專利名稱：一種快速使同軸送粉粉末焦點與激光光斑重合的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬冶金機械領域技術，尤其涉及一種快速使同軸送粉粉末焦點 與激光光斑重合的裝置。
背景技術：
在致密金屬零件激光快速成形和金屬表面激光熔覆技術中， 一種普遍采用 的材料添加方式為同軸送粉，同軸送粉可以有效克服側向送粉過程中，激光束 運動方向對粉末利用率的影響。當同軸送粉粉末匯聚焦點與激光束斑重合時， 粉末的利用率為最高，而不重合時，不僅降低粉末的利用率，激光熔覆時會嚴 重影響激光熔覆表面層平整度，激光快速成形金屬零件時，則經常導致零件難 以成形。要使同軸送粉粉末匯聚焦點與激光束斑重合，關鍵在于激光束的軸線
與同軸送粉頭的軸線相重合。在正常情況下，C(V激光束經45。反射鏡反射后， 激光束由水平方向改變為垂直方向，如圖5 (a)所示，同軸送粉噴頭通過螺紋 與投射聚焦鏡鏡座相連接，當激光束中心軸線與送粉噴頭中心軸線重合時，送 粉噴頭送出的粉末匯聚點將和激光束斑重合。然而，在實際情況下，受螺紋加 工精度及裝配精度的影響，常常會出現激光束中心軸線與同軸送粉頭中線軸線 不重合的現象，這種現象主要是送粉頭中心軸線相對于激光束中心軸線發生傾 斜所致，如圖5 (b)所示， 一般來說，送粉頭激光出口直徑為6mm，假如送粉 頭中心軸線相對于激光束中心軸線偏斜0.5"，則經過380ram長的距離后(透射聚 焦鏡的焦長380mm，其焦點束斑直徑為2mm)，送粉頭激光出口中心點的位置將偏 移3. 32mm,此時，激光束就直接作用到送粉噴頭上，從而燒壞噴嘴，并造成堵 粉，迫使激光熔覆或零件成形過程中斷。出現圖5 (b)中情況后，采用的解決 方法有兩種，(1)將送粉頭從聚焦鏡鏡座拆卸下來，然后，重新安裝，但這種方法通常不能解決問題；(2)直接調整45。反射鏡的角度，使反射激光從送 粉頭激光出口中心輸出，這種調整方法具有燒壞聚焦鏡的危險。如圖5 (c)所 示，調整45"反射鏡的角度后，反射激光束的方向發生了改變，雖然，從送粉頭 激光出口來看，激光束從送粉頭出口中心輸出，實際上經45。反射鏡反射激光束 的部分光束已經作用在透射聚焦鏡的鏡座上，在激光的作用下，鏡座溫度升高， 很快透射聚焦鏡由于冷卻不足，將被燒壞。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種使用效果佳的快速使同軸送粉粉末焦點與激
光光斑重合的裝置。
為實現上述目的，本實用新型采取以下設計方案-
一種快速使同軸送粉粉末焦點與激光光斑重合的裝置，它包括
一用于與透射聚焦鏡鏡座連接的上連接筒；
一中間筒，上端與上連接筒固定連接，其下端帶有內環臺；
一用于與送粉頭連接的下連接筒，下連接筒的下筒體外徑小于中間筒的內
環臺內徑，其上端帶有外凸環臺，該外凸環臺搭接在中間筒的內環臺上并可在
其上做水平徑向移動；
一定位單元，用于將在中間筒內環臺上移動的下連接筒外凸環臺水平位置
定位；
一鎖緊單元，用于將中間筒與下連接筒間鎖緊。
所述的上連接筒上端有與透射聚焦鏡鏡座連接的內螺紋，所述的下連接筒 下筒段有與送粉頭連接的外螺紋，上連接筒與中間筒螺紋連接。 所述的定位單元為一定位螺栓。
所述的鎖緊單元為一鎖緊環，該鎖緊環套設在下連接筒的下筒上。 本實用新型的優點是該裝置使用簡便，利用該裝置可有效提高粉末的利 用率及降低透射聚焦鏡被燒損的概率。
圖l 為本實用新型結構示意圖
圖2-a為本實用新型上連接筒結構示意圖(主視圖)
圖2-b為本實用新型上連接筒結構示意圖(俯視圖)
圖3-a為本實用新型中間筒結構示意圖(主視圖)
圖3-b為本實用新型中間筒結構示意圖(俯視圖)
圖4-a為本實用新型下連接筒結構示意圖(主視圖)
圖4-b 為本實用新型下連接筒結構示意圖(俯視圖)
圖5 為現有技術中C02激光束與同軸送粉頭的相對位置示意圖
具體實施方式
