CN116770296B - 一种内外壁激光熔覆机床 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内外壁激光熔覆机床，涉及激光熔覆技术领域，其包括机床床身，机床床身沿长度方向依次设置有机床主轴箱、尾座滑板和机床立柱，机床立柱上设置有激光熔覆机构；尾座滑板通过横向导轨和横向滑块一沿机床床身长度方向滑动在机床床身上，尾座滑板的上端通过纵向导轨和纵向滑块沿垂直于机床床身长度方向的方向水平滑动连接有尾座底座，尾座底座的上端设置有尾座。在使用本发明对工件进行激光熔覆加工时，若其需要在外壁熔覆和内壁熔覆之间进行切换，其可直接通过尾座底座在尾座滑板上的水平滑动来实现尾座位置的改变，无需频繁拆装、校正尾座，进而提高了激光熔覆机床的工作效率，降低了现场工作人员的劳动强度。

Description

一种内外壁激光熔覆机床

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，具体涉及一种内外壁激光熔覆机床。

背景技术

激光熔覆技术是一种新的表面改性技术，它通过同步或预置材料的方式在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成冶金结合的添料熔覆层，以显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化或电气特性，从而达到表面改性或修复的目的，并使其能够在满足材料表面特定性能要求的同时节约大量的材料成本。

目前，为了减少激光熔覆设备投入成本、拓宽激光熔覆设备工作范围，并使其能够满足多种工件的加工需求，市面上除了单独的外圆激光熔覆机床、内孔激光熔覆机床，也开始出现将两者结合在一起的激光熔覆机床，并使得该激光熔覆机床既能够对工件的外壁进行激光熔覆，又能够对工件的内孔壁进行激光熔覆。

但在实际应用过程中，由于现有的内外壁激光熔覆机床在加工外圆工件时一般需要用到尾座来对工件的端部进行支撑、固定，而加工内孔时则不需要用到尾座，其为了避免熔覆头与尾座干涉，甚至还需要将尾座移开。故目前现有的内外壁激光熔覆机床，在切换外圆工件与内孔工件时需要现场操作人员手动拆装尾座，且其每次安装尾座后都要对尾座进行校正，所以现有的内外壁激光熔覆机床在实际应用过程中存在操作繁琐的问题，且其甚至会影响整机生产效率。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有的内外壁激光熔覆机床所存在的尾座需频繁拆装、校正，以及操作繁琐等问题，提出并设计一种内外壁激光熔覆机床，以克服上述问题，并提高激光熔覆机床的工作效率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种内外壁激光熔覆机床，其包括机床床身，机床床身沿长度方向依次设置有机床主轴箱、尾座滑板和机床立柱，机床立柱上设置有激光熔覆机构；尾座滑板通过横向导轨和横向滑块一沿机床床身长度方向滑动在机床床身上，尾座滑板的上端通过纵向导轨和纵向滑块沿垂直于机床床身长度方向的方向水平滑动连接有尾座底座，尾座底座的上端设置有尾座。这样在使用本发明对工件进行激光熔覆加工时，若其需要从外壁熔覆切换至内壁熔覆，则本发明可直接通过尾座底座在尾座滑板上的水平滑动来实现尾座位置的改变，即将尾座移动至闲置位置处，以保证尾座不会与激光熔覆机构发生干涉；同时，本发明还可通过尾座滑板在机床床身长度方向上的滑动来以避免尾座滑板与机床立柱发生干涉，进而保证激光熔覆机构能够充分地对工件进行激光熔覆处理。

进一步地，尾座底座与尾座滑板之间设置有锁止定位机构，并通过锁止定位机构防止尾座及尾座底座在处于闲置位置时沿纵向导轨移动，以及保证尾座能够快速、准确地移动至对应的工作位置处。

进一步地，锁止定位机构包括安装在尾座滑板上端的固定定位块，固定定位块设置有定位部二；锁止定位机构还包括从前往后依次安装在尾座底座下端的定位杆导向座和移动定位块，定位杆导向座内竖直滑动安装有定位杆，定位杆的下端从上往下依次设置有L形导向槽一、定位部一，定位杆的上端伸出定位杆导向座后设置有定位杆手柄；定位杆导向座的侧壁安装有锁紧件一，锁紧件一的一端穿过定位杆导向座后伸入L形导向槽一内；当尾座处于工作位置处时，定位杆的定位部一与定位部二接触，移动定位块的前端与固定定位块的后端抵接。从而实现尾座底座与尾座滑板之间的相对固定，而且在将尾座从闲置位置处移至工作位置处的过程中，本发明可通过移动定位块与固定定位块之间的配合实现尾座的快速定位。此外，所述定位部一、定位部二优选设置为角度相同的斜面结构，即所述定位部一、定位部二分别为设置在定位杆下端的斜面和设置在固定定位块前端的斜面，并使该斜面与水平面夹角大于60度且小于90度。

