專利名稱：一種激光同軸送粉裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種激光加工裝置，具體涉及一種激光同軸送粉裝置。
背景技術：
在高能束激光熔覆制造技術中，有一個關鍵技術，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、準確、均勻地投入到加工面上按預定軌跡作掃描運動 的聚焦光斑內，實現光料精確耦合。材料在聚焦光斑內 進行光能與熱能的轉換，瞬間熔化并 形成小熔池，連續移動的小熔池不斷完成熔池內材料的快速熔化和凝固過程，從而形成連 續的熔道。目前，現有技術中最為成熟的就是同步送粉激光熔覆技術，其基本結構均采用在 筒體上圍繞中心光路呈傾斜布置環形通道或3 8路傾斜送粉噴頭環繞光路中心同軸均勻 布置的結構方案。粉末由傾斜送粉噴嘴噴出，受到慣性力、氣載壓力、重力、保護氣和氣壓等 的作用，這些力的作用方向不完全一致，造成粉粒波動，跌落區域變化大，粉束界面密度分 布不均勻；多粉道傾斜送粉，其各自體位、均勻粉量誤差、噴射力度的均勻、對稱性等不盡一 致，使匯聚精度很難穩定；在粉末呈拋物線狀射入光束時，對光束產生吸收和漫反射，大大 削弱了照射到加工表面上的光斑強度，且因為粉末散落度大，加上燒損，其粉末利用率低， 環境污染大。在中國專利200610116413. 1中公開了一種激光加工成形制造光內送粉工藝與光 內送粉噴頭，通過圓錐反射鏡以及圓環形聚焦反射鏡擴束變換，獲得圓環錐形聚焦光束，使 投射至加工表面的聚焦光束中產生一較大的中空無光區，單根送粉管由光束外伸入此圓環 錐形無光區中并與光束同軸，粉末通過粉管垂直送入加工表面上的聚焦光斑中，實現“光內 同軸送粉”。該發明光路變換后為同軸光路，聚焦性能好，光粉耦合精度高，反射鏡面無缺 口，光能損失小，粉束截面上粉粒密度分布均勻，粉末利用率高，圓環錐形聚焦光束中空體 積大，便于安裝送粉管和更換不同規格噴嘴。然而，由于裝置的制造和安裝誤差無法避免，上述裝置中，噴頭和鏡組加工精度和 安裝精度誤差影響了聚焦光束和粉末噴嘴的軸線精度，造成光束和粉嘴軸線的偏離，參加 圖1，使得粉末位于光束一側，這樣粉束在下落的過程中受熱不均勻，部分粉末與光束接觸， 發生遮光和燒損現象，影響了工件表面受熱情況，最終造成熔池能量分布不均勻，從而影響 了熔覆層的質量。
發明內容本實用新型目的是提供一種激光同軸送粉裝置，通過對結構的改進，解決了激光 送粉裝置制造和安裝誤差，實現了光粉精確耦合，粉末利用率高，提高了加工質量。為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是一種激光同軸送粉裝置，包括一 送粉裝置筒體，所述筒體內設有圓錐反射鏡及圓環形聚焦反射鏡，所述圓錐反射鏡底部設 有定位盤，所述定位盤底部連接有上卡扣，所述上卡扣上開設有倒L型通孔，其水平段貫穿上卡扣從上卡扣一側進入，其豎直段設置于上卡扣中間，所述上卡扣底部經卡合結構與下 卡扣連接，所述下卡扣沿圓周方向向內凸出設有至少三個扣瓣，所述下卡扣下部設有送粉 管，所述送粉管上端開口與所述上卡扣的通孔配合，所述下卡扣上設有調節機構。上述技術方案中，所述激光送粉裝置為現有技術，包括一個筒體，筒體的上方和下 方分別開設有入光口及出光口，筒體內部中心經定位盤安裝有圓錐反射鏡，其鏡面朝向入 光口，筒體的內壁上固定有圓環形聚焦反射鏡，其鏡面與圓錐反射鏡鏡面相對。