一种轮毂轴承密封面激光强化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种轮毂轴承密封面激光强化方法及装置，具体包括以下步骤：步骤一：对轮毂轴承密封面进行预处理，并预置激光吸光涂料；步骤二：将轮毂轴承安装在旋转台上，按照设定的角速度旋转旋转台；步骤三：对轮毂轴承密封面进行多点环状激光表面强化；所述一种轮毂轴承密封面激光强化装置包括多点环状光斑激光发生装置、三爪卡盘和旋转台，三爪卡盘安装在旋转台的旋转端，待加工的轮毂轴承安装在三爪卡盘上，多点环状光斑激光发生装置设置在三爪卡盘的正上方。本发明专利技术只针对轮毂轴承密封面进行激光强化，使其耐磨性增强，延长轮毂轴承的使用寿命，从而避免了对整个轮毂轴承进行淬火，大大减少了加工时间和加工成本。大大减少了加工时间和加工成本。大大减少了加工时间和加工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种轮毂轴承密封面激光强化方法及装置


[0001]本专利技术涉及激光加工领域，更具体的说，尤其涉及一种轮毂轴承密封面激光强化方法及装置。

技术介绍

[0002]汽车零部件行业不断发展，其中汽车零部件的质量将直接影响到整车的性能。汽车轮毂轴承是汽车中的关键零部件，起到了承重和导向的作用。随着汽车产业的不断进步，对轮毂轴承的密封性能提出了更高的要求。轮毂轴承密封面在工作过程中始终与轮毂轴承密封圈唇口在过盈工况下摩擦，若轮毂轴承密封面抗磨损性能不佳将导致轮毂轴承密封面摩擦磨损，进而导致密封圈与密封面配合不良、空隙变大、甚至脱落，最终导致外界的泥水和污物侵入轴承内部，这些泥水和污物进入高速旋转的轮毂轴承内部后将直接破坏轴承内部结构，大大缩短轮毂轴承的使用寿命。因此，为了提高轮毂轴的综合性能，对轮毂轴承密封面提出了耐磨损、疲劳强度高、寿命长和可靠性强的苛刻要求。
[0003]为提高轮毂轴承整体性能，中外学者均作了大量研究，但是鲜有文献与专利研究单独提高轮毂轴承密封面抗磨损性能的方法。在期刊《低温工程》2010期第28
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31中公开了一篇深冷条件下轮毂轴承疲劳寿命强化试验，涉及了采用深冷处理工艺对轮毂轴承进行热处理，但存在处理时间长，工艺复杂等特点。在期刊《金属加工》2015期第22
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23页中公开了一篇载货汽车轮毂轴承外圈感应淬火，采用一个单滚道感应器对轮毂轴承外圈进行感应淬火，仍存在淬火部位难以控制、容易出现裂纹等缺点。
[0004]综上所述，目前没有一种好的方法来直接提高轮毂轴承密封面的抗磨损性能。越来越多的汽车制造厂商开始重视轮毂轴承密封面的耐磨损性能，并提出了新要求。为了防止轮毂轴承密封面摩擦磨损而导致的轴承失效，采用一种高效的技术手段对轮毂轴承密封面进行强化是十分有必要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决现有的轮毂轴承密封面的耐磨损性能要求越来越高但是没有更好的方法来直接提高轮毂轴承密封面的抗磨损性能、感应淬火部位难以控制、变形大易淬裂且常规激光淬火在环形搭接处易出现软带导致淬火效率不高的问题，提出了一种轮毂轴承密封面激光强化方法及装置，由该强化方法强化后的轮毂轴承密封面与密封面过盈配合部位的耐磨性好，总体变形小，可靠性强，使轮毂轴承具有较长的使用寿命。
[0006]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种轮毂轴承密封面激光强化方法，具体包括以下步骤：
[0007]步骤一：对轮毂轴承密封面进行预处理，并预置激光吸光涂料；
[0008]步骤二：将轮毂轴承安装在旋转台上，按照设定的角速度旋转旋转台；
[0009]步骤三：对轮毂轴承密封面进行多点环状激光表面强化。
[0010]进一步的，所述轮毂轴承的材料为轴承钢材料。轴承钢材料具体包括GCr15、
42CrMo、GCr15SiMn等全淬透轴承钢。
[0011]进一步的，所述步骤一的预处理包括先除油后清洗，保证轮毂轴承密封面表面清洁后预置激光吸光涂料。
[0012]进一步的，所述步骤一中使用的激光吸光涂料的组成为：以炭黑粉末为主要成分的乙酸异戊酯溶液，炭黑粉末质量配比为8～12％，并添加质量配比为8％～10％的酯胶清漆或丙烯酸清漆作为增稠剂。
[0013]进一步的，所述激光吸光涂料的预置方法为采用喷涂或涂刷的方式将激光吸光涂料预置到需要进行激光强化的轮毂轴承密封面处，涂层厚度为0.02～0.04mm。
[0014]进一步的，所述步骤二中轮毂轴承在旋转台上的安装方式为通过三爪卡盘进行夹紧。
[0015]进一步的，所述步骤三中对轮毂轴承密封面进行多点环状激光表面强化的具体方式为：用多点环状光斑对准轮毂轴承密封面进行激光强化，在强化过程中快速旋转轮毂轴承。
[0016]进一步的，所述多点环状激光的具体工艺参数为：单点激光光斑直径3～10mm，所组成多点光斑环状直径40～400mm，光斑数量6～12个，扫描角速度2～30rad/s，扫描时间2
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20s，激光功率1000～1500W。
