一种双光头高速激光熔覆设备论文和设计

全文摘要

本实用新型提出一种双光头高速激光熔覆设备，包括：工作平台、安装在工作平台上表面的一端且能够相对于所述工作平台移动的顶针安装座、固定安装在所述工作平台另一端的夹具，所述夹具由伺服电机驱动旋转，待熔覆的轴类工件安装在顶针安装座和夹具之间，所述工作平台的两侧对称安装有沿待熔覆的轴类工件径向移动的第一激光喷头和第二激光喷头，所述第一激光喷头和第二激光喷头相对于轴类工件能够上下移动调节，还包括配电控制箱，所述配电控制箱用于驱动所述夹具、第一激光喷头和第二激光喷头工作。本实用新型大大提高了熔覆效率。

主设计要求

1.一种双光头高速激光熔覆设备，其特征在于，包括：工作平台、安装在工作平台上表面的一端且能够相对于所述工作平台移动的顶针安装座、固定安装在所述工作平台另一端的夹具，所述夹具由伺服电机驱动旋转，待熔覆的轴类工件安装在顶针安装座和夹具之间，所述工作平台的两侧对称安装有沿待熔覆的轴类工件径向移动的第一激光喷头和第二激光喷头，所述第一激光喷头和第二激光喷头相对于轴类工件能够上下移动调节，还包括配电控制箱，所述配电控制箱用于驱动所述夹具、第一激光喷头和第二激光喷头工作。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种双光头高速激光熔覆设备，其特征在于，所述顶针安装座与所述夹具之间还设有两个用于支撑待熔覆的轴类工件的支撑架，所述支撑架相对于所述工作平台移动设置。

3.根据权利要求1所述的一种双光头高速激光熔覆设备，其特征在于，所述工作平台的两侧对称设有凹槽，一侧凹槽内安装有用于第一激光喷头径向移动的第一滑轨，另一侧的凹槽内安装有用于第二激光喷头径向移动的第二滑轨，所述第一滑轨上滑动安装有第一滑块，所述第二滑轨上滑动安装有第二滑块，所述第一滑块由第一电动丝杠驱动，所述第二滑块由第二电动丝杠驱动，所述第一电动丝杠和第二电动丝杆电连接所述配电控制箱。

4.根据权利要求3所述的一种双光头高速激光熔覆设备，其特征在于，所述第一滑块上垂直安装有第一支撑块，所述第一支撑块的中心设有滑槽，所述第一激光喷头滑动安装在所述滑槽内，所述第二滑块上垂直安装有第二支撑块，所述第二支撑块的中心设有滑槽，所述第二激光喷头滑动安装在所述滑槽内。

5.根据权利要求4所述的一种双光头高速激光熔覆设备，其特征在于，所述第一激光喷头和第二激光喷头同侧安装。

6.根据权利要求5所述的一种双光头高速激光熔覆设备，其特征在于，所述第一滑轨和第二滑轨的中间设有用于穿过丝杠的通道，所述第一滑块和第二滑块上设有与丝杆匹配的螺孔。

7.根据权利要求6所述的一种双光头高速激光熔覆设备，其特征在于，所述第一滑块和第二滑块的形状为直角三角体。

8.根据权利要求2所述的一种双光头高速激光熔覆设备，其特征在于，所述支撑架包括底座、移动块、支撑杆、支撑座、两个滚轮，所述底座位于所述工作平台上，所述移动块固定安装在所述底座的底部，所述工作平台的中间设有用于所述移动块移动的移动槽，所述支撑杆固定安装在所述底座的上端，所述支撑座固定安装在所述支撑杆的上端，所述两个滚轮对称转动安装在所述支撑座上，待熔覆的轴类工件位于两个滚轮之间，两个滚轮随轴类工件的旋转而转动。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及激光熔覆技术领域，特别涉及一种双光头高速激光熔覆设备。

背景技术

高速激光熔覆技术是以激光熔覆为基础的改良技术，主要针对具有轴对称结构的轴类、盘类部件的表面，熔覆一层具有耐磨或耐腐蚀特性的金属，以实现部件表面的耐磨耐腐蚀性能，可广泛应用于煤机、海洋、石油等行业。此技术对环境污染小，熔覆层与基体间为具有高强度的冶金结合，因此已成为替代电镀铬的主要技术手段。

高速激光熔覆技术相比于传统激光熔覆技术的特点为：熔覆线速度高，约为20-250m\/min；采用同轴送粉的方式输送粉末，并且粉末在空中熔化；熔覆效率高，最高约为3m^{2<\/sup>\/h。}

高速激光熔覆技术根据及技术原理及现有的设备条件，目前能达到的最高熔覆效率约为3m^{2<\/sup>\/h，但此效率仍不足以大幅的降低加工成本。}

针对大批量、大尺寸部件的高速激光熔覆加工，本实用新型设计了一种双光头高速激光熔覆设备，使熔覆效率可以达到6m^{2<\/sup>\/h左右，大大提高了熔覆效率。}

