專(zhuān)利名稱(chēng)：一種激光加工機(jī)的旋轉(zhuǎn)光頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光加工機(jī)械，特別是一種表面激光加工機(jī)的光頭。
目前，汽車(chē)修理行業(yè)是激光加工機(jī)中份額最大的市場(chǎng)。在汽車(chē)修理行業(yè)中，激光加工機(jī)主要解決發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸磨損問(wèn)題。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸磨損到一定程度后，會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力下降，油耗增加，污染環(huán)境，發(fā)動(dòng)機(jī)必須大修。若在大修過(guò)程中加入激光表面加工，可使大修后行駛里程提高3-4倍，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，大幅度減少汽車(chē)維修成本，進(jìn)一步加快汽車(chē)走入家庭。
已有的激光加工機(jī)的導(dǎo)光筒是固定不動(dòng)的，熱處理時(shí)加工件必須按一定規(guī)律移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，一般由機(jī)床帶動(dòng)工件運(yùn)動(dòng)。激光加工機(jī)主要由激光發(fā)生器、機(jī)床、經(jīng)導(dǎo)光筒的外光路系統(tǒng)組成，因而體積大、笨重、成本高。但是，目前汽車(chē)修理行業(yè)一般規(guī)模較小，資金短缺，設(shè)備成本高，不利于新技術(shù)的推廣。
本實(shí)用新型的目的是提供一種激光加工機(jī)的旋轉(zhuǎn)光頭，可省去激光加工機(jī)的一維旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，因而使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、體積小。
本實(shí)用新型包括柱形內(nèi)腔的導(dǎo)光筒、位于導(dǎo)光筒內(nèi)腔上部的聚焦透鏡、固定在導(dǎo)光筒內(nèi)腔末端的反射鏡和上述二鏡的冷卻裝置，導(dǎo)光筒由固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分上下兩部分構(gòu)成，固定部分的柱形內(nèi)腔與轉(zhuǎn)動(dòng)部分的柱形內(nèi)腔同軸心，固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)件連接，使轉(zhuǎn)動(dòng)部分可相對(duì)固定部分繞其內(nèi)腔的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，本實(shí)用新型還包括一動(dòng)力源和動(dòng)力傳動(dòng)裝置，動(dòng)力源通過(guò)動(dòng)力傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
導(dǎo)光筒的轉(zhuǎn)動(dòng)部分由旋轉(zhuǎn)套和鏡筒組成，旋轉(zhuǎn)套上部通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)件套在導(dǎo)光筒的固定部分的下部，旋轉(zhuǎn)套的下部套在鏡筒的上部且上下位置可調(diào)，調(diào)到需要位置后通過(guò)緊固螺釘固定，從而改變了反射鏡相對(duì)聚焦鏡的距離，以調(diào)節(jié)工件和焦點(diǎn)相對(duì)位置及反射在工件上的光斑大小。
導(dǎo)光筒固定部分的筒壁內(nèi)開(kāi)有一與導(dǎo)光筒中心軸平行的深孔，孔的一端側(cè)面與開(kāi)在導(dǎo)光筒固定部分外表面的進(jìn)氣孔相通，另一端的側(cè)面與開(kāi)在導(dǎo)光筒固定部分外表面的一環(huán)形槽相通，環(huán)形槽與旋轉(zhuǎn)套相對(duì)處有一通孔，這樣進(jìn)氣孔通過(guò)固定部分側(cè)壁的深孔、環(huán)形槽和旋轉(zhuǎn)套上的孔相通。在旋轉(zhuǎn)套的孔上接有彎頭，彎頭與一螺旋軟管相連，軟管螺旋與位于鏡筒外壁直槽內(nèi)的銅管相連，銅管的另一端接在鏡筒末端反射鏡后面的空隙處。為提高氣密性，在環(huán)形槽的上下各裝有一“O”形密封圈，兩密封圈安裝在旋轉(zhuǎn)套內(nèi)壁和固定部分外壁之間。
在導(dǎo)光筒的固定部分上裝有一支架，支架上固定一步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)齒形帶帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)套及鏡筒繞導(dǎo)光筒的中心軸旋轉(zhuǎn)，因而經(jīng)過(guò)反射鏡的激光束也是旋轉(zhuǎn)的。
以下結(jié)合附圖
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
