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)機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實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，可以增強基體表面耐磨、抗沖擊和耐腐蝕等性能。其中有一個關(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)定軌跡作掃描運動的聚焦光斑內(nèi)，實現(xiàn)光粉精確耦合。材料在聚焦光 斑內(nèi)進行光能與熱能的轉(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，粉束也會跟著傾斜，在熔覆過程中就會出現(xiàn)熔覆方向性問 題，在各個方向上將會得到不同質(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)機構(gòu)，通過對 結(jié)構(gòu)的改進，使得送粉管位置可調(diào)節(jié)，實現(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。為達到上述目的，本實用新型采用的技術(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，所述螺柱 下端連接有定板，所述定板經(jīng)一垂直調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與垂直調(diào)節(jié)板連接，所述垂直調(diào)節(jié)板底部經(jīng) 一水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與送粉管連接。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，螺柱的下端連接定板，定板經(jīng)垂直調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu) 與垂直調(diào)節(jié)板連接，垂直調(diào)節(jié)板底部經(jīng)水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與送粉管連接。當(dāng)送粉管噴出的粉束 流與水平面不垂直時，通過調(diào)節(jié)垂直調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)調(diào)整垂直調(diào)節(jié)板的位置，進而帶動送粉管位 置進行變化，達到調(diào)節(jié)送粉管噴出的粉束流與水平面垂直的目的。當(dāng)送粉管噴出的粉束流 不是處于環(huán)形光斑的中心位置，調(diào)節(jié)水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，進而調(diào)整送粉管水平方向的位置，使得 送粉管噴出的粉束流與環(huán)形光斑中心重合。進一步的技術(shù)方案，所述垂直調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括三個貫穿定板及垂直調(diào)節(jié)板的螺栓， 所述螺栓上位于定板及垂直調(diào)節(jié)板之間套設(shè)有彈簧。所述定板及垂直調(diào)節(jié)板可采用圓形結(jié) 構(gòu)，其上沿圓周方向均勻貫穿設(shè)置三個螺栓，當(dāng)需要調(diào)整送粉管垂直方向的位置時，擰緊或 松開螺栓，垂直調(diào)節(jié)板的位置隨之發(fā)生變化，并在彈簧壓力的作用下保持在該位置，進而帶 動送粉管在垂直方向上的調(diào)節(jié)，使得送粉管與水平面垂直。進一步的技術(shù)方案，所述垂直調(diào)節(jié)板近兩端處向下凸出分別設(shè)有凸板，貫穿所述 兩凸板設(shè)有兩第一導(dǎo)柱，所述第一導(dǎo)柱上位于兩凸板間設(shè)有滑軌，所述凸板上位于兩第一 導(dǎo)柱間分別設(shè)有第一調(diào)節(jié)螺釘，所述第一調(diào)節(jié)螺釘貫穿凸板與滑軌外側(cè)抵觸；所述滑軌上 與第一導(dǎo)柱方向垂直貫穿設(shè)有兩第二導(dǎo)柱，所述第二導(dǎo)柱上位于滑軌間設(shè)有滑塊，所述滑 軌上位于兩第二導(dǎo)柱間分別設(shè)有第二調(diào)節(jié)螺釘，所述第二調(diào)節(jié)螺釘貫穿滑軌與滑塊外側(cè)抵 觸，所述滑塊底部連接有送粉管。當(dāng)需要調(diào)整送粉管水平方向的位置時，調(diào)節(jié)穿過垂直調(diào)節(jié) 板下方的凸板上的第一調(diào)節(jié)螺釘，擰緊或松開，推動滑軌沿第一導(dǎo)柱在水平方向上橫向移 動，直至合適位置；調(diào)節(jié)穿過滑軌上的第二調(diào)節(jié)螺釘，擰緊或松開，推動滑塊沿第二導(dǎo)柱在 水平方向上縱向移動，直至合適位置，由此可以調(diào)整送粉管在水平方向上的位置，使得送粉 管噴出粉束與環(huán)形光斑中心重合。進一步的技術(shù)方案，與所述導(dǎo)柱配合設(shè)有鎖緊螺母。由于上述技術(shù)方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點是1、由于本實用新型通過在圓錐反射鏡底座下連接螺柱，螺柱下端連接定板，定板 經(jīng)垂直調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與垂直調(diào)節(jié)板連接，垂直調(diào)節(jié)板經(jīng)水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與送粉管連接，通過垂直 及水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)作用，使得送粉管位置可調(diào)節(jié)，實現(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、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，易于實現(xiàn)，適合推廣使用。

