CN100455681C - 用工件夹持法对薄壁件端面局部进行激光表面硬化处理的方法 - Google Patents
用工件夹持法对薄壁件端面局部进行激光表面硬化处理的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用工件夹持法对薄壁件端面局部进行激光表面硬化处理的方法。将工件用夹板装卡后用螺栓将两块夹板固定，并在端面上涂一层吸光涂料并晾干，调整工件和夹板使激光束沿被夹持的工件端面中心线扫描加热，并保持光束焦点始终落到端面上并使光束轴线与工件端面垂直。其结构简单，操作方便，能够使加工工件的处理硬化层深浅度一致且表面平整。
Description
技术领域：
本发明涉及一种对薄壁件端面局部进行激光表面硬化处理的方法，特别是涉及一种用工件夹持法对薄壁件端面局部进行激光表面硬化处理的方法。用于汽车零部件的加工领域。
背景技术：
根据工作及服役条件需要，薄壁通常是厚度＜4mm的汽车零件端面常需要进行局部表面硬化处理，如图1的变速箱同步环内挡块，由于激光表面处理变形小、处理区控制精确，比较适合处理上述件的端面。激光处理硬化层沿硬化带横截面看呈“月牙形”，即硬化带中间最深，而两边逐渐变浅直至为零。如采用小聚焦激光光斑(＜Φ2mm)处理薄壁件端部后，硬化带宽度接近落到端面上的聚焦激光光斑直径大小，硬化层窄且浅，达不到工件使用要求，如图2所示。为了保证工件硬化深度，激光聚焦光束一般为Φ5-6mm。但由于激光束能量密度高达104w/cm，均匀照射到厚度只有3mm左右的工件端面，将造成端面两侧刃口处迅速熔化，激光光束移开端面工件自淬火后，工件端面表面变成中间高、两边低，已非淬火前的平整表面。因激光淬火一般是零件加工最后一道工序，工件端面的平整性破坏将直接导致工件报废如图3所示。虽然高频热处理可用于零件的局部表面硬化处理，但在处理薄壁件端面时，易使端面局部过烧、变形或达不到硬度要求，造成零件报废。所以，在薄壁件端面局部硬化处理时较少采用高频热处理。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种用工件夹持法对薄壁件端面局部进行激光表面硬化处理的方法，将待处理的薄壁件端面两侧夹上夹板，然后进行激光处理，使得其硬化层的深浅一致且表面平整。
本发明的技术方案是这样实现的：用工件夹持法对薄壁件端面局部进行激光表面硬化处理的方法，通过如下步骤完成：
A、夹板制作工艺如下：制作两块形状相同的长方形夹板，两块夹板长边的一个端面加工成与待处理薄壁工件端面形状接近的仿形面，夹板长度要长出工件待处理端面长边25mm，夹板长出部分两边在垂直夹板表面方向各开有1～2个一一对应且大于Φ3mm的通孔，其夹板宽度为10～15mm，夹板厚度为：2～7mm，夹板较薄壁件端面高：0～1.2mm。
B、激光表面硬化处理的步骤如下：(1)首先将夹板装卡在薄壁工件大表面的两侧，两夹板各自的仿形端面应与待处理薄壁件的端面平行，且高出待处理端面0～1.2mm；两块夹板靠近工件表面一侧应与工件贴合紧密，利用穿过夹板两侧一一对应通孔的螺栓将两块夹板与工件贴合夹紧。(2)将夹好夹板待处理的工件端面和夹板仿形端面上涂一层大于0.05mm厚的激光热处理吸光涂料并晾干。(3)将涂好激光热处理吸光涂料的工件和夹板预固定在激光加工机工作台上，将激光束焦点，光斑大小约Φ5-6mm调到待处理端面上，并使光束轴线与工件端面垂直；手动移动工作台，调整工件和夹板使激光束沿被夹持的工件端面中心线扫描加热，并保持光束焦点始终落到端面上并使光束轴线与工件端面垂直。启动激光器和加工机床实施激光处理，激光功率为1000～1800w，扫描速度为20～40mm/s。(4)激光束扫描通过所有需处理的端面后，取下工件，去除夹具，即可得到深度大于0.5mm，硬度HRc＞55的工件硬化层。