[0017]进一步的，所述步骤三中的多点环状激光表面强化通过轮毂轴承密封面激光强化装置来实现，所述一种轮毂轴承密封面激光强化装置包括多点环状光斑激光发生装置、三爪卡盘和旋转台，三爪卡盘安装在旋转台的旋转端，待加工的轮毂轴承安装在三爪卡盘上，多点环状光斑激光发生装置设置在三爪卡盘的正上方；所述多点环状光斑激光发生装置包括激光发生器、激光分束镜和多块扫描振镜，激光发生器内部的激光头发出的原始激光光束经过激光分束镜后分成功率相近的多道激光分光束，通过不同的扫描振镜调整每道激光分光束的角度及位置，再利用聚光透镜将每道激光分光束照射到待加工点上，由多道这样的单一激光分光束组成多点环状光斑，对轮毂轴承密封面进行多点环状激光表面强化。
[0018]在多点环状激光表面强化完毕后直接进行清洗并抛光到需要的粗糙度即可使用。
[0019]本专利技术的工作原理如下：
[0020]采用多点环状光斑进行激光淬火，在淬火过程中旋转轮毂轴承，使轴承密封面均匀受热，材料表面温度升至奥氏体化温度以上并保温一段时间，随后通过材料自身热传导迅速冷却形成均匀的马氏体组织，大大提高表面硬度和耐磨性，强化轮毂轴承密封面，延长轮毂轴承的使用寿命。
[0021]本专利技术的有益效果在于：
[0022]1、本专利技术只针对轮毂轴承密封面进行激光强化，使其耐磨性增强，延长轮毂轴承的使用寿命，从而避免了对整个轮毂轴承进行淬火，大大减少了加工时间和加工成本。
[0023]2、本专利技术采用多点环状光斑进行激光淬火，在淬火过程中旋转工件，避免了搭接问题，同时强化效果更好。
[0024]3、本专利技术的多点环状光斑激光快速淬火可以降低淬火过程中的残余应力，降低热变形，同时减少回火软带的出现。
[0025]4、本专利技术在淬火前涂覆吸光涂料增加基体吸光率，采用多点环状光斑强化相较于传统的喷丸强化效果好，大大提高轮毂轴承密封面耐磨性和可靠性。
[0026]5、本专利技术多点环状激光淬火通过材料自身冷却，奥氏体转变为马氏体，避免了传统淬火过程中必须使用的冷却液，更加清洁快速。
附图说明
[0027]图1是本专利技术轮毂轴承的结构示意图。
[0028]图2是本专利技术一种轮毂轴承密封面激光强化方法及装置的整体结构示意图。
[0029]图3是本专利技术的轮毂轴承强化加工示意图。
[0030]图4是本专利技术激光分束镜原理示意图。
[0031]图中，1
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第一轮毂轴承密封面、2
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第二轮毂轴承密封面、3
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第三轮毂轴承密封面、4
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多点环状光斑激光发生装置、5
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三爪卡盘、6
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轮毂轴承、7
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激光分光束、8
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原始激光光束、9
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激光分束镜、10
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轮毂轴承密封面激光强化方法及装置，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤一：对轮毂轴承密封面进行预处理，并预置激光吸光涂料；步骤二：将轮毂轴承(6)安装在旋转台上，按照设定的角速度旋转旋转台；步骤三：对轮毂轴承密封面进行多点环状激光表面强化。2.根据权利要求1所述的一种轮毂轴承密封面激光强化方法及装置，其特征在于：所述轮毂轴承(6)的材料为轴承钢材料。3.根据权利要求1所述的一种轮毂轴承密封面激光强化方法及装置，其特征在于：所述步骤一的预处理包括清洗和除油。4.根据权利要求1所述的一种轮毂轴承密封面激光强化方法及装置，其特征在于：所述步骤一中使用的激光吸光涂料的组成为：以炭黑粉末为主要成分的乙酸异戊酯溶液，炭黑粉末质量配比为8～12％，并添加8％～10％的酯胶清漆或丙烯酸清漆作为增稠剂。5.根据权利要求1所述的一种轮毂轴承密封面激光强化方法及装置，其特征在于：所述激光吸光涂料的预置方法为采用喷涂或涂刷的方式将激光吸光涂料预置到需要进行激光强化的轮毂轴承密封面处，涂层厚度为0.02～0.04mm。6.根据权利要求1所述的一种轮毂轴承密封面激光强化方法及装置，其特征在于：所述步骤二中轮毂轴承(6)在旋转台上的安装方式为通过三爪卡盘(5)进行夹紧。7.根据权利要求1所述的一种轮毂轴承密封面激光强化方法及装置，其特征在于：所述步骤三中对轮毂轴承密封面进行多点环状激光表面强化的具体方式为：用多...

【专利技术属性】
技术研发人员：张群莉，陈智君，姚建华，唐泽浩，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：