在定位盤的 下方安裝一個上卡扣，其上開設有倒L型通孔，使得從筒體外放入的粉管可以沿通孔伸入 到筒體內部，上卡扣底部經一個卡合結構與下卡扣連接，下卡扣下部設有送粉管，該管的上 端開口與上卡扣的通孔配合，使得從筒體外伸入的粉管沿通孔可以伸入到送粉管中，在下 卡扣上還設有調節結構，經調節機構微調下卡扣位置，可以實現光粉同軸。進一步的技術方案，所述扣瓣底部開設有卡槽，與所述卡槽配合在所述上卡扣底 部沿通孔圓周方向開設有卡扣，所述卡扣與扣槽卡合固定構成所述的卡合結構。上、下卡扣 安裝時，由于下卡扣上沿圓周方向至少設有三個扣瓣，相鄰扣瓣之間存在空隙，先將上卡扣 下部的卡扣放置于相鄰扣瓣的空隙中，再旋轉上卡扣使得其下部的卡扣卡進扣瓣底部的卡 槽中，完成上卡扣與下卡扣間的卡合固定。進一步的技術方案，所述扣瓣上水平方向貫穿開設有螺孔，與所述螺孔配合設有 調節螺釘，兩者配合構成所述的調節機構。扣瓣上分別開設有螺孔，螺孔內配合設有調節螺 釘，通過旋轉調節螺釘與上卡扣內側作用，實現水平方向微調下卡扣位置的目的。進一步的技術方案，所述上卡扣上開設有螺紋孔，與所述螺紋孔配合設有螺栓。上 卡扣上開設有螺紋孔，經螺栓配合使得上卡扣固定連接于定位盤底部。進一步的技術方案，所述下卡扣上近送粉管處貫穿開設有氣孔。在下卡扣上送粉 管旁邊開設氣孔，氣管從筒體外緊貼圓錐反射鏡底部的定位盤下面到達下卡扣的氣孔，從 而將保護氣送進氣孔，由氣孔送出。進一步的技術方案，所述下卡扣底部外側套設有保護罩。由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有的優點是1、由于本實用新型通過在圓錐反射鏡底部的定位盤下連接上卡扣，上卡扣經卡合 結構與下卡扣連接，下卡扣上設有調節機構，可以調節下卡扣位置，解決了送粉裝置在加工 安裝過程中的誤差，實現了光粉同軸精確耦合，粉末利用率高，提高了加工質量；2、本實用新型的調節機構只需通過操控調節螺釘與上卡扣內側作用，操作較為方 便，且微調準確；3、本實用新型結構簡單，易于實現，且使用方便，適合推廣使用。
圖1為現有技術中光粉偏離示意圖；圖2為本實用新型實施例一中上卡扣仰視圖；圖3為圖2中A-A處剖視圖；圖4為本實用新型實施例一中下卡扣俯視圖；圖5為本實用新型實施例一中下卡扣結構剖視圖；圖6為本實用新型實施例一中上卡扣與下卡扣卡合后結構示意圖；[0024]圖7為本實用新型實施例一中送粉裝置結構示意圖。其中1、上卡扣；2、通孔；3、下卡扣；4、扣瓣；5、送粉管；6、卡槽；7、卡扣；8、螺孔； 9、調節螺釘；10、螺紋孔；11、氣孔；12、保護罩。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例一參見圖2至圖7所示，一種激光同軸送粉裝置，包括一送粉裝置筒體，所述筒體內設有圓錐反射鏡及圓環形聚焦反射鏡，所述圓錐反射鏡底部設有定位盤，所述定 位盤底部連接有上卡扣1，所述上卡扣1上開設有螺紋孔10，與所述螺紋孔10配合設有螺 栓，所述上卡扣1上開設有倒L型通孔2，其水平段貫穿上卡扣從上卡扣一側進入，其豎直段 設置于上卡扣中間，所述下卡扣3沿圓周方向向內凸出設有三個扣瓣4，所述扣瓣4底部開 設有卡槽6，與所述卡槽6配合在所述上卡扣底部沿通孔2圓周方向開設有卡扣7，所述卡 扣7與卡槽6卡合固定，所述扣瓣4上水平方向貫穿開設有螺孔8，與所述螺孔8配合設有 調節螺釘9，所述下卡扣3下部設有送粉管5，所述送粉管5上端開口與所述上卡扣1的通 孔2配合，所述下卡扣3上近送粉管5處貫穿開設有氣孔11，下卡扣底部外側套設有保護罩 12。