一種具有兩箱結(jié)構(gòu)的激光加工氣氛保護(hù)箱的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的目的是解決在激光加工過程中重復(fù)釋放惰性氣體，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下的問題。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種具有兩箱結(jié)構(gòu)的激光加工氣氛保護(hù)箱，包括主箱體、副箱體、隔離門和推桿。每次取放零件時(shí)不用完全釋放保護(hù)氣體。同時(shí)，因?yàn)榇蟛糠直Ｗo(hù)氣體得以保留，生產(chǎn)時(shí)間也大大節(jié)約。綜上，本實(shí)用新型顯著降低生產(chǎn)成本，操作方便，對于大批量零件的激光加工效率高。
【專利說明】一種具有兩箱結(jié)構(gòu)的激光加工氣氛保護(hù)箱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于激光加工領(lǐng)域，特別涉及一種具有兩箱結(jié)構(gòu)的激光加工氣氛保護(hù)箱。
【背景技術(shù)】
[0002]在利用激光加工技術(shù)修復(fù)或再制造金屬材料的過程中需要在特定的惰性氣氛保護(hù)下進(jìn)行，如果加工氣氛的控制不當(dāng)，氧含量過高(大于90PPM)，激光熔池中的金屬與環(huán)境中的微量氧氣發(fā)生反應(yīng)，形成脆性金屬氧化物，嚴(yán)重阻礙激光加工，極大地影響被加工零件的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)還會造成被加工零件報(bào)廢。因此，激光加工過程中的惰性氣氛對于被加工零件的質(zhì)量起著非常重要的作用。然而，隨著激光加工技術(shù)在工業(yè)化生產(chǎn)的逐漸推廣應(yīng)用，其加工效率也逐漸被人們所重視。而目前的激光加工用惰性氣氛保護(hù)箱中的加工效率較低。
[0003]現(xiàn)有的激光加工用惰性氣氛保護(hù)箱主要是將激光數(shù)控加工機(jī)床的激光加工頭置入氣氛保護(hù)箱中，并將被加工零件放置于運(yùn)動平臺上固定，通過運(yùn)動平臺帶動被加工零件相對于激光運(yùn)動，完成在惰性氣氛保護(hù)的加工過程。這種惰性氣氛保護(hù)箱需要在被加工零件放入后，預(yù)先抽真空，然后通入惰性氣體排出箱體中的空氣，在箱體內(nèi)的惰性氣體壓力達(dá)到微正壓(約0.12MPa)后，再對被加工零件進(jìn)行激光加工。在這種惰性氣氛保護(hù)箱內(nèi)進(jìn)行激光加工零件時(shí)，可以確保加工氛圍中的氧含量一直處于較低水平(小于86PPM)，加工得到的零件具有較好的質(zhì)量。但是，由于每次加工一個(gè)零件時(shí)都需要重復(fù)釋放惰性氣體，開箱，放置零件，開閉箱門，抽真空，充惰性氣體的過程，使得加工效率非常低下，無法滿足工業(yè)化激光加工零件的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是解決在激光加工過程中重復(fù)釋放惰性氣體，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種具有兩箱結(jié)構(gòu)的激光加工氣氛保護(hù)箱，包括主箱體、副箱體、第一氣密門和推桿。所述主箱體的右側(cè)箱壁具有敞口，所述副箱體的左側(cè)箱壁具有敞口。所述主箱體的敞口與所述第一氣密門的一側(cè)相連，所述副箱體的敞口與所述第一氣密門的另一側(cè)相連。
[0006]所述副箱體的箱壁上開有第二氣密門。所述副箱體的右側(cè)箱壁上開有通孔。所述通孔插入推桿。所述推桿的外表面與通孔的孔壁之間具有氣密性。
[0007]所述主箱體上安裝第一排氣閥、第一高壓氣體壓力表和第一進(jìn)氣閥。所述副箱體上安裝第二高壓氣體壓力表、第二排氣閥和第二進(jìn)氣閥。所述主箱體的頂部安裝鏡片。
[0008]進(jìn)一步，所述主箱體內(nèi)安裝移動平臺。所述移動平臺的上表面為水平面。
[0009]進(jìn)一步，所述副箱體內(nèi)部放置載物平臺。所述載物平臺的上表面位于插入副箱體的推桿的下方。
[0010]該實(shí)用新型的有益效果是:氣氛保護(hù)箱的氣密性好，每次取放零件時(shí)不用完全釋放保護(hù)氣體。同時(shí)，因?yàn)榇蟛糠直Ｗo(hù)氣體得以保留，生產(chǎn)時(shí)間也大大節(jié)約。綜上，本實(shí)用新型顯著降低生產(chǎn)成本，操作方便，對于大批量零件的激光加工效率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為圖1的A-A剖視圖。