附圖是本實(shí)用新型的原理示意圖，其中1為導(dǎo)光筒的固定部分，2為步進(jìn)電機(jī)、3為支架、4為齒形帶、5為旋轉(zhuǎn)套、6為緊固螺釘、7為鏡筒、8為螺旋軟管、9為“O”密封圈、10為進(jìn)氣孔、11為聚焦透鏡、12為反射鏡、13為銅管、14為彎頭。
如圖所示，導(dǎo)光筒由導(dǎo)光筒的固定部分(1)、旋轉(zhuǎn)套(5)和鏡筒(7)組成且它們同軸心，固定部分(1)和旋轉(zhuǎn)套(5)之間通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)件滑塊連接，也可采用如滾動(dòng)軸承等其他可轉(zhuǎn)動(dòng)件連接，旋轉(zhuǎn)套(5)可相對(duì)固定部分(1)繞其中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在導(dǎo)光筒的固定部分(1)上裝有一支架(3)，支架(3)上固定著步進(jìn)電機(jī)(2)作為動(dòng)力源，步進(jìn)電機(jī)(2)通過(guò)傳動(dòng)裝置齒形帶(4)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)套(5)旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)光筒的軸向運(yùn)動(dòng)通過(guò)安裝在激光加工機(jī)上另外一動(dòng)力源來(lái)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。
旋轉(zhuǎn)套(5)的下部套在鏡筒(7)的上部，二者之間的上下位置可調(diào)，根據(jù)加工件需要調(diào)節(jié)到合適位置后通過(guò)緊固螺釘(6)固定，從而可改變反射鏡(12)相對(duì)聚焦鏡(11)的距離，以調(diào)節(jié)工件和焦點(diǎn)相對(duì)位置及反射在工件上的光斑大小。
導(dǎo)光筒固定部分(1)的筒壁內(nèi)開(kāi)有一與中心軸平行的深孔，孔的一端側(cè)面與開(kāi)在導(dǎo)光筒固定部分(1)外表面的進(jìn)氣孔(10)相通，另一端的側(cè)面與開(kāi)在導(dǎo)光筒固定部分(1)外表面的一環(huán)形槽相通，環(huán)形槽與旋轉(zhuǎn)套(5)相對(duì)處有一通孔，這樣進(jìn)氣孔(10)通過(guò)固定部分(1)側(cè)壁的深孔、環(huán)形槽和旋轉(zhuǎn)套(5)上的孔相通。在旋轉(zhuǎn)套(5)的孔上接有彎頭(14)，彎頭(14)與螺旋軟管(8)相連，螺旋軟管(8)與位于鏡筒(7)外壁直槽內(nèi)的銅管(13)相連，銅管(13)的另一端接在鏡筒(7)末端反射鏡(12)后面的空隙處。為提高密封性，在環(huán)形槽的上下各裝有一“O”形密封圈(9)，兩密封圈(9)安裝在旋轉(zhuǎn)套(5)內(nèi)壁和固定部分(1)外壁之間。這樣從空氣壓縮機(jī)來(lái)的壓縮空氣經(jīng)進(jìn)氣口(10)，進(jìn)入固定部分(1)側(cè)壁的深孔內(nèi)，然后充滿(mǎn)環(huán)形槽，接著氣體再經(jīng)旋轉(zhuǎn)套(5)的彎頭(14)進(jìn)入螺旋軟管(8)，經(jīng)旋轉(zhuǎn)軟管(8)傳送，導(dǎo)入銅管(13)，最后在末端反射鏡(12)背后處泄漏到大氣，完成對(duì)反射鏡(12)冷卻功能。
固定部分(1)上的聚焦透鏡(11)采用水冷系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。
當(dāng)激光加工機(jī)工作時(shí)，步進(jìn)電機(jī)(2)帶動(dòng)導(dǎo)光筒繞中心軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)激光發(fā)生器的輸出窗輸出高能密度激光束，經(jīng)外光路系統(tǒng)后反射到聚焦透鏡(11)，透過(guò)聚光透鏡后進(jìn)入鏡筒(7)，再經(jīng)繞中心軸旋轉(zhuǎn)的反射鏡(12)后，輻射到工件表面，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件內(nèi)腔表面的激光表面改性。一周加工完畢，安裝在激光加工機(jī)上另外一動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)導(dǎo)光筒做一軸向位移，繼續(xù)進(jìn)行加工，完成固定的工件內(nèi)腔表面的全部加工。
本實(shí)用新型的步進(jìn)電機(jī)功率為70W，反射鏡直徑為2MM，厚度為5MM，聚焦鏡直徑為50MM，厚度為5MM。
采用本實(shí)用新型的激光加工機(jī)可以對(duì)不同大小的直徑缸體或缸套的內(nèi)表面進(jìn)行激光強(qiáng)化，大幅度地提高汽缸的耐磨性，延長(zhǎng)汽缸的使用壽命，將汽車(chē)的大修里程提高3-4倍，技術(shù)先進(jìn)且經(jīng)濟(jì)效益明顯，具有極好的推廣價(jià)值，設(shè)備成本低，因而也利于推廣。
