CN103834788A - 一种螺杆钻具轴颈热处理用激光淬火设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种螺杆钻具轴颈热处理设备，尤其涉及一种螺杆钻具轴颈热处理用激光淬火设备，包括工作平台，设于工作平台上的回转架，设于回转架上的回转轴，设于回转轴端部的夹持部件及设于工作平台上部的激光处理设备，所述激光处理设备包括可水平移动的垂直入射激光处理头及多个对应轴颈圆角方向的倾斜入射激光处理头。所述倾斜入射激光处理头连接有调整其入射方向的精密分度盘。所述夹持部件上设有自动微调的扶正器。根据激光的不同轨迹，控制工件的不同位置，保障该工件的处理质量。整体设备造价低廉，操作简单且工作效率高。

Description

一种螺杆钻具轴颈热处理用激光淬火设备

技术领域

本发明涉及一种螺杆钻具轴颈热处理设备，尤其涉及一种螺杆钻具轴颈热处理用激光淬火设备。

背景技术

传统的表面淬火方法主要有火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火。火焰加热表面淬火是用火焰（常用氧气--乙炔）将钢件表层加热到奥氏体转变温度后，随即进行淬火冷却，使奥氏体转变为马氏体，从而得到所需硬而耐磨性能钢件的热处理工艺。工艺简单，操作灵活，成本低。但淬火质量不稳定、效率低；淬火面积大时，均匀性差；可控性差。感应加热表面淬火是应用最广的传统表面淬火方法，它是利用电磁感应在钢件表层所产生的热效应将钢件表层加热到临界温度后，迅速冷却，使奥氏体转变为马氏体，从而得到所需硬而耐磨性能钢件的热处理工艺。加热速度较快，加热时间较短，一般在几秒到几十秒之间，淬火质量比火焰加热表面淬火好，生产率高，淬硬层深度易控制，可大面积淬火，且硬度一致、均匀性好，但一般需专用频率的电源，每种淬火工件均需特制的感应加热器。

激光淬火与传统表面淬火方法相比，淬火质量最高。由于加热和冷却的速度极快，淬火过程中的过热度和过冷度均特别大，淬火后得到超细的晶体组织。其尺寸可以下降50％左右，使淬火的金属层产生了细晶强化，既提高了强度、硬度，又增加塑性、韧性；还有，在极快加热条件下形成的奥氏体，不管是表层，还是里层，奥氏体晶粒都没有孕育长大的机会。弥散的奥氏体晶粒，形成弥散的马氏体，使组织具有晶格强化的同时具有弥散强化效果。在激光淬火的强化效果中，马氏体相变硬化占总体硬化效果的60％以上，由于奥氏体形成快，碳原子无法扩散，奥氏体的含碳量极不均匀，相变后有些形成针片状马氏体，有些形成板条状马氏体，因此激光淬火得到的马氏体是由针片状马氏体和板条状马氏体混合组成，位错密度比传统淬火高，位错强化作用强，另外，残余奥氏体因相变硬化来不及释出而产生固熔强化。在上述各种强化机理的共同作用下，激光淬火层的硬度、耐磨性比传统淬火的好，塑性韧性比传统淬火的高。激光淬火可控性比传统表面淬火好，既可控制淬火区的形状、大小和在工件上的部位，又可控制淬硬层的深度，这在零件易变形，或结构比较复杂，或需选择局部进行处理等常规淬火难以胜任场合下的零件表面硬化处理中具有独特优势。

由于螺杆钻具的轴颈包括连接套和连接轴，由于这些部位弹道部分形状复杂，在淬火时易产生滑动，不易于加工，现有的激光淬火设备造价昂贵，对应大型立体工件淬火操作复杂，可以工序繁琐，工作效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种造价低廉，操作简单且提高工作效率的螺杆钻具轴颈热处理用激光淬火设备。

本发明是通过以下技术方案予以实现：

一种螺杆钻具轴颈热处理用激光淬火设备，包括工作平台，设于工作平台上的回转架，设于回转架上的回转轴，设于回转轴端部的夹持部件及设于工作平台上部的激光处理设备，所述激光处理设备包括可水平移动的垂直入射激光处理头及多个对应轴颈圆角方向的倾斜入射激光处理头。

所述倾斜入射激光处理头连接有调整其入射方向的精密分度盘。

所述夹持部件上设有自动微调的扶正器。

本发明的有益效果是： 

由于装置包括工作平台，设于工作平台上的回转架，设于回转架上的回转轴，设于回转轴端部的夹持部件及设于工作平台上部的激光处理设备，所述激光处理设备包括可水平移动的垂直入射激光处理头及多个对应轴颈圆角方向的倾斜入射激光处理头。根据激光的不同轨迹，控制工件的不同位置，保障该工件的处理质量。整体设备造价低廉，操作简单且工作效率高。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图。

图中：1.回转架，2.回转轴，3.工作平台，4.夹持部件，5.垂直入射激光处理头，6.倾斜入射激光处理头，7.精密分度盘，8.扶正器。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图所示，本发明包括工作平台3，设于工作平台上的回转架1，设于回转架上的回转轴2，设于回转轴端部的夹持部件4及设于工作平台上部的激光处理设备，所述激光处理设备包括可水平移动的垂直入射激光处理头5及多个对应轴颈圆角方向的倾斜入射激光处理头6。

所述倾斜入射激光处理头连接有调整其入射方向的精密分度盘7。

所述夹持部件上设有自动微调的扶正器8。

在轴颈连杆颈处采用周向连续螺旋扫描，即是采用激光束垂直于曲轴轴颈和连杆轴颈轴线方向作直线运动，而曲轴待加工表面作旋转运动，加工表面轨迹线呈螺旋状，淬火螺纹带起着很好的对称支撑作用，未淬火区内具有理想的储油作用，能极大地改善曲轴轴颈和连杆轴颈的润滑条件。

对轴颈圆角的部分进行周向扫描，曲轴的疲劳裂纹源多在轴颈圆角处热影响区的弱化带萌生，曲轴的大部分疲劳断裂都发生在曲轴和连杆轴重叠的连接部分，因此提高曲轴轴颈圆角的抗疲劳强度就显得尤为重要。采用部分周向扫描，同时使激光束与待加工圆角轴颈的轴线呈一角度辐射到轴颈圆角处，使轴颈作部分圆周运动，就可避免激光强化重叠时出现的回火现象。可通过精密分度盘控制其入射角度，保证加工质量。夹持部件上设有自动微调的扶正器。本例中采用市售的扶正器，有效的改善工件回转的平稳度，提高加工的质量。整体设备造价低廉，操作简单且工作效率高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种螺杆钻具轴颈热处理用激光淬火设备，其特征在于，包括工作平台，设于工作平台上的回转架，设于回转架上的回转轴，设于回转轴端部的夹持部件及设于工作平台上部的激光处理设备，所述激光处理设备包括可水平移动的垂直入射激光处理头及多个对应轴颈圆角方向的倾斜入射激光处理头。

2.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具轴颈热处理用激光淬火设备，其特征在于，所述倾斜入射激光处理头连接有调整其入射方向的精密分度盘。

3.根据权利要求1或2所述的一种螺杆钻具轴颈热处理用激光淬火设备，其特征在于，所述夹持部件上设有自动微调的扶正器。

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