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提出一种双光头高速激光熔覆设备，使熔覆效率可以达到6m^{2<\/sup>\/h左右，大大提高了熔覆效率。}

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种双光头高速激光熔覆设备，其特征在于，包括：工作平台、安装在工作平台上表面的一端且能够相对于所述工作平台移动的顶针安装座、固定安装在所述工作平台另一端的夹具，所述夹具由伺服电机驱动旋转，待熔覆的轴类工件安装在顶针安装座和夹具之间，所述工作平台的两侧对称安装有沿待熔覆的轴类工件径向移动的第一激光喷头和第二激光喷头，所述第一激光喷头和第二激光喷头相对于轴类工件能够上下移动调节，还包括配电控制箱，所述配电控制箱用于驱动所述夹具、第一激光喷头和第二激光喷头工作。

进一步，所述顶针安装座与所述夹具之间还设有两个用于支撑待熔覆的轴类工件的支撑架，所述支撑架相对于所述工作平台移动设置。

进一步，所述工作平台的两侧对称设有凹槽，一侧凹槽内安装有用于第一激光喷头径向移动的第一滑轨，另一侧的凹槽内安装有用于第二激光喷头径向移动的第二滑轨，所述第一滑轨上滑动安装有第一滑块，所述第二滑轨上滑动安装有第二滑块，所述第一滑块由第一电动丝杠驱动，所述第二滑块由第二电动丝杠驱动，所述第一电动丝杠和第二电动丝杆电连接所述配电控制箱。

进一步，所述第一滑块上垂直安装有第一支撑块，所述第一支撑块的中心设有滑槽，所述第一激光喷头滑动安装在所述滑槽内，所述第二滑块上垂直安装有第二支撑块，所述第二支撑块的中心设有滑槽，所述第二激光喷头滑动安装在所述滑槽内。

进一步，所述第一激光喷头和第二激光喷头同侧安装。

进一步，所述第一滑轨和第二滑轨的中间设有用于穿过丝杠的通道，所述第一滑块和第二滑块上设有与丝杆匹配的螺孔。

进一步，所述第一滑块和第二滑块的形状为直角三角体。

进一步，所述支撑架包括底座、移动块、支撑杆、支撑座、两个滚轮，所述底座位于所述工作平台上，所述移动块固定安装在所述底座的底部，所述工作平台的中间设有用于所述移动块移动的移动槽，所述支撑杆固定安装在所述底座的上端，所述支撑座固定安装在所述支撑杆的上端，所述两个滚轮对称转动安装在所述支撑座上，待熔覆的轴类工件位于两个滚轮之间，两个滚轮随轴类工件的旋转而转动。

本实用新型的优点在于：通过设置双激光喷头，大大提高了熔覆效率，并且为了适应不同的工件尺寸，将顶针安装座、支撑架均设置成移动式的，另外，支撑架上设置了两个从动式的滚轮，既起到了支撑作用，又不影响工件的旋转。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型的一种双光头高速激光熔覆设备的其中一个角度的立体结构示意图；

图2为本实用新型的一种双光头高速激光熔覆设备的另一个角度的立体结构示意图；

图3为本实用新型的一种双光头高速激光熔覆设备的侧视图；

图4为本实用新型的一种双光头高速激光熔覆设备的支撑架的结构图；

图5为本实用新型的一种双光头高速激光熔覆设备的顶针安装座的示意图。

其中：1、工作平台；2、夹具；3、顶针安装座；4、工件；5、支撑架； 6、第一激光喷头；7、第二激光喷头；8、第一滑轨；9、第一电动丝杠；10、第一滑块；11、第一支撑块；12、第二支撑块；13、滑槽；14、配电控制箱；15、第二电动丝杠；16、通道；17、移动槽；18、第二滑块；19、第三滑块； 501、底座；502、移动块；503、支撑杆；504、支撑座；505、滚轮。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1-图5所示，一种双光头高速激光熔覆设备，其特征在于，包括：工作平台1、安装在工作平台1上表面的一端且能够相对于所述工作平台1 移动的顶针安装座3、固定安装在所述工作平台1另一端的夹具2，顶针安装座3设置成可移动的结构，调节支撑架5的位置，如图5所示，顶针安装座 3的底部设有第三滑块19，第三滑块19滑动设置在移动槽17内，顶针安装座3借助锤子等工具，能够相对于工作平台1调节位置，或者，如图5所示，在第三滑块19上设有安装螺孔，可以通过丝杠来驱动；所述夹具2由伺服电机驱动旋转，待熔覆的轴类工件4安装在顶针安装座3和夹具2之间，所述工作平台1的两侧对称安装有沿待熔覆的轴类工件4径向移动的第一激光喷头6和第二激光喷头7，所述第一激光喷头6和第二激光喷头7相对于轴类工件4能够上下移动调节，能够根据工件4的高度大小来调节第一激光喷头 6和第二激光喷头7相对于工件4的距离，其中第一激光喷头6和第二激光喷头7均连接有送粉装置，第一激光喷头6和第二激光喷头7与送粉装置的连接属于本领域的常规设置，在此不再赘述，还包括配电控制箱14，所述配电控制箱14用于驱动所述夹具2、第一激光喷头6和第二激光喷头7工作，配电控制箱14内安装有PLC控制器，用于控制驱动伺服电机和第一电动丝杠 9和第二电动丝杠15工作。