[0013]圖中:第一排氣閥-1、第一高壓氣體壓力表-2、主箱體-3、透鏡-4、第一氣密門-5、第二高壓氣體壓力表_6、第二排氣閥-7、副箱體-8、推桿_9、第二氣密門-10、觀察窗-11、第一進(jìn)氣閥-12、移動平臺-13、載物平臺-14、第二進(jìn)氣閥-15、套筒-16。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)該理解為本實(shí)用新型上述主題范圍僅限于下述實(shí)施例。在不脫離本實(shí)用新型上述技術(shù)思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0015]實(shí)施例1:
[0016]一種具有兩箱結(jié)構(gòu)的激光加工氣氛保護(hù)箱，包括主箱體3、副箱體8、第一氣密門5和推桿9。所述主箱體3的右側(cè)箱壁具有敞口，所述副箱體8的左側(cè)箱壁具有敞口。所述主箱體3的敞口與所述第一氣密門5的一側(cè)相連，所述副箱體8的敞口與所述第一氣密門5的另一側(cè)相連。參見附圖，所述主箱體3和副箱體8可以一體成型。二者中間相通，便于安裝第一氣密門5。在一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一氣密門5向上開啟。這種實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)?shù)谝粴饷荛T5的門體向上抽出時(shí)，所述主箱體3和副箱體8內(nèi)部空間連為一體；當(dāng)?shù)谝粴饷荛T5的門體向下移動，可以隔斷所述主箱體3和副箱體8，使得二者的內(nèi)部空間相互獨(dú)立、不能連通,且所述主箱體3和副箱體8各自內(nèi)部的氣體不能夠相互擴(kuò)散。
[0017]所述副箱體8的箱壁上開有第二氣密門10。所述副箱體8的右側(cè)箱壁上開有通孔。所述通孔插入推桿9。所述推桿9的外表面與通孔的孔壁之間具有氣密性。優(yōu)選地，還包括套筒16。所述套筒16安裝在所述通孔中，其材質(zhì)為不銹鋼。所述推桿9穿過套筒16以伸入副箱體8中。套筒16的內(nèi)壁填充潤滑油、凡士林等，以保證密封性。
[0018]另一種實(shí)現(xiàn)方式是，所述套筒16由橡膠制成。套筒16塞入所述通孔中，推桿9穿過套筒16中間的孔道。所述套筒16的外徑略大于所述通孔的直徑，所述套筒16的內(nèi)徑，即所述孔道的直徑略小于推桿9的直徑，以此來保證氣密性良好。
[0019]所述主箱體3上安裝第一排氣閥1、第一高壓氣體壓力表2和第一進(jìn)氣閥12。所述第一排氣閥I打開時(shí)，可以將主箱體3內(nèi)部的氣體放出。所述第一排氣閥I打開時(shí)，還可以通過第一進(jìn)氣閥12向主箱體3注入氣體。所述第一高壓氣體壓力表2測量主箱體3內(nèi)部的氣壓。所述副箱體8上安裝第二高壓氣體壓力表6、第二排氣閥7和第二進(jìn)氣閥15。所述第二排氣閥7打開時(shí)，可以將副箱體8內(nèi)部的氣體放出。所述第二排氣閥7打開時(shí)，還可以通過第二進(jìn)氣閥15向副箱體8注入氣體。所述第二高壓氣體壓力表6測量副箱體8內(nèi)部的氣壓。
[0020]所述主箱體3的頂部安裝鏡片4。激光可以通過所述鏡片4射入主箱體3的內(nèi)部
[0021]進(jìn)一步，所述主箱體3內(nèi)安裝移動平臺13。實(shí)施例中所述移動平臺13與現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床的移動/運(yùn)動平臺相同，所述移動平臺13的上表面為水平面，可以在機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下沿水平面的X軸和Y軸反向移動。
[0022]優(yōu)選地，所述副箱體8內(nèi)部放置載物平臺14。所述載物平臺14的上表面位于插入副箱體8的推桿9的下方。所述推桿9可以水平推動載物平臺14上的物體。
[0023]實(shí)施例2:
[0024]本實(shí)施例使用的裝置的主要結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1。
[0025]在所述鏡片4上方插有可沿Z軸方向往復(fù)運(yùn)動的激光導(dǎo)光筒,激光導(dǎo)光筒下端安裝有聚焦鏡鏡座和送粉頭，鏡片4的材質(zhì)為砷化鎵，直徑50mm，厚度5mm。主箱體3和副箱體8的材質(zhì)均為馬氏體時(shí)效鋼，厚度均為5_，均通過焊接成型，主箱體3和副箱體8之間用第一氣密門5隔開，第一氣密門5的門體材質(zhì)為DT300鋼，厚度為2mm-6mm。
