一种水下激光冲击强化齿轮泵齿轮的装置与方法

摘要

本发明涉及一种水下激光冲击强化齿轮泵齿轮的装置与方法。齿轮工件安装于多级芯轴上，多级芯轴设有多个轴肩可安装不同尺寸的齿轮工件，整个工件系统处于水溶液中。高功率脉冲激光发生装置发出强激光聚焦于齿轮表面上，高能量激光诱导出大量高压等离子体高速冲击齿轮表面形成一次冲击波；此外，激光击穿水溶液时在齿轮表面附近产生空泡，空泡继续吸收激光能量后膨胀，最后溃灭冲击齿轮表面形成二次冲击波，在两种冲击波的综合作用下，齿轮表层和次表层可形成均匀稳定的位错、细化的晶粒和表层残余压应力，有效的提高齿轮工件的接触强度和抗疲劳性能，改善齿轮工件的耐磨性和抗腐蚀性。

主权项

一种水下激光冲击强化齿轮泵齿轮的装置，包括激光发生系统和工件系统，所述激光发生系统由高功率脉冲激光发生装置（12）、全反镜（17）和激光加工头（19）组成，其特征在于，所述激光加工头（19）和所述工件系统均位于反应容器（18）内，所述工件系统包括数字控制器（11）、齿轮传动箱（23）、三爪卡盘（24）、多级芯轴（26）、螺母（28）、顶尖（30）、工作台（3）、升降机构（2）和基座（1），所述多级芯轴（26）依次由三爪卡盘固定段（261）、过渡段（262）和若干不同轴径大小的齿轮支撑段（263）组成，所述三爪卡盘固定段（261）固定在与所述齿轮传动箱（23）相连的三爪卡盘（24）内，所述每一段的齿轮支撑段（263）上均设有和螺母（28）相配合的螺纹，在所述每一段的齿轮支撑段（263）上还设有与所述螺母（28）相配合的垫片（27）；其中最小轴径的齿轮支撑段的端面中心孔（264）与所述顶尖（30）配合实现对所述多级芯轴（26）的整体支撑定位；所述齿轮传动箱（23）和所述顶尖（30）位于所述工作台（3）上，所述升降机构（2）固定安装在所述工作台（3）的下方，所述基座（1）上设有X和Y向轨道，所述工作台（3）的底部通过X和Y向导轨与所述基座（1）上的X和Y向轨道配合；所述数字控制器（11）通过控制所述升降机构（2）来调节工作台（3）的上下位移，所述数字控制器（11）通过控制X和Y向导轨来调节工作台（3）的左右位移；所述数字控制器（11）通过控制所述齿轮传动箱（23）的转动来调节多级芯轴（26）的转速和转向。