进一步，所述顶针安装座3与所述夹具2之间还设有两个用于支撑待熔覆的轴类工件4的支撑架5，所述支撑架5相对于所述工作平台1移动设置。设置成可移动的结构，调节支撑架5的位置。

进一步，所述工作平台1的两侧对称设有凹槽，一侧凹槽内安装有用于第一激光喷头6径向移动的第一滑轨8，另一侧的凹槽内安装有用于第二激光喷头7径向移动的第二滑轨，所述第一滑轨8上滑动安装有第一滑块10，所述第二滑轨上滑动安装有第二滑块18，所述第一滑块10由第一电动丝杠9 驱动，所述第二滑块18由第二电动丝杠15驱动，所述第一电动丝杠9和第二电动丝杆电连接所述配电控制箱14。

进一步，所述第一滑块10上垂直安装有第一支撑块11，所述第一支撑座504块的中心设有滑槽13，所述第一激光喷头6滑动安装在所述滑槽13 内，所述第二滑块18上垂直安装有第二支撑块12，所述第二支撑块12的中心设有滑槽13，所述第二激光喷头7滑动安装在所述滑槽13内。第一激光喷头6与第二激光喷头7紧紧卡接在滑槽13内，借助垂直等工具可以调节高度，当然为了第一激光喷头6和第二激光喷头7的稳固，也可以设置调节螺栓，加以固定。

进一步，所述第一激光喷头6和第二激光喷头7同侧安装。

进一步，所述第一滑轨8和第二滑轨的中间设有用于穿过丝杠的通道16，所述第一滑块10和第二滑块18上设有与丝杆匹配的螺孔。

进一步，所述第一滑块10和第二滑块18的形状为直角三角体。

进一步，所述支撑架5包括底座501、移动块502、支撑杆503、支撑座 504、两个滚轮505，所述底座501位于所述工作平台1上，所述移动块502 固定安装在所述底座501的底部，所述工作平台1的中间设有用于所述移动块502移动的移动槽17，所述支撑杆503固定安装在所述底座501的上端，所述支撑座504固定安装在所述支撑杆503的上端，所述两个滚轮505对称转动安装在所述支撑座504上，待熔覆的轴类工件4位于两个滚轮505之间，两个滚轮505随轴类工件4的旋转而转动。

本实施例设计的双光头高速激光熔覆设备主要是为了配合轴类工件4双头熔覆工艺的使用，工艺过程如下：

1.第一激光喷头6从一侧起始，第二激光喷头7从工件4中间部位起始，同时开启激光进行熔覆或者第一激光喷头6从一侧起始，第二激光喷头7从工件4另一侧起始，同时开启激光进行熔覆，到达工件4中间位置前，第一激光喷头6停止并撤回，第二激光喷头7熔覆至第一激光喷头6停止位置，这样设置是为了防止第一激光喷头6和第二激光喷头7碰头发生碰撞。

2.高速激光熔覆后需要重熔(仅出激光，不送粉，激光重熔可以降低表面粗糙度并使熔覆层更致密，根据加工要求的不同可能会采用此工序)时，第一激光喷头6从一侧起始，第二激光喷头7从工件4中间部位起始，同时开启激光进行熔覆，熔覆完成后，第一激光喷头6及第二激光喷头7分别反向移动，进行重熔或高速激光熔覆后需要重熔时，第一激光喷头6从一侧起始，第二激光喷头7从工件4另一侧起始，同时开启激光进行熔覆，到达中间位置前，第一激光喷头6停止并撤回，第二激光喷涂熔覆至1停止位置，熔覆完成后，第一激光喷头6和第二激光喷头7分别反向移动，完成重熔。

其中需要说明的是，为了使第一激光喷头6和第二激光喷头7运动到上述对应位置，本领域技术人员可以在相应位置设置限位传感器，当第一激光喷头6或第二激光喷头7运动到相应位置后，限位传感器会发送信号给PLC 控制器，PLC控制器则控制第一电动丝杠9或第二电动丝杠15的停止或反向运动，这是本领域技术人员的常规手段，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

设计图

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主设计要求

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