进一步地，定位杆的下部设置有轴肩一，定位杆的中部套设有压簧一，压簧一的上端与定位杆导向座或尾座底座抵接，压簧一的下端与轴肩一抵接，这样当锁紧件一位于L形导向槽一的竖直导向槽一内时，定位杆除了在自身重力作用下下滑，还可在压簧一的弹力作用下相对定位杆导向座向下移动，以实现对应的锁止动作。

进一步地，锁止定位机构还包括安装在尾座滑板上端的尾座限位块，尾座限位块的上端设置有限位槽；当尾座处于闲置位置处时，定位杆的下端能够与尾座限位块的限位槽插接。这样在将尾座从工作位置处移至闲置位置处后，本发明可通过定位杆与尾座限位块之间的配合实现尾座的快速锁止动作。

进一步地，尾座滑板与机床床身之间设置有止退机构，并通过该止退机构防止尾座滑板在尾座顶紧工件时沿横向导轨向后移动。

进一步地，止退机构包括安装在机床床身上的止退齿条和安装在尾座滑板下端的止退导向座，止退导向座内竖直滑动安装有止退杆，止退杆的下端从上往下依次设置有L形导向槽二、止退部，止退部能够与止退齿条插接；止退杆的上端伸出止退导向座后设置有止退杆手柄；止退导向座的侧壁安装有锁紧件二，锁紧件二的一端穿过止退导向座后伸入L形导向槽二内。这样本发明能够通过止退杆与止退齿条之间的配合实现对应的锁止动作，而且所述止退部优选采用斜面结构，即所述止退部优选为设置在止退杆下端的斜面，且该斜面的倾斜角度与止退齿条上所设齿牙对应一侧的倾斜角度相同。

进一步地，止退杆的下部设置有轴肩二，止退杆的中部套设有压簧二，压簧二的上端与止退导向座或尾座滑板抵接，压簧二的下端与轴肩二抵接，这样当锁紧件二位于L形导向槽二的竖直导向槽二内时，止退杆除了在重力作用下下滑，还可在压簧二的弹力作用下相对止退导向座向下移动，以实现对应的锁止动作。

进一步地，纵向导轨的两端均设置有纵向滑块限位块，纵向导轨的外侧罩设有纵向导轨防护罩，纵向导轨防护罩的端部与对应的纵向滑块限位块或纵向滑块连接，且其能够能够随对应的纵向滑块的滑动而伸缩，以保证其始终能够对纵向导轨进行保护，并减少粉尘对纵向导轨的污染。

进一步地，机床立柱通过横向导轨和横向滑块二沿机床床身长度方向滑动在机床床身上，横向导轨的两端均设置有横向滑块限位块，横向导轨的外侧罩设有横向导轨防护罩，横向导轨防护罩的端部分别与对应的横向滑块一或横向滑块二或横向滑块限位块连接，且其能够能够随对应的横向滑块一的滑动或对应的横向滑块二的滑动而伸缩，以保证其始终能够对横向导轨进行保护，并减少粉尘对横向导轨的污染。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

1、在使用本发明对工件进行激光熔覆加工时，若其需要在外壁熔覆和内壁熔覆之间进行切换，其可直接通过尾座底座在尾座滑板上的水平滑动来实现尾座位置的改变，即将尾座在工作位置和闲置位置之间进行切换，以保证尾座不会与激光熔覆机构发生干涉，且在此过程中无需频繁拆装、校正尾座，进而提高了激光熔覆机床的工作效率，降低了现场工作人员的劳动强度；

2、本发明还可通过尾座滑板在机床床身长度方向上的滑动来以避免尾座滑板与沿机床床身长度方向移动的机床立柱发生干涉，进而保证激光熔覆机构能够充分地对工件进行激光熔覆处理；

3、在尾座底座及尾座的纵向滑动过程中，本发明不仅可以通过锁止定位机构对其进行锁止、固定，还能够通过锁止定位机构中的固定定位块、移动定位块对其进行快速、准确地定位，无需现场工作人员对尾座进行复杂的校正操作，进而进一步地简化对应的操作流程；

4、本发明可直接通过机床立柱上所设的激光熔覆机构进行外壁激光熔覆或内壁激光熔覆，无需额外设置多个激光熔覆头。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明中机床床身与尾座连接处的结构示意图一；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为本发明中定位杆的结构示意图；

