專利名稱：一種用于激光熔覆成形光內(nèi)送粉裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光加工裝置，具體涉及一種用于激光熔覆成形光內(nèi)送粉裝 置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在激光熔覆制造過程中，高能激光束將金屬粉末熔化并且與基體材料產(chǎn)生冶金結(jié) 合，由于熔覆層的特殊性，可以增強(qiáng)基體表面耐磨、抗沖擊和耐腐蝕等性能。其中有一個(gè)關(guān) 鍵技術(shù)，即將激光和被熔材料同步傳輸至加工成形位置，并使金屬材料連續(xù)、準(zhǔn)確、均勻地 投入到加工面上按預(yù)定軌跡作掃描運(yùn)動(dòng)的聚焦光斑內(nèi)，實(shí)現(xiàn)光粉精確耦合。材料在聚焦光 斑內(nèi)進(jìn)行光能與熱能的轉(zhuǎn)換，瞬間熔化并形成小熔池，連續(xù)移動(dòng)的小熔池不斷完成熔池內(nèi) 材料的快速熔化和凝固過程，從而形成連續(xù)的熔道。目前，現(xiàn)有技術(shù)中激光熔覆成形大多采用光外側(cè)送粉方式，即多粉管光外側(cè)同軸 送粉，但光外側(cè)送粉方式存在一些不足，如激光束與粉末耦合性差，成形件表面比較粗糙， 熱作用效率低，成形高層精度零件比較困難，金屬粉末利用率只能達(dá)到20% 30%。針對上述不足，中國專利200610116413. 1中公開了一種激光加工成形制造光內(nèi) 送粉工藝與光內(nèi)送粉噴頭，包括一筒體，筒體內(nèi)設(shè)有圓錐反射鏡及圓環(huán)形聚焦反射鏡，射 入筒體內(nèi)的激光束通過圓錐反射鏡以及圓環(huán)形聚焦反射鏡擴(kuò)束變換，獲得圓環(huán)錐形聚焦光 束，使投射至加工表面的聚焦光束產(chǎn)生一較大的中空無光區(qū)，單根送粉管由筒體上部或側(cè) 面進(jìn)入光束中部的圓環(huán)錐形中空無光區(qū)中并與光束同軸，粉末通過粉管垂直送入加工表面 上的聚焦光斑中，實(shí)現(xiàn)“光內(nèi)同軸送粉”。但是，由于送粉管與圓錐反射鏡的底座通過螺釘剛 性連接，送粉管在垂直與水平方向上均不可以調(diào)節(jié)，因而該結(jié)構(gòu)存在以下不足①由于送粉 管不可調(diào)節(jié)，送粉管最下端的出粉口也是固定的，通過圓錐反射鏡與圓環(huán)形聚焦反射鏡獲 得的光束最終照射到加工件表面形成一個(gè)中空光束，然而由于制造、安裝及其它一些原因， 出粉口的位置不一定正好在環(huán)形光束的正中間，影響熔覆層的質(zhì)量；②送粉管不一定始終 保持在垂直位置，一旦發(fā)生傾斜，粉束也會(huì)跟著傾斜，在熔覆過程中就會(huì)出現(xiàn)熔覆方向性問 題，在各個(gè)方向上將會(huì)得到不同質(zhì)量熔覆層，降低了熔覆層質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種用于激光熔覆成形光內(nèi)送粉裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，通過對 結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使得送粉管位置可調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)光、粉充分耦合，解決了因熔覆方向性而造成的 熔覆層質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種用于激光熔覆成形光內(nèi)送 粉裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括一與送粉裝置內(nèi)圓錐反射鏡底座下部螺紋連接的螺柱，以所述螺 柱為Z軸構(gòu)成三維坐標(biāo)，所述螺柱下端與螺柱垂直沿Y軸方向固定連接有第一水平調(diào)節(jié)結(jié) 構(gòu)，所述第一水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)經(jīng)第一連接螺栓與沿X軸方向設(shè)置的第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)連接， 所述第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)下端經(jīng)第二連接螺栓與送粉管連接，所述水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)下端還設(shè)有 擺動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。[0008]上述技術(shù)方案中，所述光內(nèi)送粉裝置為目前普遍使用的，包括一個(gè)送粉裝置筒體， 筒體的上方和下方分別開設(shè)有入光口及出光口，筒體內(nèi)部中心經(jīng)定位盤安裝有圓錐反射 鏡，其鏡面朝向入光口，筒體的內(nèi)壁上固定有圓環(huán)形聚焦反射鏡，其鏡面與圓錐反射鏡鏡面 相對。圓錐反射鏡底座下部螺紋連接有一螺柱，以螺柱為Z軸構(gòu)成三維坐標(biāo)，所述第一水平 調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，其中第一水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與螺柱下端連接并沿Y 軸方向設(shè)置，第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)沿X軸方向設(shè)置并經(jīng)第一連接螺栓與第一水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)連 接，第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)經(jīng)第二連接螺栓與送粉管連接。當(dāng)需要調(diào)整送粉管位置時(shí)，通過調(diào)整 Y軸和X軸方向上的水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，使得送粉管噴出的粉束流與聚焦光斑中心重合，通過調(diào) 整擺動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而調(diào)節(jié)送粉管與水平面的角度，達(dá)到調(diào)節(jié)送粉管噴出的粉束流與水平 面垂直的目的。進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括一圓柱狀套筒，所述套筒內(nèi)設(shè)置有滑 塊，所述滑塊兩端分別設(shè)置有一調(diào)節(jié)螺釘，所述其中一調(diào)節(jié)螺釘與滑塊間設(shè)有彈簧，所述滑 塊下端連接有第一連接螺栓，與所述第一連接螺栓配合在套筒底部開設(shè)有滑槽。所述套筒 上端與螺柱固定連接，套筒內(nèi)設(shè)有滑塊，滑塊兩端分別設(shè)置一個(gè)調(diào)節(jié)螺釘，其中一個(gè)調(diào)節(jié) 螺釘與滑塊之間設(shè)置彈簧，滑塊下端與連接螺栓連接。