激光束傳輸與聚焦裝置制造方法
【專利摘要】一種激光束傳輸與聚焦裝置，包括噴嘴、激光聚焦鏡頭，噴嘴與激光聚焦鏡頭呈彎折連接，激光聚焦鏡頭連接有深度調(diào)節(jié)套筒，深度調(diào)節(jié)套筒由一組套筒連接而成。本實(shí)用新型進(jìn)行激光淬火、激光重熔等時(shí)，因不需要送粉，整個(gè)裝置可豎直放置，可不使用高度調(diào)節(jié)套筒和激光反射頭，激光束直接穿過深度調(diào)節(jié)套筒輻照到激光聚焦鏡上，經(jīng)聚焦后穿過噴嘴輻射到零件的內(nèi)壁上，實(shí)現(xiàn)激光淬火或重熔。
【專利說明】激光束傳輸與聚焦裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種激光【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是在深桶形零件內(nèi)壁激光熔覆、淬火等激光表面強(qiáng)化中使用的激光束傳輸與聚焦裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，激光強(qiáng)化，如激光合金化、激光淬火、激光熔覆、激光重熔、激光非晶化等，其加熱過程都是依靠高能量密度的激光束加熱零件表面。當(dāng)零件表面為平面時(shí)，僅僅依靠激光束隨數(shù)控機(jī)床的移動(dòng)，就可實(shí)現(xiàn)單道掃描，多道搭接等，實(shí)現(xiàn)大面積表面的激光熔覆或淬火等強(qiáng)化。當(dāng)處理面為圓柱、圓錐形零件的外表面時(shí)，通過將零件的一端采用卡盤固定，使零件隨卡盤轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)合激光束在X、Y、Z方向的運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)零件的表面熔覆、淬火等強(qiáng)化。但是當(dāng)零件為桶形、薄壁形，需要強(qiáng)化的部位為零件內(nèi)表面時(shí)，特別是當(dāng)零件內(nèi)徑較小時(shí)，其內(nèi)壁的激光處理非常困難。如發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套、油管、圓錐破碎機(jī)的圓環(huán)行破碎壁、軋臼壁等內(nèi)壁的激光熔覆，由于激光束的單向性，上述零件內(nèi)壁的激光處理非常困難，需要設(shè)計(jì)專門的激光束傳輸與聚焦裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種激光束傳輸與聚焦裝置，不但安裝、固定方便，而且能隨激光頭按任意軌跡自由運(yùn)動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)桶形、環(huán)形零件內(nèi)壁的激光熔覆、淬火、合金等激光強(qiáng)化。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案:這種激光束傳輸與聚焦裝置，包括噴嘴、激光聚焦鏡頭，噴嘴與激光聚焦鏡頭呈彎折連接，激光聚焦鏡頭連接有深度調(diào)節(jié)套筒，深度調(diào)節(jié)套筒由一組套筒連接而成。這樣深度調(diào)節(jié)套筒根據(jù)所需長(zhǎng)度連接相對(duì)應(yīng)的套筒數(shù)量，套筒內(nèi)可以傳輸激光束，這樣可以將噴嘴伸入內(nèi)徑較小的孔內(nèi)，并對(duì)其內(nèi)壁進(jìn)行激光處理。
[0005]為了進(jìn)一步完善，深度調(diào)節(jié)套筒的外端連接有激光反射鏡頭，激光反射鏡頭連接高度調(diào)節(jié)套筒，高度調(diào)節(jié)套筒由一組套筒連接而成。深度調(diào)節(jié)套筒通過螺紋與激光聚焦頭相連，深度調(diào)節(jié)套筒視其零件深度的不同，可添減。高度調(diào)節(jié)套筒通過上部的螺紋與機(jī)床相連，高度調(diào)節(jié)套筒的數(shù)量同樣視其零件尺寸可增減。
[0006]套筒的一端設(shè)有外螺紋接頭，套筒的另一端設(shè)有與外螺紋接頭匹配連接的內(nèi)螺紋槽。
[0007]噴嘴內(nèi)設(shè)有激光束通道、載氣通道和循環(huán)冷卻水通道，循環(huán)冷卻水通道連接噴嘴冷卻水出口和噴嘴冷卻水入口。激光反射頭樣由外殼、反射鏡、密封圈、密封蓋、固定蓋、螺絲、水嘴等構(gòu)成，在激光反射鏡內(nèi)部中空，用來通冷卻水。當(dāng)進(jìn)行零件內(nèi)壁激光淬火或重熔時(shí)，可不用激光反射頭。
[0008]激光聚焦鏡頭包括外殼，外殼內(nèi)安裝聚焦鏡，聚焦鏡內(nèi)部中空，用來通冷卻水，因?yàn)榧す饩劢圭R為銅鏡，通水冷卻放置其溫度過高燒損。并在聚焦鏡的外端設(shè)有密封圈、密封蓋和固定蓋，在固定蓋上設(shè)有穿過密封蓋的冷卻水入口和冷卻水出口，冷卻水出口在上，冷卻水入水口在下，這樣可增強(qiáng)冷卻效果。
[0009]本實(shí)用新型有益的效果是:本實(shí)用新型進(jìn)行激光淬火、激光重熔等時(shí)，因不需要送粉，整個(gè)裝置可豎直放置，可不使用高度調(diào)節(jié)套筒和激光反射頭，激光束直接穿過深度調(diào)節(jié)套筒輻照到激光聚焦鏡上，經(jīng)聚焦后穿過噴嘴輻射到零件的內(nèi)壁上，實(shí)現(xiàn)激光淬火或重熔。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型激光聚焦鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型的剖視圖；
