激光淬火加工頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于激光淬火領(lǐng)域，具體地說是一種新型雙光斑反射鏡激光淬火加工頭。
【背景技術(shù)】
[0002]激光淬火是利用激光將材料表面加熱到相變點(diǎn)以上，隨著材料自身冷卻，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，從而使材料表面硬化的淬火技術(shù).
[0003]采用激光淬火齒面，其加熱冷卻速度很高，工藝周期短，不需要外部淬火介質(zhì).具有工件變形小，工作環(huán)境潔凈，處理后不需要磨齒等精加工，且被處理齒輪尺寸不受熱處理設(shè)備尺寸的限制等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn).
[0004]激光淬火的功率密度高，冷卻速度快，不需要水或油等冷卻介質(zhì)，是清潔、快速的淬火工藝。與感應(yīng)淬火、火焰淬火、滲碳淬火工藝相比，激光淬火淬硬層均勻，硬度高(一般比感應(yīng)淬火高1-3HRC)，工件變形小，加熱層深度和加熱軌跡容易控制，易于實(shí)現(xiàn)自動化，不需要象感應(yīng)淬火那樣根據(jù)不同的零件尺寸設(shè)計相應(yīng)的感應(yīng)線圈，對大型零件的加工也無須受到滲碳淬火等化學(xué)熱處理時爐膛尺寸的限制，因此在很多工業(yè)領(lǐng)域中正逐步取代感應(yīng)淬火和化學(xué)熱處理等傳統(tǒng)工藝。尤其重要的是激光淬火前后工件的變形幾乎可以忽略，因此特別適合高精度要求的零件表面處理。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了增強(qiáng)上述激光淬火工藝，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種淬火面硬度均勻性好的適用于對兩個淬火面進(jìn)行淬火的分能量激光淬火頭。
[0006]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種激光淬火加工頭，包括具有光纖接口和激光出口的激光頭，其特征在于:在所述激光頭內(nèi)設(shè)置有第一反射鏡，該第一反射鏡為將入射的平行光束聚焦為兩個光斑的具有兩個焦點(diǎn)的聚焦鏡。
[0008]述兩個焦點(diǎn)的焦距相同。
[0009]在所述激光頭內(nèi)還設(shè)置有第二反射鏡，該第二反射鏡設(shè)置在所述光纖接口內(nèi)并產(chǎn)生平行光束。
[0010]在所述聚焦鏡的每個聚焦光路上設(shè)置一個所述激光出口。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0012]傳統(tǒng)的直角面的激光淬火工藝是采用方形光斑或圓形光斑對直角面各進(jìn)行一次掃描，這樣，在搭接的位置就會產(chǎn)生淬火軟帶，導(dǎo)致硬度下降。本實(shí)用新型淬火頭內(nèi)部聚焦鏡是雙反射鏡，激光經(jīng)過雙反射鏡后，在工件表面形成兩個光斑，可以進(jìn)行直角面激光淬火工藝，解決了傳統(tǒng)淬火工藝無法對直角面進(jìn)行一次性激光淬火的問題。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為焊接的光路圖。
[0015]其中:I為光纖，2為激光頭，3為激光束，4為第一反射鏡，5為光斑，6為工件，7為焦點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。
[0017]如圖1，本實(shí)用新型激光淬火加工頭，包括激光頭2，設(shè)置在激光頭2內(nèi)的第一反射鏡4和第二反射鏡8。其中第一反射鏡4為具有兩個焦點(diǎn)的聚焦鏡，第二反射鏡8為準(zhǔn)直
Ho
[0018]激光束光纖I輸出到激光頭2內(nèi)部，激光束3通過鏡組先到達(dá)準(zhǔn)直鏡，準(zhǔn)直鏡把散光變成平行光，平行光到達(dá)第一反射鏡4，經(jīng)過第一反射鏡的光形成兩束光斑5，并到達(dá)工件6表面。
[0019]如圖2，平行激光束到達(dá)第一反射鏡。第一反射鏡由兩個聚焦鏡組成，兩個聚焦鏡的焦距相同，只是焦點(diǎn)的位置不同，聚焦鏡焦點(diǎn)位置有一定的距離，這樣就可以形成兩個圓形光斑或兩個方形光斑。
[0020]本實(shí)用新型的工作原理為:
[0021]在實(shí)際應(yīng)用的過程中，激光束光纖I輸出到激光頭2內(nèi)部，激光束3通過鏡組先到達(dá)準(zhǔn)直鏡，準(zhǔn)直鏡把散光變成平行光，平行光到達(dá)第一反射鏡4，第一反射鏡4由兩個聚焦鏡組成，兩個聚焦鏡的焦距相同，只是焦點(diǎn)的位置不同，聚焦鏡焦點(diǎn)位置有一定的距離，這樣就可以形成兩個圓形或方形的光斑5，并到達(dá)工件6表面，采用合適的激光功率和激光頭以一定的速度朝垂直于紙面的方向進(jìn)行直角面一次性淬火工藝。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光淬火加工頭，包括具有光纖接口和激光出口的激光頭，其特征在于:在所述激光頭內(nèi)設(shè)置有第一反射鏡，該第一反射鏡為將入射的平行光束聚焦為兩個光斑的具有兩個焦點(diǎn)的聚焦鏡。2.按權(quán)利要求1所述的激光淬火加工頭，其特征在于:所述兩個焦點(diǎn)的焦距相同。3.按權(quán)利要求1或2所述的激光淬火加工頭，其特征在于:在所述激光頭內(nèi)還設(shè)置有第二反射鏡，該第二反射鏡設(shè)置在所述光纖接口內(nèi)并產(chǎn)生平行光束。4.按權(quán)利要求3所述的激光淬火加工頭，其特征在于:在所述聚焦鏡的每個聚焦光路上設(shè)置一個所述激光出口。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于激光淬火領(lǐng)域，具體地說是一種激光淬火加工頭，包括具有光纖接口和激光出口的激光頭，其特征在于：在所述激光頭內(nèi)設(shè)置有第一反射鏡，該第一反射鏡為將入射的平行光束聚焦為兩個光斑的具有兩個焦點(diǎn)的聚焦鏡；述兩個焦點(diǎn)的焦距相同。本實(shí)用新型淬火頭內(nèi)部聚焦鏡是雙反射鏡，激光經(jīng)過雙反射鏡后，在工件表面形成兩個光斑，可以進(jìn)行直角面激光淬火工藝，解決了傳統(tǒng)淬火工藝無法對直角面進(jìn)行一次性激光淬火的問題。
【IPC分類】C21D1/09, C21D1/62
【公開號】CN204824967
【申請?zhí)枴緾N201520538123
【發(fā)明人】遲海龍, 徐國建, 邢飛, 劉爽
【申請人】南京中科煜宸激光技術(shù)有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月23日