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绿制這I 2020年第12期Green Manufacturing~'滚齿与激光熔覆复合一体机的设计李栋①吴文杰②
(①聊城大学东昌学院，山东聊城252000；②浙江万丰科技开发股份有限公司，浙江绍兴312400)
摘要：由于工况恶劣，矿山机械、船舶设备等领域使用的大模数、大规格齿轮容易出现磨损等缺陷，针对这类齿轮的修复，设计了滚齿与激光熔覆复合一体机。该机床通过在YK31125CNC数控滚齿机工作 乳腺疏通精油台一侧加装伺服轴控制的激光熔覆头来实现熔覆运动，采用在激光熔覆头粉末喷嘴外增加环形气帘
喷嘴的方式，在粉末束外围获得环形保护气帘以适应在开放环境中进行激光熔覆，给出了机床的控
制原理及简洁人性化的人机操作界面。使用该机床一次装夹可完成齿轮的修复及滚齿再加工，缩短
了齿轮修复周期，降低了修复成本。
关键词：齿轮；激光熔覆；修复；滚齿；复合机床；一体机
中图分类号:TH132文献标识码:A
DOI：10.19287/jki.1005-2402.2020.12.001
Design of gear hobbing and laser cladding integrated machine
LI Dong①，WU Wenjie②
(①Liaocheng University Dongchang College,Liaocheng252000,CHN；
②Zhejiang Wanfeng Science and Technology Development Co.,Ltd.,Shaoxing312400,CHN)
Abstract:Because of the bad working conditions,large module and large size gears used in mining machinery,marine equipment and other fields are prone to wear and other defects.Aiming at the repair of such gears,a
预绞丝gear hobbing and laser cladding composite machine is designed.The machine tool realizes cladding move
ment by adding laser cladding head controlled by servo axis on one side of the worktable of YK31125
CNC hobbing machine.It adopts the way of adding annular air curtain nozzle outside the powder nozzle of
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laser cladding head to obtain annular protective air curtain around the powder beam to adapt to laser
cladding in an open environment・The control principle of the machine tool and the simple and humanized
man-machine interface are given.By using this machine tool,the gear repair and hobbing can be com
pleted,the gear repair cycle can be shortened,and the repair cost can be reduced.
自动充电电动车Keywords:gear；laser cladding；repair；hobbing；compound machine tool；integrated machine
模数大、规格大的齿轮广泛应用于石油机械、大小船舶、风电设备及矿山机械等领域。由于工作条件差、载荷大，这些齿轮在使用过程中极易出现严重的磨损、点蚀、胶合等缺陷。有关资料显示，矿山机械设备总故障中约有1/10是由于齿轮失效引起的，大齿轮成为矿山机械最常见的易损件之一⑴。大齿轮制造过程工序多、工艺复杂，生产周期比较长，价格非常昂贵，如果因为一些小的损伤而报废，会导致维修成本急剧增高，同时也造成巨大的资源浪费。为降低成本，很多单位对损坏较小的大齿轮进行修复再利用，其中激光熔覆是使用较多的修复技术之一⑵。但现有的齿轮激光熔覆修复操作多是将齿轮在专用的熔覆设备上进行熔覆后，再将齿轮拆下来装到滚齿机或磨齿机上进行再加工恢复原状，
二次装夹操作较繁琐、周期长、成本高。针对这一问题，通过对YK31125CNC数控滚齿机进行改进，设计了一台滚齿与激光熔覆复合一体机，在该机床上一次装夹可完成齿轮的激光熔覆和滚齿再加工，缩短了齿轮修复周期，降低了修复成本。模拟训练系统
1机床总体设计
滚齿与激光熔覆复合一体机由滚齿系统、激光熔覆系统和控制系统3部分共同组成，机床总体布局如图1所示。滚齿系统主体为拆掉机床标配的小立柱组件后的YK31125CNC数控滚齿机。熔覆系统采用同轴送粉方式进行工作，即激光束从激光加工头轴心射出，金属粉末汇聚于激光束焦点并被激光束所熔
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