图5为本发明中尾座处于工作位置时和处于闲置位置时的位置对比图；

图6为本发明中机床床身与尾座连接处的结构示意图二；

图7为图6中B处的局部放大图；

图8为本发明中止退杆的结构示意图。

图中：1、机床主轴箱；2、机床床身；3、激光熔覆机构；4、机床立柱；5、尾座；6、尾座底座；7、尾座滑板；8、横向导轨；9、横向滑块座一；10、横向滑块一；11、横向导轨防护罩；12、横向滑块限位块；13、纵向滑块限位块；14、纵向滑块座；15、纵向滑块；16、纵向导轨；17、纵向导轨防护罩；18、定位杆手柄；19、定位杆；191、定位部一；192、L形导向槽一；1901、竖直导向槽一；1902、水平导向槽一；193、轴肩一；20、定位杆导向座；21、压簧一；22、固定定位块；221、定位部二；23、锁紧件一；24、移动定位块；25、尾座限位块；26、止退杆手柄；27、止退杆；271、止退部；272、L形导向槽二；2701、竖直导向槽二；2702、水平导向槽二；273、轴肩二；28、止退导向座；29、锁紧件二；30、止退齿条；31、压簧二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图8所示，本发明提供了一种内外壁激光熔覆机床，其包括机床床身2，所述机床床身2的上方沿长度方向依次设置有机床主轴箱1、尾座滑板7和机床立柱4。

其中，所述机床立柱4的下部通过横向导轨8和横向滑块二、横向滑块座二沿机床床身2长度方向滑动在机床床身2上，所述机床立柱4的中部设置有用来实现激光熔覆作用的激光熔覆机构3，所述激光熔覆机构3既可以为仅能进行内壁激光熔覆的结构，也可以为既能进行内壁激光熔覆又能进行外壁激光熔覆的结构，而且所述激光熔覆机构3能够通过机床立柱4对应的横向滑动来对工件的外表面或内表面进行全面激光熔覆加工。

所述尾座滑板7的下部通过横向导轨8和横向滑块一10、横向滑块座一9沿机床床身2长度方向滑动在机床床身2上，所述尾座滑板7的上端通过纵向导轨16和纵向滑块15、纵向滑块座14沿垂直于机床床身2长度方向的方向水平滑动连接有尾座底座6，所述尾座底座6的上端设置有尾座5。这样在使用本发明对工件进行激光熔覆加工时，如图5所示，若其需要从外壁熔覆切换至内壁熔覆，则本发明可直接通过尾座底座6在尾座滑板7上的水平滑动来实现尾座5位置的改变，即将尾座5移动至闲置位置处，以保证尾座5不会与激光熔覆机构3发生干涉；同时，本发明还可通过尾座滑板7在机床床身2长度方向上的滑动来以避免尾座滑板7与机床立柱4发生干涉，进而保证激光熔覆机构3能够充分地对工件进行激光熔覆处理。

同时为了防止尾座滑板7、机床立柱4与横向导轨8脱离，本发明还在横向导轨8的两端均设置有横向滑块限位块12；为了减少粉尘对横向导轨8的污染，横向导轨8的外侧罩设有横向导轨防护罩11，所述横向导轨防护罩11的端部分别与对应的横向滑块一10或横向滑块二或横向滑块限位块12连接，且其能够能够随对应的横向滑块一10的滑动或对应的横向滑块二的滑动而伸缩，以保证其始终能够对横向导轨8进行保护，并减少粉尘对横向导轨8的污染。

为了防止尾座底座6与纵向导轨16脱离，以及对尾座底座6位置进行定位，本发明还在纵向导轨16的两端均设置有纵向滑块限位块13。为了减少粉尘对纵向导轨16的污染，本发明还在纵向导轨16的外侧罩设有纵向导轨防护罩17，所述纵向导轨防护罩17的端部与对应的纵向滑块限位块13或纵向滑块15连接，且其能够能够随对应的纵向滑块15的滑动而伸缩，以保证其始终能够对纵向导轨16进行保护。