[0026]主箱體3內(nèi)底端放置移動平臺13，移動平臺13上放置并固定被加工零件，移動平臺13可沿X軸或Y軸方向移動。主箱體3的頂面設(shè)置第一高壓氣體壓力表2以實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制主箱體3內(nèi)的氣體壓力，主箱體3的頂面和后面分別設(shè)置第一排氣閥I和第一進(jìn)氣閥12，分別用于排放和沖入惰性氣體氬氣或氮?dú)狻?br> [0027]副箱體8的頂面設(shè)置第二高壓氣體壓力表6以實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制副箱體8內(nèi)的氣體壓力，副箱體8的頂面和后面分別設(shè)置第二排氣閥7和第二進(jìn)氣閥15，分別用于排放和沖入惰性氣體氬氣或氮?dú)?，副箱體8的底面放置載物平臺14，載物平臺14與移動平臺13的頂面水平。
[0028]待加工零件可放置于載物平臺14上。副箱體8的右側(cè)面由套筒16貫通，套筒16的材質(zhì)為不銹鋼，外徑30mm,內(nèi)徑24mm,長度40mm,套筒16焊接固定于副箱體8的右側(cè)面。套筒16內(nèi)插入推桿9,推桿9為圓柱體,材質(zhì)為不銹鋼,外徑23.9mm,推桿9與套筒16之間用潤滑油密封。推桿9可沿X軸方向自由伸縮，推桿9的下邊緣與載物平臺14水平。
[0029]本實(shí)用新型的工作流程為:第一次加工零件時(shí)，將第二氣密門10打開，把被加工零件放置于載物平臺14上，并與推桿9對齊，關(guān)閉第二氣密門10，利用推桿9將被加工零件平穩(wěn)推動至移動平臺13上，然后關(guān)閉第一氣密門5，打開第一排氣閥I和第一進(jìn)氣閥12，往主箱體3內(nèi)充入高純氬氣或氮?dú)?，利用第一高壓氣體壓力表2實(shí)施監(jiān)控主箱體3內(nèi)的氣體壓力，當(dāng)?shù)谝桓邏簹怏w壓力表2的壓力數(shù)值達(dá)到0.12MPa后，立即依次關(guān)閉第一排氣閥1，惰性氣體鋼瓶氣壓閥，第一進(jìn)氣閥12。設(shè)定激光數(shù)控機(jī)床運(yùn)動軌跡，使得移動平臺13上的被加工零件沿著預(yù)設(shè)運(yùn)動軌跡運(yùn)動；打開激光發(fā)生器，調(diào)試好激光功率，在被加工零件表面形成激光熔池，同時(shí)將金屬粉末送入激光熔池內(nèi)，熔化并與被加工零件形成冶金力學(xué)結(jié)合，當(dāng)激光光斑離開后，激光熔池內(nèi)的熔體凝固，加工一層完畢，此時(shí)，激光導(dǎo)光筒將帶動激光聚焦鏡和送粉頭沿著Z軸方向上移動一個(gè)很小的距離，再次對被加工件做如上的激光加工，即可實(shí)現(xiàn)金屬零件的激光加工、修復(fù)或再制造。
[0030]當(dāng)完成一個(gè)零件的激光加工后，可不必立即取出，此時(shí)打開第二氣密門10，將第二件被加工零件放置于載物平臺14上，并與推桿9對齊，關(guān)閉第二氣密門10。然后，打開第二排氣閥7和第二進(jìn)氣閥15，往副箱體8內(nèi)充入高純氬氣或氮?dú)?，利用第二高壓氣體壓力表6實(shí)施監(jiān)控副箱體8內(nèi)的氣體壓力，當(dāng)?shù)诙邏簹怏w壓力表6的壓力數(shù)值達(dá)到0.12MPa后，立即依次關(guān)閉第二排氣閥7，惰性氣體鋼瓶氣壓閥，第二進(jìn)氣閥15，開啟第一氣密門5，利用推桿9將被加工零件平穩(wěn)推動至移動平臺13上，對第二件被加工零件進(jìn)行如上所述的激光加 工。
【權(quán)利要求】
1.一種具有兩箱結(jié)構(gòu)的激光加工氣氛保護(hù)箱，其特征在于:包括主箱體(3)、副箱體(8)、第一氣密門(5)和推桿(9);所述主箱體(3)的右側(cè)箱壁具有敞口，所述副箱體(8)的左側(cè)箱壁具有敞口 ；所述主箱體(3)的敞口與所述第一氣密門(5)的一側(cè)相連，所述副箱體(8)的敞口與所述第一氣密門(5)的另一側(cè)相連； 所述副箱體(8)的箱壁上開有第二氣密門(10);所述副箱體(8)的右側(cè)箱壁上開有通孔；所述通孔插入推桿(9);所述推桿(9)的外表面與通孔的孔壁之間具有氣密性； 所述主箱體(3)上安裝第一排氣閥(I)、第一高壓氣體壓力表(2)和第一進(jìn)氣閥(12)；所述副箱體(8)上安裝第二高壓氣體壓力表(6)、第二排氣閥(7)和第二進(jìn)氣閥(15);所述主箱體(3)的頂部安裝鏡片(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有兩箱結(jié)構(gòu)的激光加工氣氛保護(hù)箱，其特征在于:所述主箱體(3)內(nèi)安裝移動平臺(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有兩箱結(jié)構(gòu)的激光加工氣氛保護(hù)箱，其特征在于:所述副箱體(8)內(nèi)部放置載物平臺(14);所述載物平臺(14)的上表面位于插入副箱體(8)的推桿(9)的下方。
【文檔編號】B23K26/12GK203765167SQ201420141904
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】黃燦, 廖雪松, 周欣 申請人:廖雪松, 黃燦, 周欣