權(quán)利要求1.一種激光加工機(jī)的旋轉(zhuǎn)光頭，包括柱形內(nèi)腔的導(dǎo)光筒、位于導(dǎo)光筒內(nèi)腔上部的聚焦透鏡(11)、固定在導(dǎo)光筒內(nèi)腔末端的反射鏡(12)和上述二鏡的冷卻裝置，其特征在于導(dǎo)光筒由固定部分(1)和轉(zhuǎn)動(dòng)部分上下兩部分構(gòu)成，固定部分(1)的柱形內(nèi)腔與轉(zhuǎn)動(dòng)部分的柱形內(nèi)腔同軸心，固定部分(1)和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)件連接，使轉(zhuǎn)動(dòng)部分可相對(duì)固定部分繞其內(nèi)腔的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，本實(shí)用新型還包括一動(dòng)力源(2)和動(dòng)力傳動(dòng)裝置(4)，動(dòng)力源(2)通過(guò)動(dòng)力傳動(dòng)裝置(4)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加工機(jī)旋轉(zhuǎn)光頭，其特征是所述導(dǎo)光筒的轉(zhuǎn)動(dòng)部分由旋轉(zhuǎn)套(5)和鏡筒(7)組成，旋轉(zhuǎn)套(5)上部通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)件套在導(dǎo)光筒的固定部分(1)的下部，旋轉(zhuǎn)套(5)的下部套在鏡筒(7)的上部且上下位置可調(diào)，最終通過(guò)緊固螺釘(6)固定，從而改變反射鏡(12)相對(duì)聚焦鏡(11)的距離，以調(diào)節(jié)工件和焦點(diǎn)相對(duì)位置及反射在工件上的光斑大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的激光加工機(jī)的旋轉(zhuǎn)光頭，其特征是所述的導(dǎo)光筒固定部分(1)的筒壁內(nèi)開(kāi)有一與導(dǎo)光筒中心軸平行的深孔，孔的一端側(cè)面與開(kāi)在導(dǎo)光筒固定部分(1)外表面的進(jìn)氣孔(10)相通，另一端的側(cè)面與開(kāi)在導(dǎo)光筒固定部分(1)外表面的一環(huán)形槽相通，環(huán)形槽與旋轉(zhuǎn)套(5)相對(duì)處有一通孔，這樣進(jìn)氣孔通過(guò)固定部分(1)側(cè)壁的深孔、環(huán)形槽和旋轉(zhuǎn)套(5)上的孔相通，在旋轉(zhuǎn)套(5)的孔上接有彎頭(14)，彎頭(14)與螺旋軟管(8)相連，螺旋軟管(8)與位于鏡筒(7)外壁直槽內(nèi)的銅管(13)相連，銅管(13)的另一端接在鏡筒(7)末端反射鏡(12)后面的空隙處，在環(huán)形槽的上下各有一“O”形密封圈(9)，兩密封圈(9)安裝在旋轉(zhuǎn)套(5)內(nèi)壁和固定部分(1)外壁之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的激光加工機(jī)的旋轉(zhuǎn)光頭，其特征是在導(dǎo)光筒的固定部分(1)上裝有一支架(3)，支架(3)上固定一步進(jìn)電機(jī)(2)，步進(jìn)電機(jī)(2)通過(guò)齒形帶(4)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)套(5)及鏡筒(7)繞導(dǎo)光筒的中心軸旋轉(zhuǎn)，因而經(jīng)過(guò)反射鏡(12)的激光束也是旋轉(zhuǎn)的。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種激光加工機(jī)械,特別是一種表面激光加工機(jī)的光頭。它包括柱形內(nèi)腔的導(dǎo)光筒、位于導(dǎo)光筒內(nèi)腔上部的聚焦透鏡、固定在導(dǎo)光筒內(nèi)腔末端的反射鏡和上述二鏡的冷卻裝置,導(dǎo)光筒由固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分上下兩部分構(gòu)成,固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)件連接,使轉(zhuǎn)動(dòng)部分可相對(duì)固定部分繞其內(nèi)腔的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng),它還包括一動(dòng)力源和動(dòng)力傳感裝置,動(dòng)力源通過(guò)動(dòng)力傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。采用本實(shí)用新型激光加工機(jī),可省去激光加工機(jī)的一維旋轉(zhuǎn)工作臺(tái),完成對(duì)固定工件的加工,因而使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、體積小。
文檔編號(hào)G02B7/00GK2300114SQ97216259
公開(kāi)日1998年12月9日 申請(qǐng)日期1997年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月2日
發(fā)明者張友, 馬為 申請(qǐng)人:中國(guó)大恒公司激光工程分公司