另外，如图2、图3、图4、图5所示，为了使尾座5移动到工作位置时能快速定位、固定，以及避免尾座5在闲置位置时沿纵向导轨16移动，本发明还在尾座底座6与尾座滑板7之间设置有锁止定位机构。具体地，所述锁止定位机构包括从前往后依次安装在尾座滑板7上端的固定定位块22、尾座限位块25，且所述固定定位块22的前端设置有定位部二221，所述尾座限位块25的上端设置有限位槽。所述锁止定位机构还包括从前往后依次安装在尾座底座6下端的定位杆导向座20和移动定位块24。其中，所述定位杆导向座20内竖直滑动安装有定位杆19，且所述定位杆19的下端从上往下依次设置有L形导向槽一192、定位部一191，所述定位杆19的上端伸出定位杆导向座20后设置有定位杆手柄18；所述定位杆导向座20的侧壁安装有锁紧件一23，所述锁紧件一23的一端穿过定位杆导向座20后伸入L形导向槽一192内，并能够沿L形导向槽一192进行竖直滑动或水平滑动。所述移动定位块24位于固定定位块22的后侧，且所述移动定位块24的下表面的高度低于固定定位块22的上表面，高于尾座限位块25的上表面。

而且当尾座5处于工作位置处锁止时，所述锁紧件一23的端部位于L形导向槽一192的竖直导向槽一1901的上部，所述定位杆19的定位部一191与定位部二221接触，所述移动定位块24的前端与固定定位块22的后端抵接，从而实现尾座底座6与尾座滑板7之间的相对固定。此外，所述定位部一191、定位部二221优选设置为角度相同的斜面结构，即所述定位部一191、定位部二221分别为设置在定位杆19下端的斜面和设置在固定定位块22前端的斜面，并使该斜面与水平面夹角大于60度且小于90度。

当尾座5位于闲置位置处锁止时，所述锁紧件一23的端部位于L形导向槽一192的竖直导向槽一1901的上部，所述定位杆19的下端与尾座限位块25的限位槽插接，并通过定位杆19与尾座限位块25之间的配合实现尾座5的快速锁止动作。

当尾座5需要从工作位置移动至闲置位置时，需要先向上提起定位杆19直至锁紧件一23的端部位于L形导向槽一192的拐角处，此时定位部一191与定位部二221分离；接着旋转定位杆19使锁紧件一23的端部进入到L形导向槽一192的水平导向槽一1902内，并通过该水平导向槽一1902与锁紧件一23之间的配合控制定位杆19始终处于该高度，这时即可沿纵向导轨16的长度方向向后移动尾座底座6和尾座5，直至尾座5处于闲置位置处；再反向旋转定位杆19使锁紧件一23的端部进入到L形导向槽一192的竖直导向槽一1901内，这时在定位杆19本身重力的作用下即可实现定位杆19的下滑，并使定位杆19的端部插入在尾座限位块25的限位槽，以实现尾座5在闲置位置处的锁止、固定。

反之，在将尾座5从闲置位置处移至工作位置处时，需要先向上提起定位杆19直至锁紧件一23的端部位于L形导向槽一192的拐角处，此时定位杆19与尾座限位块25分离；接着旋转定位杆19使锁紧件一23的端部进入到L形导向槽一192的水平导向槽一1902内，并通过该水平导向槽一1902与锁紧件一23之间的配合控制定位杆19始终处于该高度，这时即可沿纵向导轨16的长度方向向前移动尾座底座6和尾座5，直至移动定位块24与固定定位块22抵接，此时尾座5处于工作位置处；随后再反向旋转定位杆19使锁紧件一23的端部进入到L形导向槽一192的竖直导向槽一1901内，这时在定位杆19本身重力的作用下即可实现定位杆19的下滑，并使定位杆19的定位部一191与定位部二221抵接，以实现尾座5在工作位置处的锁止、固定。

作为优选，为了保证定位杆19能够快速下滑，本发明还在定位杆19的下部设置有轴肩一193，在定位杆19的中部套设有压簧一21，并使压簧一21的上端与定位杆导向座20内所设阶梯面或尾座底座6内所设阶梯面抵接，压簧一21的下端与轴肩一193抵接，这样当锁紧件一23位于L形导向槽一192的竖直导向槽一1901内时，定位杆19除了在自身重力作用下下滑，还可在压簧一21的弹力作用下相对定位杆导向座20向下移动，以快速实现对应的锁止动作。

如图6、图7、图8所示，为了避免尾座5在闲置位置时沿横向导轨8移动，本发明在尾座滑板7与机床床身2之间设置有止退机构。具体地，所述止退机构包括安装在机床床身2上的止退齿条30和安装在尾座滑板7下端的止退导向座28。其中，所述止退导向座28内竖直滑动安装有止退杆27，所述止退杆27的下端从上往下依次设置有L形导向槽二272、止退部271，且所述止退部271能够与止退齿条30插接；所述止退杆27的上端伸出止退导向座28后设置有止退杆手柄26；所述止退导向座28的侧壁安装有锁紧件二29，所述锁紧件二29的一端穿过止退导向座28后伸入L形导向槽二272内，并能够沿L形导向槽二272进行竖直滑动或水平滑动。这样本发明能够通过止退杆27与止退齿条30之间的配合实现对应的锁止动作，而且所述止退部271优选采用斜面结构，即所述止退部271优选为设置在止退杆27下端的斜面，且该斜面的倾斜角度与止退齿条30上所设齿牙对应一侧的倾斜角度相同。

