專利名稱：激光真空室調(diào)焦裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)焦裝置。
技術(shù)背景在研究激光熔覆及快速成型等工藝過程中，除了要建立適合的激光工藝參 數(shù)外，嚴(yán)格來說要確定熔覆或快速成型后粉末化學(xué)成分元素的不變性，如果激 光熔覆工藝在空氣中進(jìn)行，那么空氣中的某元素(如氧或氮等)就會(huì)在激光 束與金屬粉末相互作用時(shí)產(chǎn)生高溫的局部熔化區(qū)域與金屬粉末中的某元素發(fā)生 反應(yīng)，生成金屬氧化物或氮化物，這種"氧或氮"元素的加入將影響熔覆層材 料性能，為避免這種情況的發(fā)生，簡(jiǎn)單的方法是向金屬粉末熔化區(qū)域吹送惰性 氣體以保證熔池中金屬元素成分的不變性，但這種方法很難將空氣與熔池完全 隔離開。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為解決在空氣中激光束與金屬粉末相互作用過程中易生成 金屬氧化物或氮化物而影響熔覆層材料性能的問題，提供一種激光真空室調(diào)焦 裝置。本發(fā)明包括聚焦組件l、支撐圓筒2、調(diào)節(jié)焦距套3、真空密封膠圈4和旋 轉(zhuǎn)軸承5，聚焦組件1由聚焦鏡片11、鏡片上座12、鏡片底座13、密封膠圈14、 水冷圓環(huán)套15、墊套16和內(nèi)封閉套17組成，內(nèi)封閉套17的頂端與墊套16的 下端固定連接，墊套16的上端與水冷圓環(huán)套15的下端固定連接，水冷圓環(huán)套 15的頂端面設(shè)有密封膠圈槽151，鏡片底座13的下端面上設(shè)有膠圈槽131，鏡 片底座13的上端面設(shè)有鏡片槽132，鏡片槽132的端面設(shè)有槽133，水冷圓環(huán) 套15上的密封膠圈槽151和鏡片底座13上的槽133內(nèi)設(shè)有密封膠圈14，鏡片 底座13設(shè)置在水冷圓環(huán)套15的上面，鏡片槽132中裝有聚焦鏡片11，鏡片上 座12設(shè)置在聚焦鏡片11和鏡片底座13的上面，內(nèi)封閉套17設(shè)置在支撐圓筒2 的內(nèi)孔中，支撐圓筒2的頂部設(shè)有凸緣21和凹槽22，真空密封膠圈4設(shè)置在支 撐圓筒2上的凹槽22內(nèi)，支撐圓筒2上的凸緣21的外壁上設(shè)有外螺紋23，調(diào)節(jié)焦距套3的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋31，支撐圓筒2上的外螺紋23與調(diào)節(jié)焦距套3 上的內(nèi)螺紋31螺紋連接，調(diào)節(jié)焦距套3的頂部與旋轉(zhuǎn)軸承5的下環(huán)固定連接， 旋轉(zhuǎn)軸承5的上環(huán)與墊套16的下端固定連接。本發(fā)明的技術(shù)效果是由于本發(fā)明是在真空環(huán)境下采用透鏡將C02激光束 導(dǎo)入，使激光束與金屬粉末相互作用時(shí)，避免金屬粉末中的某元素與空氣接觸， 防止了金屬粉末中有氧化物或氮化物等生成，保證了熔覆層材料元素的不變性。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的左視圖(去掉水冷接管6)， 圖3是圖1的I局部放大圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式由聚焦組件1、支 撐圓筒2、調(diào)節(jié)焦距套3、真空密封膠圈4和旋轉(zhuǎn)軸承5，聚焦組件l由聚焦鏡 片11、鏡片上座12、鏡片底座13、密封膠圈14、水冷圓環(huán)套15、墊套16和內(nèi) 封閉套17組成，內(nèi)封閉套17的頂端與墊套16的下端固定連接，墊套16的上 端與水冷圓環(huán)套15的下端固定連接，水冷圓環(huán)套15的頂端面設(shè)有密封膠圈槽 151，鏡片底座13的下端面上設(shè)有膠圈槽131，鏡片底座13的上端面設(shè)有鏡片 槽132，鏡片槽132的端面設(shè)有槽133，水冷圓環(huán)套15上的密封膠圈槽151和 鏡片底座13上的槽133內(nèi)設(shè)有密封膠圈14，鏡片底座13設(shè)置在水冷圓環(huán)套15 的上面，且與水冷圓環(huán)套15通過螺栓相連接，鏡片槽132中裝有聚焦鏡片11， 鏡片上座12設(shè)置在聚焦鏡片11和鏡片底座13的上面，且通過螺栓與鏡片底座 13相連接，內(nèi)封閉套17設(shè)置在支撐圓筒2的內(nèi)孔中，支撐圓筒2的頂部設(shè)有凸 緣21和凹槽22，真空密封膠圈4設(shè)置在支撐圓筒2上的凹槽22內(nèi)，支撐圓筒 2上的凸緣21的外壁上設(shè)有外螺紋23，調(diào)節(jié)焦距套3的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋31，支 撐圓筒2上的外螺紋23與調(diào)節(jié)焦距套3上的內(nèi)螺紋31螺紋連接，調(diào)節(jié)焦距套3 的頂部與旋轉(zhuǎn)軸承5的下環(huán)固定連接，旋轉(zhuǎn)軸承5的上環(huán)與墊套16的下端固定 連接。旋轉(zhuǎn)軸承5能夠減小調(diào)節(jié)焦距套3與墊套16之間的摩擦，降低旋轉(zhuǎn)阻力。 