由于第一水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與第二水平 調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)相同，并且第一水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)沿Y軸方向，第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)沿X軸方向。當(dāng)需要 調(diào)節(jié)時(shí)，通過擰緊未安裝彈簧一側(cè)的調(diào)節(jié)螺釘，進(jìn)而推動(dòng)滑塊移動(dòng)，滑塊移動(dòng)使得第一連接 螺栓沿滑槽移動(dòng)，從而帶動(dòng)與第一連接螺栓連接的第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)及送粉管的位置在Y 軸方向發(fā)生變化，達(dá)到調(diào)節(jié)位置的目的?；瑝K移動(dòng)的同時(shí)壓緊彈簧，當(dāng)旋松未安裝彈簧一側(cè) 的調(diào)節(jié)螺釘時(shí)，彈簧在彈力的作用下推動(dòng)滑塊移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)及送粉管 的位置在Y軸方向上變化。同樣的操作第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，使得送粉管位置在X軸方向發(fā) 生變化，結(jié)合X軸方向與Y軸方向上的位置變化，最終使得送粉管噴出的粉束流與聚焦光斑 中心重合。進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述擺動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括位于所述套筒下部左右對稱設(shè)置的調(diào) 節(jié)螺栓，所述調(diào)節(jié)螺栓一端貫穿所述套筒并與連接螺栓抵觸。當(dāng)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，擰緊套筒一端 的調(diào)節(jié)螺栓，同時(shí)旋松另一端的調(diào)節(jié)螺栓，由于調(diào)節(jié)螺栓內(nèi)端與連接螺栓抵觸，因而擰緊調(diào) 節(jié)螺栓的同時(shí)會(huì)推動(dòng)連接螺栓以及滑塊在套筒內(nèi)微微擺動(dòng)，達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。通過第一水 平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)及第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)下端的擺動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)分別調(diào)節(jié)送粉管位置，最終使得送粉 管噴出的粉束流與水平面垂直。進(jìn)一步的技術(shù)方案，與所述螺柱配合還設(shè)有鎖緊螺母。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)是1、由于本實(shí)用新型通過在圓錐反射鏡底座下連接螺柱，螺柱下端連接第一水平調(diào) 節(jié)結(jié)構(gòu)及第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)下端與送粉管連接，在水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)下端 還設(shè)有擺動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，通過水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)及擺動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)作用，使得送粉管位置可調(diào)節(jié)，實(shí) 現(xiàn)光、粉充分耦合，解決了因熔覆方向性而造成的熔覆層質(zhì)量不穩(wěn)定的問題，提高了粉末利 用率；2、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，易于實(shí)現(xiàn)，適合推廣使用。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)剖視圖。其中1、螺柱2、第一連接螺栓3、第二連接螺栓4、送粉管5、套筒6、滑塊7、調(diào)節(jié)螺 釘8、彈簧9、調(diào)節(jié)螺栓；10、鎖緊螺母。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見圖1、2所示，一種用于激光熔覆成形光內(nèi)送粉裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包 括一與送粉裝置內(nèi)圓錐反射鏡底座下部螺紋連接的螺柱1，與所述螺柱1配合還設(shè)有鎖緊 螺母10，以所述螺柱1為Z軸構(gòu)成三維坐標(biāo)，所述螺柱1下端與螺柱垂直沿Y軸方向固定連 接有第一水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述第一水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)經(jīng)第一連接螺栓2與沿X軸方向設(shè)置的第 二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)連接，所述第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)下端經(jīng)第二連接螺栓3與送粉管4連接，所述 水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)下端還設(shè)有擺動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)；所述水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括一圓柱狀套筒5，所述套 筒5內(nèi)設(shè)置有滑塊6，所述滑塊6兩端分別設(shè)置有一調(diào)節(jié)螺釘7，所述其中一調(diào)節(jié)螺釘7與 滑塊6間設(shè)有彈簧8，所述滑塊6下端連接有第一連接螺栓2，與所述第一連接螺栓2配合 在套筒5底部開設(shè)有滑槽；所述擺動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括位于所述套筒5下部左右對稱設(shè)置的調(diào) 節(jié)螺栓9，所述調(diào)節(jié)螺栓9 一端貫穿所述套筒5并與連接螺栓抵觸。