如圖l所示，為本實用新型快速使同軸送粉粉末焦點與激光光斑重合的裝 置一較佳實施例，主要由上連接筒1、中間筒2、下連接筒3以及定位螺栓4 和鎖緊環5組合構成。
參見圖2-a、圖2-b所示，所述的上連接筒1上端有供與透射聚焦鏡鏡座 連接的內螺紋，下端有供與中間筒螺接的外螺紋。
參見圖3-a、圖3-b所示，所述的中間筒2上端有供與上連接筒螺接的內 螺紋，其下端帶有內環臺201。
參見圖4-a、圖4-b所示，所述的下連接筒3的上端帶有外凸環臺301，該 外凸環臺301搭接在中間筒的內環臺201上并可在其上做水平徑向移動；下連 接筒3的下端帶有整段外螺紋，供與送粉頭連接和用于鎖緊環的鎖緊。
本實用新型是通過調整送粉頭徑向各個方向的水平位置來快速實現激光束 從送粉頭激光出口中心輸出且實現同軸送粉粉末焦點與激光束斑的重合，故要 調整送粉頭徑向的水平位置需調節與其連接的下連接筒3既可，本實施例中設 計下連接筒3的下筒體外徑小于中間筒2的內環臺內徑0 8mm，可保證下連接筒 3相對于中間筒2做0 8mm水平徑向移動，實現中間筒2和下連接筒3的相對水平 位移后，用鎖緊環5和定位螺栓4將中間筒和下連接筒緊密固定。
本實用新型具體工作過程如下首先，調整45"反射鏡1'，使激光束2' 垂直通過透射聚焦鏡，.即垂直激光束從透射聚焦鏡中心通過，調整好后，將本 實用新型的上連接筒1、下連接筒3分別通過螺紋與透射聚焦鏡鏡座3，、同 軸送粉頭4'連接，此時，鎖緊環5和定位螺栓4都處于放松狀態，連接后， 將一張浸過水的白紙包貼住同軸送粉頭出口端，則浸濕的白紙上將留下同軸送 粉頭出口端正圓形輪廓，將激光功率調整為200W，開激光，測量激光在白紙穿 過的洞與正圓形輪廓的相對位置，若激光在白紙穿過的洞不在正圓形輪廓的中 心，則水平移動下連接筒，然后，再重新貼上一張新的浸濕白紙，重復上述過 程，直到激光在白紙上穿過的洞位于正圓形輪廓的中心，最后，將鎖緊環和定 位螺栓上緊。
權利要求1、一種快速使同軸送粉粉末焦點與激光光斑重合的裝置，其特征在于它包括一用于與透射聚焦鏡鏡座連接的上連接筒；一中間筒，上端與上連接筒固定連接，其下端帶有內環臺；一用于與送粉頭連接的下連接筒，下連接筒的下筒體外徑小于中間筒的內環臺內徑，其上端帶有外凸環臺，該外凸環臺搭接在中間筒的內環臺上并可在其上做水平徑向移動；一定位單元，用于將在中間筒內環臺上移動的下連接筒外凸環臺水平位置定位；一鎖緊單元，用于將中間筒與下連接筒間鎖緊。
2、 根據權利要求1所述的快速使同軸送粉粉末焦點與激光光斑重合的裝 置，其特征在于所述的上連接筒上端有與透射聚焦鏡鏡座連接的內螺紋，所 述的下連接筒下筒段有與送粉頭連接的外螺紋，上連接筒與中間筒螺紋連接。'
3、 根據權利要求1所述的快速使同軸送粉粉末焦點與激光光斑重合的裝 置，其特征在于所述的定位單元為一定位螺栓。
4、 根據權利要求1所述的快速使同軸送粉粉末焦點與激光光斑重合的裝 置，其特征在于所述的鎖緊單元為一鎖緊環，該鎖緊環套設在下連接筒的下 筒上。
5、 根據權利要求l所述的快速實現同軸送粉粉末焦點與激光光斑重合的裝 置，其特征在于所述的下連接筒的下筒體外徑小于中間筒的內環臺內徑0 8隱0
專利摘要本實用新型公開了一種快速使同軸送粉粉末焦點與激光光斑重合的裝置，它包括一用于與透射聚焦鏡鏡座連接的上連接筒；一中間筒，上端與上連接筒固定連接，其下端帶有內環臺；一用于與送粉頭連接的下連接筒，下連接筒的下筒體外徑小于中間筒的內環臺內徑，其上端帶有外凸環臺，該外凸環臺搭接在中間筒的內環臺上并可在其上做水平徑向移動；一定位單元，用于將在中間筒內環臺上移動的下連接筒外凸環臺水平位置定位；一鎖緊單元，用于將中間筒與下連接筒間鎖緊。利用該裝置可有效提高粉末的利用率及降低透射聚焦鏡被燒損的概率。
文檔編號C23C24/00GK201071393SQ20072017021
公開日2008年6月11日 申請日期2007年8月15日 優先權日2007年8月15日
發明者席明哲, 張永忠, 石力開 申請人:北京有色金屬研究總院