本发明的积极效果在于结构简单，操作方便，能够使加工工件的处理硬化层深浅度一致且表面平整。
附图说明：
图1为本发明的实施例变速箱同步环示意图；
图2为用小聚焦激光光斑直接处理薄板端部示意图；
图3为用大聚焦激光光斑直接处理薄板端部示意图；
图4为本发明的大聚焦激光光斑处理有夹板夹持的薄板端部示意图；
图5为本发明的薄板端面激光硬化处理显微组织示意图。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明做进一步的描述：
实施例1：变速箱同步环内档块，如图1A处，宽度为14mm，厚度为3mm，挡块左右两侧端面需硬化处理。其具体的工艺过程如下：
1、首先制作两块形状相同的长方形夹板，两块夹板长边的一个端面加工成与变速箱同步环内档块形状接近的仿形面，并且夹板长度要大于变速箱同步环内档块端面长边25mm，夹板长出部分两边在垂直夹板表面方向各开有1～2个一一对应且大于Φ3mm的通孔，便于穿过螺栓并夹紧工件；其夹板宽度为10mm，夹板厚度为：2mm，夹板比变速箱同步环内档块端面高：0.5mm。
2、接下来在变速箱同步环内档块的大表面两侧，各放置一片夹板，两夹板各自的仿形端面应与变速箱同步环内档块的端面平行，且高出变速箱同步环内档块端面0.2mm；两块夹板靠近工件表面一侧应与变速箱同步环内档块贴合紧密，没有明显的缝隙。利用穿过夹板两侧一一对应通孔的螺栓将两块夹板与变速箱同步环内档块贴合夹紧如图4所示。两块夹板把变速箱同步环内档块夹在中间夹紧后，夹板与变速箱同步环内档块之间不能有相互滑动，不能在夹板中间出现翘曲，夹板靠近变速箱同步环内档块表面一侧仍与变速箱同步环内档块大表面保持良好贴合。
3、之后在夹好夹板的变速箱同步环内档块端面和夹板仿形端面上涂一层大于0.05mm厚的激光热处理吸光涂料并晾干。
4、将涂好激光热处理吸光涂料的变速箱同步环内档块和夹板预固定在激光加工机工作台上，将光斑大小为Φ5mm的激光束焦点调到变速箱同步环内档块端面上，并使光束轴线与变速箱同步环内档块端面垂直。手动移动工作台，调整工件和夹板使激光束沿被夹持的变速箱同步环内档块端面中心线扫描，并保持光束焦点始终落到端面上并使光束轴线与变速箱同步环内档块端面垂直。启动激光器和加工机床实施激光处理，激光功率为1000w，扫描速度为20mm/s。
5、激光束扫描通过所有需处理的端面后，取下变速箱同步环内档块，去除夹具，即可得到如图5所示的硬化层深为0.5mm，硬度HRc＞55，端面均匀的硬化层。
实施例2：变速箱同步环内档块，如图1A处，宽度为14mm，厚度为3mm，挡块左右两侧端面需硬化处理。其具体的工艺过程如下：
1、首先制作两块形状相同的长方形夹板，两块夹板长边的一个端面加工成与变速箱同步环内档块形状接近的仿形面，并且夹板长度要大于变速箱同步环内档块端面长边25mm，夹板长出部分两边在垂直夹板表面方向各开有1～2个一一对应且大于Φ3mm的通孔，便于穿过螺栓并夹紧工件；其夹板宽度为11mm，夹板厚度为：7mm，夹板比变速箱同步环内档块端面高：0.9mm。
2、接下来在变速箱同步环内档块的大表面两侧，各放置一片夹板，两夹板各自的仿形端面应与变速箱同步环内档块的端面平行，且高出变速箱同步环内档块端面0.2mm；两块夹板靠近工件表面一侧应与变速箱同步环内档块贴合紧密，没有明显的缝隙。利用穿过夹板两侧一一对应通孔的螺栓将两块夹板与变速箱同步环内档块贴合夹紧如图4所示。两块夹板把变速箱同步环内档块夹在中间夹紧后，夹板与变速箱同步环内档块之间不能有相互滑动，不能在夹板中间出现翘曲，夹板靠近变速箱同步环内档块表面一侧仍与变速箱同步环内档块大表面保持良好贴合。
