散发的热量绝大部分全部用于相变过程，不仅可提高激光加工速率，而且还可使激光加工速率提高，表面熔覆层平整度提高、热影响区大大降低、热变形小、熔覆层和界面晶粒组织细腻达到更高强度、降低后机加难度，其不仅解决了传统的电镀带来的环境污染的问题，而且能够保证结合界面机械强度。
附图说明
图1是本发明的一种缸体表面防腐耐磨层制造装置的立体结构图；
图2是本发明的一种缸体表面防腐耐磨层制造装置的另一立体结构图；
图3是本发明的喷粉头的结构示意图；
图4是本发明的送粉头上板的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明之技术内容、构造特征、所达成目的及功效，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1，并结合参阅图2至4所示，本发明提供一种缸体表面防腐耐磨层制造装置，其包括基座10、安装在基座10一端的带有卡紧装置21的主轴箱20、活动设置在该基座10上与所述的卡紧装置21相对一端的尾座30、立柱40、安装在立柱40上带有激光头51的滑板50，该激光头51还设有用于输送熔覆粉料的送粉装置60，所述的立柱40垂直设置在该基座10上且可相对其移动，所述立柱40上装有Z轴导轨，所述滑板50安装在该Z轴导轨上可相对其滑动，其中，所述的基座10上设有X轴导向轨11，所述的尾座30安装在该X轴导向轨11上，可相对所述的基座10移动。
在实际的使用过程中，通过设置在基座10上的主轴箱20的卡紧装置21将缸体90锁紧在主轴箱20上，并通过安装至主轴箱20相对一端的尾座30，将缸体90紧紧固定，防止缸体90在随主轴箱20转动的过程中振动，影响加工精度，同时，通过移动安装在基板10上的立柱40带动其上的激光头51相对缸体90运动，并配合送粉装置60，实现对缸体90表面的熔覆处理，由于激光的散发的热量绝大部分全部用于相变过程，不仅可提高激光加工速率，而且还可使激光加工速率提高，表面熔覆层平整度提高、热影响区大大降低、热变形小、熔覆层和界面晶粒组织细腻达到更高强度、降低后机加难度，其不仅解决了传统的电镀带来的环境污染的问题，而且能够保证结合界面机械强度。
由于本发明一种缸体表面防腐耐磨层制造装置，在生成熔覆层的过程中，需要激光加热，而缸体90在吸收激光的热量时，会产生热膨胀和变形，为了将轴向力控制在一定范围内，使后续机械加工去除最小量即达到尺寸和形位公差的要求，所述的尾座30上设有可吸收缸体90变形量的变形补偿装置，其中，作为本发明的第一种实施方案，该尾座30上带有一用于放置变形补偿装置的容置空间，所述的变形补偿装置包括气动顶尖32、气动缸33及尾座端盖34，所述气动顶尖32、气动缸及尾座端盖34顺序设置在该滑座的容置空间内。作为本发明的第二种实施方案，该尾座30上带有一用于放置变形补偿装置的容置空间，所述的变形补偿装置包括顶尖、弹簧及尾座端盖，所述的顶尖、弹簧及尾座端盖顺序设置在该滑座的容置空间内。当缸体90一端夹持的主轴箱20上，其另一端被气动顶尖32夹持时，缸体90受热变形后，设置在容置空间内的气动缸33或弹簧收到变形作用力产生变形，从而缓解缸体变形对加工精度的影响。
作为本案的优选方案，作为本案的优选方案，所述的基板上还设有一与该立柱40保持随动的防护挡板70，且该防护挡板70与立柱40分别设置在缸体90的两边，所述的激光头51上还设有一用于确定激光头51运动位置的位置传感器80。
为了提高激光熔覆的效率和金属粉末的利用率，并提高熔覆表面的平整度，降低加工成本，所述的送粉装置60包括一用于喷涂粉料的喷粉头，其中，该喷粉头包括送粉头上板62、及与送粉头上板62通过螺钉连接的送粉头下板63，且所述的送粉上板62上设有粉末入口64、冷却水出入口65、粉末出口66，且所述的送粉头上板62与送粉头下板63相配合的端面分别设有分粉道67，所述的送粉头上板62与送粉头下板63通过分粉道67相连，使用时，粉末从粉末入口64进入分粉道67，由于分粉道67至少有两个，因此，粉末进入分粉道67后，被其分散，经粉末出口66呈一字型喷洒至缸体90表面，被激光加热，形成缸体90的熔覆层，同时，由于喷粉头与激光头51位置相对较近，一方面可以避免粉末从相对较高的位置落至缸体90表面，导致部分粉末散落在机器其它的地方，影响粉末的利用效率，另一方面，由于激光的发热，将激光头51与粉末头设置的位置较近时，很导致粉末还未落在缸体90表面，而是在喷粉头处，便受激光头51处的热量传导，导致粉末熔化在喷粉头内，影响加工质量和效率，通过设置在粉末入口64的两个循环的冷却水出入口65，可有效的降低喷粉头处的问题，从而防止粉末在喷粉头内熔化，影响加工质量和速度。
综上所述，仅为本发明之较佳实施例，不以此限定本发明的保护范围，凡依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆为本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (8)

1.一种缸体表面防腐耐磨层制造装置，其特征在于：其包括基座、安装在基座一端的带有卡紧装置的主轴箱、活动设置在该基座上与所述的卡紧装置相对一端的尾座、立柱、安装在立柱上带有激光头的滑板，该激光头还设有用于输送熔覆粉料的送粉装置，所述的立柱垂直设置在该基座上且可相对其移动，所述立柱上装有Z轴导轨，所述滑板安装在该Z轴导轨上可相对其滑动。
2.如权利要求1所述的缸体表面防腐耐磨层制造装置，其特征在于：所述的尾座上设有可吸收缸体变形量的变形补偿装置。
3.如权利要求1所述的缸体表面防腐耐磨层制造装置，其特征在于：所述的尾座上带有一用于放置变形补偿装置的容置空间，所述的变形补偿装置包括气动顶尖、气动缸及尾座端盖，所述气动顶尖、气动缸及尾座端盖顺序设置在该滑座的容置空间内。
4.如权利要求1所述的缸体表面防腐耐磨层制造装置，其特征在于：所述的基座上设有X轴导向轨，所述的尾座安装在该X轴导向轨上，可相对所述的基座移动。
5.如权利要求1所述的缸体表面防腐耐磨层制造装置，其特征在于：所述的基板上还设有一与该立柱保持随动的防护挡板，且该防护挡板与立柱分别设置在缸体的两边。
6.如权利要求1所述的缸体表面防腐耐磨层制造装置，其特征在于：所述的激光头上还设有一用于确定激光头运动位置的位置传感器。
7.如权利要求1所述的缸体表面防腐耐磨层制造装置，其特征在于：所述的送粉装置包括一用于喷涂粉料的喷粉头。
8.如权利要求1所述的缸体表面防腐耐磨层制造装置，其特征在于：所述的喷粉头包括送粉头上板、及与送粉头上板通过螺钉连接的送粉头下板，且所述的送粉上料板上设有粉末入口、冷却水出入口、粉末出口，且所述的送粉头上板与送粉头下板相配合的端面分别设有分粉道，所述的粉末入口与粉末出口通过所述的分粉道相连。
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