此外，为了保证止退杆27能够快速下滑，本发明还在止退杆27的下部设置有轴肩二273，在止退杆27的中部套设有压簧二31，并使压簧二31的上端与止退导向座28内所设阶梯面或尾座滑板7内所设阶梯面抵接，压簧二31的下端与轴肩二273抵接。这样当锁紧件二29位于L形导向槽二272的竖直导向槽二2701内时，止退杆27除了在重力作用下下滑，还可在压簧二31的弹力作用下相对止退导向座28向下移动，以实现对应的锁止动作。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种内外壁激光熔覆机床，包括机床床身，机床床身沿长度方向依次设置有机床主轴箱、尾座滑板和机床立柱，机床立柱的下部通过横向导轨和横向滑块二、横向滑块座二沿机床床身长度方向滑动在机床床身上；机床立柱上设置有激光熔覆机构；其特征在于，尾座滑板通过横向导轨和横向滑块一沿机床床身长度方向滑动在机床床身上，尾座滑板的上端通过纵向导轨和纵向滑块沿垂直于机床床身长度方向的方向水平滑动连接有尾座底座，尾座底座的上端设置有尾座；尾座底座与尾座滑板之间设置有锁止定位机构；所述锁止定位机构包括从前往后依次安装在尾座滑板上端的固定定位块、尾座限位块；固定定位块设置有定位部二；锁止定位机构还包括从前往后依次安装在尾座底座下端的定位杆导向座和移动定位块，定位杆导向座内竖直滑动安装有定位杆，定位杆的下端从上往下依次设置有L形导向槽一、定位部一，定位杆的上端伸出定位杆导向座后设置有定位杆手柄；定位杆导向座的侧壁安装有锁紧件一，锁紧件一的一端穿过定位杆导向座后伸入L形导向槽一内，并能够沿L形导向槽一进行竖直滑动或水平滑动；所述移动定位块位于固定定位块的后侧，且所述移动定位块的下表面的高度低于固定定位块的上表面，高于尾座限位块的上表面；当尾座处于工作位置处时，定位杆的定位部一与定位部二接触，移动定位块的前端与固定定位块的后端抵接；尾座限位块的上端设置有限位槽；当尾座处于闲置位置处时，定位杆的下端能够与尾座限位块的限位槽插接。

2.根据权利要求1所述的内外壁激光熔覆机床，其特征在于，定位杆的下部设置有轴肩一，定位杆的中部套设有压簧一，压簧一的上端与定位杆导向座或尾座底座抵接，压簧一的下端与轴肩一抵接。

3.根据权利要求1所述的内外壁激光熔覆机床，其特征在于，尾座滑板与机床床身之间设置有止退机构。

4.根据权利要求3所述的内外壁激光熔覆机床，其特征在于，止退机构包括安装在机床床身上的止退齿条和安装在尾座滑板下端的止退导向座，止退导向座内竖直滑动安装有止退杆，止退杆的下端从上往下依次设置有L形导向槽二、止退部，止退部能够与止退齿条插接；止退杆的上端伸出止退导向座后设置有止退杆手柄；止退导向座的侧壁安装有锁紧件二，锁紧件二的一端穿过止退导向座后伸入L形导向槽二内。

5.根据权利要求4所述的内外壁激光熔覆机床，其特征在于，止退杆的下部设置有轴肩二，止退杆的中部套设有压簧二，压簧二的上端与止退导向座或尾座滑板抵接，压簧二的下端与轴肩二抵接。

6.根据权利要求1或2或3所述的内外壁激光熔覆机床，其特征在于，纵向导轨的两端均设置有纵向滑块限位块，纵向导轨的外侧罩设有纵向导轨防护罩，纵向导轨防护罩的端部与对应的纵向滑块限位块或纵向滑块连接。

7.根据权利要求1或2或3所述的内外壁激光熔覆机床，其特征在于，横向导轨的两端均设置有横向滑块限位块，横向导轨的外侧罩设有横向导轨防护罩，横向导轨防护罩的端部分别与对应的横向滑块一或横向滑块二或横向滑块限位块连接。