[0013]圖4為圖3中A部分的放大示意圖；
[0014]圖5為本實(shí)用新型中噴嘴的剖視圖。
[0015]附圖標(biāo)記說明:噴嘴1，激光束通道1-1，載氣通道1-2，循環(huán)冷卻水通道1-3，激光聚焦鏡頭2，外殼2-1，聚焦鏡2-2，密封圈2-3，密封蓋2-4，固定蓋2_5，深度調(diào)節(jié)套筒3，激光反射鏡頭4，高度調(diào)節(jié)套筒5，套筒6，外螺紋接頭6-1，冷卻水入口 7，冷卻水出口 8，噴嘴冷卻水入口 9，噴嘴冷卻水出口 10。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0017]參照附圖:這種激光束傳輸與聚焦裝置，包括噴嘴1、激光聚焦鏡頭2，噴嘴I與激光聚焦鏡頭2呈彎折連接，激光聚焦鏡頭2連接有深度調(diào)節(jié)套筒3，深度調(diào)節(jié)套筒3由一組套筒6連接而成。深度調(diào)節(jié)套筒3的外端連接有激光反射鏡頭4，激光反射鏡頭4連接高度調(diào)節(jié)套筒5，高度調(diào)節(jié)套筒5由一組套筒6連接而成。
[0018]套筒6的一端設(shè)有外螺紋接頭6-1，套筒6的另一端設(shè)有與外螺紋接頭6-1匹配連接的內(nèi)螺紋槽6-2。噴嘴I內(nèi)設(shè)有激光束通道1-1、載氣通道1-2和循環(huán)冷卻水通道1-3，循環(huán)冷卻水通道1-3連接噴嘴冷卻水入口 9和噴嘴冷卻水出口 10。激光聚焦鏡頭2包括外殼2-1，外殼2-1內(nèi)安裝聚焦鏡2-2，聚焦鏡2-2內(nèi)部中空，并在聚焦鏡2-2的外端設(shè)有密封圈2-3、密封蓋2-4和固定蓋2-5，固定蓋2-5上設(shè)有穿過密封蓋2_4的冷卻水入口 I和冷卻水出口 8。
[0019]當(dāng)進(jìn)行零件內(nèi)壁激光熔覆時(shí)，零件水平放置，一端被機(jī)床的卡盤卡牢。激光束通過高度調(diào)節(jié)套筒5后，進(jìn)入激光反射鏡頭4，經(jīng)反射鏡反射后，平行穿過深度調(diào)節(jié)套筒3，輻照到激光聚焦鏡2上，經(jīng)聚焦后匯聚，穿過中空的噴嘴I后，輻照在零件的內(nèi)壁上，形成熔池。在噴嘴I中，設(shè)有倒置圓錐狀的流道。粉末在載氣的推動(dòng)下，從預(yù)先設(shè)置的載氣入口進(jìn)入噴嘴1，沿著圓錐流道噴出，并最終匯聚道熔池中，實(shí)現(xiàn)同軸送粉熔覆。
[0020]當(dāng)進(jìn)行激光淬火、激光重熔等時(shí)，因不需要送粉，整個(gè)裝置可豎直放置，可不使用高度調(diào)節(jié)套筒5和激光反射頭4。零件豎直放置在可沿豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的托盤上，激光束直接穿過深度調(diào)節(jié)套筒3輻照到激光聚焦鏡上，經(jīng)聚焦后穿過噴嘴I輻射到零件的內(nèi)壁上，實(shí)現(xiàn)激光淬火或重熔。
[0021]雖然本實(shí)用新型已通過參考優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了圖示和描述，但是，本專業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可作形式和細(xì)節(jié)上的各種各樣變化。
【權(quán)利要求】
1.一種激光束傳輸與聚焦裝置，包括噴嘴(I)、激光聚焦鏡頭(2)，其特征是:所述噴嘴(I)與激光聚焦鏡頭(2 )呈彎折連接，激光聚焦鏡頭(2 )連接有深度調(diào)節(jié)套筒(3 )，深度調(diào)節(jié)套筒(3)由一組套筒(6)連接而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光束傳輸與聚焦裝置，其特征是:所述深度調(diào)節(jié)套筒(3)的外端連接有激光反射鏡頭(4)，激光反射鏡頭(4)連接高度調(diào)節(jié)套筒(5)，高度調(diào)節(jié)套筒(5)由一組套筒(6)連接而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光束傳輸與聚焦裝置，其特征是:所述套筒(6)的一端設(shè)有外螺紋接頭(6-1)，套筒(6)的另一端設(shè)有與外螺紋接頭(6-1)匹配連接的內(nèi)螺紋槽(6-2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光束傳輸與聚焦裝置，其特征是:所述噴嘴(I)內(nèi)設(shè)有激光束通道(1-1 )、載氣通道(1-2)和循環(huán)冷卻水通道(1-3)，循環(huán)冷卻水通道(1-3)連接噴嘴冷卻水入口(9)和噴嘴冷卻水出口( 10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光束傳輸與聚焦裝置，其特征是:所述激光聚焦鏡頭(2)包括外殼(2-1)，外殼(2-1)內(nèi)安裝聚焦鏡(2-2)，聚焦鏡(2-2)內(nèi)部中空，并在聚焦鏡(2_2)的外端設(shè)有密封圈(2-3)、密封蓋(2-4)和固定蓋(2-5)，固定蓋(2-5)上設(shè)有穿過密封蓋(2-4)的冷卻水入口(7)和冷卻水出口(8)。
【文檔編號(hào)】C23C24/10GK203474893SQ201320637755
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】張偉 申請(qǐng)人:浙江機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院