當(dāng)需要調(diào)節(jié)水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)時(shí)，通過擰緊滑塊6 —側(cè)未安裝彈簧的調(diào)節(jié)螺釘7，進(jìn)而 推動(dòng)滑塊6及第一連接螺栓2滑動(dòng)，從而使得與第一連接螺2栓連接的第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu) 及送粉管4的位置在Y軸方向發(fā)生變化；滑塊6移動(dòng)的同時(shí)壓緊彈簧8，當(dāng)旋松未安裝彈簧 一側(cè)的調(diào)節(jié)螺釘7時(shí)，彈簧8在彈力的作用下推動(dòng)滑塊6及第一連接螺栓2滑動(dòng)，從而調(diào)節(jié) 第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)及送粉管4的位置在Y軸方向上變化。同樣的操作第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)， 使得送粉管4位置在X軸方向發(fā)生變化，結(jié)合X軸方向與Y周方向上的位置變化，最終使得 送粉管4噴出的粉束流與聚焦光斑中心重合。當(dāng)調(diào)節(jié)擺動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)時(shí)，擰緊套筒5下部一 端的調(diào)節(jié)螺栓9，同時(shí)旋松另一端的調(diào)節(jié)螺栓9，推動(dòng)連接螺栓以及滑塊6在套筒5內(nèi)微微 擺動(dòng)，達(dá)到調(diào)節(jié)位置的目的。通過第一水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)及第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)下端的擺動(dòng)調(diào)節(jié) 結(jié)構(gòu)分別調(diào)節(jié)送粉管4位置，最終使得送粉管噴出的粉束流與水平面垂直。
權(quán)利要求一種用于激光熔覆成形光內(nèi)送粉裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于包括一與送粉裝置內(nèi)圓錐反射鏡底座下部螺紋連接的螺柱(1)，以所述螺柱(1)為Z軸構(gòu)成三維坐標(biāo)，所述螺柱(1)下端與螺柱垂直沿Y軸方向固定連接有第一水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述第一水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)經(jīng)第一連接螺栓(2)與沿X軸方向設(shè)置的第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)連接，所述第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)下端經(jīng)第二連接螺栓(3)與送粉管(4)連接，所述水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)下端還設(shè)有擺動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光熔覆成形光內(nèi)送粉裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在 于所述水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括一圓柱狀套筒(5)，所述套筒(5)內(nèi)設(shè)置有滑塊(6)，所述滑塊 (6)兩端分別設(shè)置有一調(diào)節(jié)螺釘(7)，所述其中一調(diào)節(jié)螺釘(7)與滑塊(6)間設(shè)有彈簧(8)， 所述滑塊(6)下端連接有第一連接螺栓(2)，與所述第一連接螺栓(2)配合在套筒底部開設(shè) 有滑槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光熔覆成形光內(nèi)送粉裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在 于所述擺動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括位于所述套筒(5)下部左右對稱設(shè)置的調(diào)節(jié)螺栓(9)，所述調(diào)節(jié) 螺栓(9) 一端貫穿所述套筒(5)并與連接螺栓抵觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于激光熔覆成形光內(nèi)送粉裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在 于與所述螺柱(1)配合還設(shè)有鎖緊螺母(10)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于激光熔覆成形光內(nèi)送粉裝置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于包括一與送粉裝置內(nèi)圓錐反射鏡底座下部螺紋連接的螺柱，以所述螺柱為Z軸構(gòu)成三維坐標(biāo)，所述螺柱下端與螺柱垂直沿Y軸方向固定連接有第一水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述第一水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)經(jīng)第一連接螺栓與沿X軸方向設(shè)置的第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)連接，所述第二水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)下端經(jīng)第二連接螺栓與送粉管連接，所述水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)下端還設(shè)有擺動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型通過水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與擺動(dòng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)配合，使得送粉管位置可調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)光、粉充分耦合，解決了因熔覆方向性而造成的熔覆層質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。
文檔編號C23C24/10GK201713576SQ201020023010
公開日2011年1月19日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者傅戈雁, 劉嘉, 李春生, 石世宏, 蔡齊飛 申請人:蘇州大學(xué)