使用時(shí)，將支撐圓筒2的下端與真空室7固定，試樣8置于真空室7內(nèi)位于支 撐圓筒2軸心對(duì)應(yīng)處，試樣8的表面預(yù)置有金屬粉末，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)焦距套3，使其 與支撐圓筒2產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，帶動(dòng)聚焦鏡片11上下移動(dòng)，使聚焦鏡片ll與真空室7內(nèi)的試樣8的距離產(chǎn)生變化，從而實(shí)現(xiàn)了調(diào)焦的目的。內(nèi)封閉套17與支 撐圓筒2之間的真空密封膠圈4、聚焦鏡片11與鏡片槽51端面之間的密封膠圈 14、鏡片底座13與水冷圓環(huán)套15之間的密封膠圈14可使內(nèi)封閉套17內(nèi)保持 真空。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖2和圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí) 施方式一的不同點(diǎn)是本實(shí)施方式還增加有兩個(gè)水冷接管6，水冷圓環(huán)套15的 上端面設(shè)有水冷圓形通道152，水冷圓環(huán)套15的側(cè)壁設(shè)有進(jìn)水口 153和出水口 154，兩個(gè)水冷接管6分別設(shè)置在進(jìn)水口 153和出水口 154處。使用時(shí)，水冷接 管6與循環(huán)水泵連接，打開水泵，使水冷圓形通道152產(chǎn)生冷卻循環(huán)水，用以 冷卻聚焦鏡片11本身吸收激光束的熱量和激光束與試樣8相互作用時(shí)產(chǎn)生的高 溫輻射，避免聚焦鏡片11受熱變形或開裂。
權(quán)利要求
1、一種激光真空室調(diào)焦裝置，它包括聚焦組件(1)、支撐圓筒(2)、調(diào)節(jié)焦距套(3)、真空密封膠圈(4)和旋轉(zhuǎn)軸承(5)，其特征在于聚焦組件(1)由聚焦鏡片(11)、鏡片上座(12)、鏡片底座(13)、密封膠圈(14)、水冷圓環(huán)套(15)、墊套(16)和內(nèi)封閉套(17)組成，內(nèi)封閉套(17)的頂端與墊套(16)的下端固定連接，墊套(16)的上端與水冷圓環(huán)套(15)的下端固定連接，水冷圓環(huán)套(15)的頂端面設(shè)有密封膠圈槽(151)，鏡片底座(13)的下端面上設(shè)有膠圈槽(131)，鏡片底座(13)的上端面設(shè)有鏡片槽(132)，鏡片槽(132)的端面設(shè)有槽(133)，水冷圓環(huán)套(15)上的密封膠圈槽(151)和鏡片底座(13)上的槽(133)內(nèi)設(shè)有密封膠圈(14)，鏡片底座(13)設(shè)置在水冷圓環(huán)套(15)的上面，鏡片槽(132)中裝有聚焦鏡片(11)，鏡片上座(12)設(shè)置在聚焦鏡片(11)和鏡片底座(13)的上面，內(nèi)封閉套(17)設(shè)置在支撐圓筒(2)的內(nèi)孔中，支撐圓筒(2)的頂部設(shè)有凸緣(21)和凹槽(22)，真空密封膠圈(4)設(shè)置在支撐圓筒(2)上的凹槽(22)內(nèi)，支撐圓筒(2)上的凸緣(21)的外壁上設(shè)有外螺紋(23)，調(diào)節(jié)焦距套(3)的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋(31)，支撐圓筒(2)上的外螺紋(23)與調(diào)節(jié)焦距套(3)上的內(nèi)螺紋(31)螺紋連接，調(diào)節(jié)焦距套(3)的頂部與旋轉(zhuǎn)軸承(5)的下環(huán)固定連接，旋轉(zhuǎn)軸承(5)的上環(huán)與墊套(16)的下端固定連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述激光真空室調(diào)焦裝置，其特征在于它還包含有兩個(gè) 水冷接管(6)，水冷圓環(huán)套(15)的上端面設(shè)有水冷圓形通道(152)，水冷圓 環(huán)套(15)的側(cè)壁設(shè)有進(jìn)水口 (153)和出水口 (154)，兩個(gè)水冷接管(6)分 別設(shè)置在進(jìn)水口 (153)和出水口 (154)處。
全文摘要
激光真空室調(diào)焦裝置，本發(fā)明涉及一種調(diào)焦裝置。本發(fā)明是為解決在空氣中激光束與金屬粉末相互作用過程中易生成金屬氧化物或氮化物而影響熔覆層材料性能的問題，本發(fā)明的內(nèi)封閉套與墊套連接，墊套與水冷圓環(huán)套連接，密封膠圈槽的槽內(nèi)設(shè)有密封膠圈，鏡片槽中裝有聚焦鏡片，內(nèi)封閉套設(shè)置在支撐圓筒的內(nèi)孔中，真空密封膠圈設(shè)置在支撐圓筒上的凹槽內(nèi)，支撐圓筒上的外螺紋與調(diào)節(jié)焦距套上的內(nèi)螺紋相連接，調(diào)節(jié)焦距套的頂部與旋轉(zhuǎn)軸承的下環(huán)固定連接，旋轉(zhuǎn)軸承的上環(huán)與墊套的下端固定連接。本發(fā)明可使激光束與試樣表面預(yù)置的金屬粉末相互作用時(shí)，避免金屬粉末中的某元素與空氣接觸，防止了金屬粉末中有氧化物或氮化物等生成，保證熔覆層材料元素的不變性。
文檔編號(hào)G02B7/04GK101236284SQ20081006404
公開日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者王亞明, 郭立新, 閆牧夫 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)