安裝時，由于下卡扣3上沿圓周方向設有三個扣瓣4，相鄰扣瓣4之間存在空隙，先 將上卡扣1下部的卡扣7放置于相鄰扣瓣4的空隙中，再旋轉上卡扣2使得其下部的卡扣 7卡進扣瓣4底部的卡槽6中，完成上卡扣1與下卡扣3間的卡合固定，上卡扣上開設有螺 紋孔10，配合設有螺栓，從而可將上卡扣1固定于定位盤底部。粉管從筒體外沿上卡扣1的 倒L型通孔2伸入，進而與下卡扣3的送粉管5連通，粉末由送粉管5噴出，氣管從筒體外 緊貼圓錐反射鏡底部的定位盤下面到達下卡扣3的氣孔11，將保護氣送進氣孔11，由氣孔 11送出。使用中，通過調節調節螺釘9，進而微調下卡扣3位置，使得光粉同軸精確耦合。
權利要求一種激光同軸送粉裝置，包括一送粉裝置筒體，所述筒體內設有圓錐反射鏡及圓環形聚焦反射鏡，所述圓錐反射鏡底部設有定位盤，其特征在于所述定位盤底部連接有上卡扣(1)，所述上卡扣(1)上開設有倒L型通孔(2)，其水平段貫穿上卡扣(1)從上卡扣一側進入，其豎直段設置于上卡扣中間，所述上卡扣(1)底部經卡合結構與下卡扣(3)連接，所述下卡扣(3)沿圓周方向向內凸出設有至少三個扣瓣(4)，所述下卡扣(3)下部設有送粉管(5)，所述送粉管(5)上端開口與所述上卡扣(1)的通孔(2)配合，所述下卡扣(3)上設有調節機構。
2.根據權利要求1所述的一種激光同軸送粉裝置，其特征在于所述扣瓣(4)底部開 設有卡槽(6)，與所述卡槽(6)配合在所述上卡扣(1)底部沿通孔(2)圓周方向開設有卡扣 (7)，所述卡扣(7)與卡槽(6)卡合固定構成所述的卡合結構。
3.根據權利要求1所述的一種激光同軸送粉裝置，其特征在于所述扣瓣(4)上水平 方向貫穿開設有螺孔(8)，與所述螺孔(8)配合設有調節螺釘(9)，兩者配合構成所述的調 節機構。
4.根據權利要求1所述的一種激光同軸送粉裝置，其特征在于所述上卡扣上開設有 螺紋孔，與所述螺紋孔配合設有螺栓。
5.根據權利要求1所述的一種激光同軸送粉裝置，其特征在于所述下卡扣(3)上近 送粉管(5)處貫穿開設有氣孔(11)。
6.根據權利要求1所述的一種激光同軸送粉裝置，其特征在于所述下卡扣(3)底部 外側套設有保護罩(12)。
專利摘要本實用新型公開了一種激光同軸送粉裝置，包括一送粉裝置筒體，所述筒體內設有圓錐反射鏡及圓環形聚焦反射鏡，所述圓錐反射鏡底部設有定位盤，其特征在于所述定位盤底部連接有上卡扣，所述上卡扣上開設有倒L型通孔，其水平段貫穿上卡扣從上卡扣一側進入，其豎直段設置于上卡扣中間，所述上卡扣底部經卡合結構與下卡扣連接，所述下卡扣沿圓周方向向內凸出設有至少三個扣瓣，所述下卡扣下部設有送粉管，所述送粉管上端開口與所述上卡扣的通孔配合，所述下卡扣上設有調節機構。本實用新型通過調節機構調整卡扣位置，解決了送粉裝置制造和安裝誤差，實現了光粉精確耦合，粉末利用率高，提高了加工質量。
文檔編號C23C24/10GK201574193SQ20102002278
公開日2010年9月8日 申請日期2010年1月9日 優先權日2010年1月9日
發明者劉雙, 劉秀波, 石世宏, 郭開波 申請人:蘇州大學