圖1為本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中A-A處的剖視圖。其中1、螺柱；2、定板；3、垂直調(diào)節(jié)板；4、送粉管；5、螺栓；6、彈簧；7、凸板；8、第一 導(dǎo)柱；9、滑軌；10、第一調(diào)節(jié)螺釘；11、第二導(dǎo)柱；12、滑塊；13、第二調(diào)節(jié)螺釘；14、鎖緊螺母。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述[0018]實施例一參見圖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，所述螺柱1下端連接有定板2， 所述定板2下方設(shè)有垂直調(diào)節(jié)板3，貫穿所述定板2及垂直調(diào)節(jié)板3的設(shè)有三個螺栓5，所 述螺栓5上位于定板2及垂直調(diào)節(jié)板3之間套設(shè)有彈簧6，所述垂直調(diào)節(jié)板3近兩端處向下 凸出分別設(shè)有凸板7，貫穿所述兩凸板7設(shè)有兩第一導(dǎo)柱8，與所述導(dǎo)柱配合設(shè)有鎖緊螺母 14，所述第一導(dǎo)柱8上位于兩凸板7間設(shè)有滑軌9，所述凸板7上位于兩第一導(dǎo)柱8間分別 設(shè)有第一調(diào)節(jié)螺釘10，所述第一調(diào)節(jié)螺釘10貫穿凸板7與滑軌9外側(cè)抵觸；所述滑軌9上 與第一導(dǎo)柱8方向垂直貫穿設(shè)有兩第二導(dǎo)柱11，所述第二導(dǎo)柱11上位于滑軌9間設(shè)有滑塊 12，所述滑軌9上位于兩第二導(dǎo)柱11間分別設(shè)有第二調(diào)節(jié)螺釘13，所述第二調(diào)節(jié)螺釘13貫 穿滑軌9與滑塊12外側(cè)抵觸，所述滑塊12底部連接有送粉管4。安裝時，整套調(diào)節(jié)機構(gòu)通過螺柱1與圓錐反射鏡底座螺紋連接，粉管通過筒體上 的通孔進入筒體，沿著圓錐反射鏡底座伸入送粉管4內(nèi)。送粉過程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)送粉管4噴出 的粉束流與水平面不垂直，調(diào)節(jié)螺栓5，擰緊或旋松，垂直調(diào)節(jié)板3的位置隨之發(fā)生變化，并 且在彈簧6的壓力作用下保持在該位置，進而帶動送粉管4在垂直方向上的調(diào)節(jié)，達到送粉 管與水平面垂直。當(dāng)發(fā)現(xiàn)粉束流不是處于環(huán)形光斑的中心，調(diào)節(jié)穿過垂直調(diào)節(jié)板3 —側(cè)的第一調(diào)節(jié) 螺釘10，擰緊或旋松，可以使得滑軌9沿第一導(dǎo)柱8在水平方向上橫向移動位置，并且相應(yīng) 的旋松或擰緊另一端的第一調(diào)節(jié)螺釘，使滑軌9保持在該位置，進而在該方向上改變送粉 管4的位置，當(dāng)調(diào)節(jié)穿過滑軌9 一側(cè)的第二調(diào)節(jié)螺釘13，擰緊或旋松，可以使得滑塊12沿第 二導(dǎo)柱11在水平方向上縱向移動位置，并且相應(yīng)的旋松或擰緊另一端的第二調(diào)節(jié)螺釘，使 滑塊12保持在該位置，進而在該方向上改變送粉管位置，由此，達到在水平方向上調(diào)節(jié)送 粉管4位置的目的，直至送粉管噴出的粉束流與環(huán)形光斑中心重合。
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)，所述螺柱(1)下端連接有定板(2)，所述定板(2)經(jīng)一垂直調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與垂直調(diào)節(jié)板(3)連接，所述垂直調(diào)節(jié)板(3)底部經(jīng)一水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與送粉管(4)連接。
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)機構(gòu)，其特征在 于所述垂直調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括三個貫穿定板(2)及垂直調(diào)節(jié)板(3)的螺栓(5)，所述螺栓(5) 上位于定板(2)及垂直調(diào)節(jié)板(3)之間套設(shè)有彈簧(6)。
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)機構(gòu)，其特征在 于所述垂直調(diào)節(jié)板⑶近兩端處向下凸出分別設(shè)有凸板(7)，貫穿所述兩凸板(7)設(shè)有兩 第一導(dǎo)柱(8)，所述第一導(dǎo)柱(8)上位于兩凸板(7)間設(shè)有滑軌(9)，所述凸板(7)上位于 兩第一導(dǎo)柱(8)間分別設(shè)有第一調(diào)節(jié)螺釘(10)，所述第一調(diào)節(jié)螺釘(10)貫穿凸板(7)與滑 軌(9)外側(cè)抵觸；所述滑軌(9)上與第一導(dǎo)柱(8)方向垂直貫穿設(shè)有兩第二導(dǎo)柱(11)，所 述第二導(dǎo)柱(11)上位于滑軌(9)間設(shè)有滑塊(12)，所述滑軌(9)上位于兩第二導(dǎo)柱(11) 間分別設(shè)有第二調(diào)節(jié)螺釘(13)，所述第二調(diào)節(jié)螺釘(13)貫穿滑軌(9)與滑塊(12)外側(cè)抵 觸，所述滑塊(12)底部連接有送粉管(4)。
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)機構(gòu)，其特征在 于與所述導(dǎo)柱配合設(shè)有鎖緊螺母(14)。
專利摘要本實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，所述螺柱下端連接有定板，所述定板經(jīng)一垂直調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與垂直調(diào)節(jié)板連接，所述垂直調(diào)節(jié)板底部經(jīng)一水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與送粉管連接。本實用新型通過垂直調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與水平調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)配合，使得送粉管位置可調(diào)節(jié)，實現(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C23C24/10GK201581132SQ20102002214
公開日2010年9月15日 申請日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月13日
發(fā)明者劉嘉, 李春生, 石世宏, 蔡齊飛, 郭開波 申請人:蘇州大學(xué)