3、之后在夹好夹板的变速箱同步环内档块端面和夹板仿形端面上涂一层大于0.05mm厚的激光热处理吸光涂料并晾干。
4、将涂好激光热处理吸光涂料的变速箱同步环内档块和夹板预固定在激光加工机工作台上，将光斑大小为Φ5mm的激光束焦点调到变速箱同步环内档块端面上，并使光束轴线与变速箱同步环内档块端面垂直。手动移动工作台，调整工件和夹板使激光束沿被夹持的变速箱同步环内档块端面中心线扫描加热，并保持光束焦点始终落到端面上并使光束轴线与变速箱同步环内档块端面垂直。启动激光器和加工机床实施激光处理，激光功率为1800w，扫描速度为40mm/s。
5、激光束扫描通过所有需处理的端面后，取下变速箱同步环内档块，去除夹具，即可得到如图5所示的硬化层深为0.5mm，硬度HRc＞55，端面均匀的硬化层。
实施例3：超薄样板刀具
1、首先制作两块形状相同的长方形夹板，两块夹板长边的一个端面加工成与超薄样板刀具形状接近的仿形面，并且夹板长度要大于超薄样板刀具端面长边25mm，夹板长出部分两边在垂直夹板表面方向各开有1～2个一一对应且大于Φ3mm的通孔，便于穿过螺栓并夹紧工件；其夹板宽度为10mm，夹板厚度为：7mm，夹板比超薄样板刀具端面高：0.2mm。
2、接下来在超薄样板刀具的大表面两侧，各放置一片夹板，两夹板各自的仿形端面应与超薄样板刀具的端面平行，且高出超薄样板刀具端面0.8mm；两块夹板靠近工件表面一侧应与超薄样板刀具贴合紧密，没有明显的缝隙。利用穿过夹板两侧一一对应通孔的螺栓将两块夹板与超薄样板刀具贴合夹紧如图4所示。两块夹板把超薄样板刀具夹在中间夹紧后，夹板与超薄样板刀具之间不能有相互滑动，不能在夹板中间出现翘曲，夹板靠近超薄样板刀具表面一侧仍与超薄样板刀具大表面保持良好贴合。
3、之后在夹好夹板的超薄样板刀具端面和夹板仿形端面上涂一层大于0.05mm厚的激光热处理吸光涂料并晾干。
4、将涂好激光热处理吸光涂料的超薄样板刀具和夹板预固定在激光加工机工作台上，将光斑大小为Φ5mm的激光束焦点调到超薄样板刀具端面上，并使光束轴线与超薄样板刀具端面垂直。手动移动工作台，调整工件和夹板使激光束沿被夹持的超薄样板刀具端面中心线扫描加热，并保持光束焦点始终落到端面上使光束轴线并与超薄样板刀具端面垂直。启动激光器和加工机床实施激光处理，激光功率为1300w，扫描速度为25mm/s。
5、激光束扫描通过所有需处理的端面后，取下超薄样板刀具，去除夹具，即可得到如图5所示的硬化层深为0.5mm，硬度HRc＞55，端面均匀的硬化层。
实施例4：超薄样板刀具
1、首先制作两块形状相同的长方形夹板，两块夹板长边的一个端面加工成与超薄样板刀具形状接近的仿形面，并且夹板长度要大于超薄样板刀具端面长边25mm，夹板长出部分两边在垂直夹板表面方向各开有1～2个一一对应且大于Φ3mm的通孔，便于穿过螺栓并夹紧工件；其夹板宽度为10mm，夹板厚度为：5mm，夹板比超薄样板刀具端面高：0.9mm。
2、接下来在超薄样板刀具的大表面两侧，各放置一片夹板，两夹板各自的仿形端面应与超薄样板刀具的端面平行，且高出超薄样板刀具端面0.8mm；两块夹板靠近工件表面一侧应与超薄样板刀具贴合紧密，没有明显的缝隙。利用穿过夹板两侧一一对应通孔的螺栓将两块夹板与超薄样板刀具贴合夹紧如图4所示。两块夹板把超薄样板刀具夹在中间夹紧后，夹板与超薄样板刀具之间不能有相互滑动，不能在夹板中间出现翘曲，夹板靠近超薄样板刀具表面一侧仍与超薄样板刀具大表面保持良好贴合。
3、之后在夹好夹板的超薄样板刀具端面和夹板仿形端面上涂一层大于0.05mm厚的激光热处理吸光涂料并晾干。
4、将涂好激光热处理吸光涂料的超薄样板刀具和夹板预固定在激光加工机工作台上，将光斑大小为Φ5mm的激光束焦点调到超薄样板刀具端面上，并使光束轴线与超薄样板刀具端面垂直。手动移动工作台，调整工件和夹板使激光束沿被夹持的超薄样板刀具端面中心线扫描加热，并保持光束焦点始终落到端面上并使光束轴线与超薄样板刀具端面垂直。启动激光器和加工机床实施激光处理，激光功率为1600w，扫描速度为40mm/s。
5、激光束扫描通过所有需处理的端面后，取下超薄样板刀具，去除夹具，即可得到如图5所示的硬化层深为0.5mm，硬度HRc＞55，端面均匀的硬化层。
Claims (3)
1、一种用工件夹持法对薄壁件端面局部进行激光表面硬化处理的方法，通过如下步骤完成：
A、夹板制作工艺如下：制作两块形状相同的长方形夹板，两块夹板长边的一个端面加工成与待处理薄壁工件端面形状接近的仿形面，夹板长度要长出工件待处理端面长边25mm，夹板长出部分两边在垂直夹板表面方向各开有对应的通孔；
B、激光表面硬化处理的步骤如下：(1)首先将夹板装卡在薄壁工件大表面的两侧，两夹板各自的仿形端面应与待处理薄壁件的端面平行，且高出待处理端面0～1.2mm；两块夹板靠近工件表面一侧应与工件贴合紧密，利用穿过夹板两侧一一对应通孔的螺栓将两块夹板与工件贴合夹紧；(2)将夹好夹板待处理的工件端面和夹板仿形端面上涂一层激光热处理吸光涂料并晾干；(3)将涂好激光热处理吸光涂料的工件和夹板预固定在激光加工机工作台上，将激光束焦点，光斑大小为Ф5-6mm调到待处理端面上，并使光束轴线与工件端面垂直；手动移动工作台，调整工件和夹板使激光束沿被夹持的工件端面中心线扫描加热，并保持光束焦点始终落到端面上并使光束轴线与工件端面垂直；启动激光器和加工机床实施激光处理，激光功率为1000～1800w，扫描速度为20～40mm/s；(4)激光束扫描通过所有需处理的端面后，取下工件，去除夹具，即可得到深度大于0.5mm，硬度HRc＞55的工件硬化层。
2、根据权利要求1所述的一种用工件夹持法对薄壁件端面局部进行激光表面硬化处理的方法，其特征在于所述的夹板长度要长出工件待处理端面长边25mm，夹板宽度为10～15mm，夹板厚度为：2～7mm，夹板较薄壁件端面高：0～1.2mm。
3、根据权利要求1所述的一种用工件夹持法对薄壁件端面局部进行激光表面硬化处理的方法，其特征在于所述的将夹好夹板待处理的工件端面和夹板仿形端面上涂一层大于0.05mm厚的激光热处理吸光涂料并晾干。
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Non-Patent Citations (6)
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| 488发动机凸轮轴激光表面强化处理的研究. 姚远，郑培和，谢兴华等.汽车工艺与材料，第无卷第7期. 1994 |
| 488发动机凸轮轴激光表面强化处理的研究. 姚远，郑培和，谢兴华等.汽车工艺与材料，第无卷第7期. 1994 * |
| CA1092制动蹄片激光硬化处理. 姚远，朱伟成，郑培和等.汽车工艺与材料，第无卷第11期. 2003 |
| CA1092制动蹄片激光硬化处理. 姚远，朱伟成，郑培和等.汽车工艺与材料，第无卷第11期. 2003 * |
| 激光加工技术在汽车工业中的应用. 姚远.汽车工艺与材料，第无卷第2期. 2004 |
| 激光加工技术在汽车工业中的应用. 姚远.汽车工艺与材料，第无卷第2期. 2004 * |
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