一种L型激光熔覆头和一种激光熔覆设备制造技术

本发明专利技术涉及了一种L型激光熔覆头，其准直镜组与反射镜片之间的距离小于200mm；该激光熔覆头的长度大大缩短，抗变形能力强，焦点不易抖动，加工效果好，故障率低；还涉及了一种激光熔覆设备，包括L型激光熔覆头、激光器、送粉器、床身、C轴装置、移动立柱和电气控制柜；C轴装置固定设置在床身的一端，C轴为卡盘夹持旋转轴；移动立柱与床身构成一对沿Z轴的移动副，Z轴为水平轴，且与C轴的轴线相互平行；移动支架与移动立柱构成一对沿Y轴的移动副，Y轴为竖直轴；延长杆的一端固定在移动支架上，L型激光熔覆头固定在延长杆的悬出端部；可以兼顾内孔与外壁的激光熔覆加工，对同一加工件的内孔与外壁的熔覆加工，仅需一次装夹，效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种L型激光熔覆头和一种激光熔覆设备
本专利技术涉及激光熔覆设备
，具体涉及一种L型激光熔覆头和一种激光熔覆设备。
技术介绍
激光熔覆亦称激光熔敷或激光包覆，是一种新的表面改性技术，通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成冶金结合的添料熔覆层，这种技术在大中型贵重零件的修复和表面强化上有着明显优势。用于给加工件内孔做激光熔覆的激光熔覆头均为L型激光熔覆头，L型激光熔覆头包括直镜组、反射镜片和聚焦镜组，准直镜组设置在靠近光纤接头处，反射镜片用于使激光改变90°的传播方向，聚焦镜组用于聚焦经过反射镜片后的激光，形成焦点，从而进行激光熔覆加工。现有技术中的L型激光熔覆头，其准直镜组与反射镜片之间的距离太远，一般均在400mm以上，激光熔覆头整体比较细长容易变形，这就容易导致激光焦点位置产生变化，这有可能会导致如下弊端的产生：1）激光熔覆效果差；2）焦点一旦聚焦在铜嘴上，铜嘴就会被烧坏，加工过程中需要频繁更换铜嘴，不仅耗材量大，而且影响加工效率；3）容易导致准直镜组与反射镜片之间的发散激光直接照射在激光熔覆头的侧壁上，加速了激光熔覆头的受热变形。市场上现有的激光熔覆设备大多是在车床或其他机床的基础上改造的，Z轴导轨装在外接的底座或支架上，Z轴移动精度以及与主轴的平行度难以保障；且目前市场上还没有既能对内孔进行激光熔覆，也能对外壁进行激光熔覆的设备，基本都是只能对内孔进行激光熔覆，或只能对外壁进行激光熔覆，当对于同一个件既需要对内孔进行激光熔覆，也需要对外壁进行激光熔覆，那么就得更换两种设备，重复装夹，工序繁复，加工效率低；现有技术的内孔激光熔覆设备中采用了现有技术的L型激光熔覆头，其大大限制了内孔激光熔覆的行程，目前市场上的内孔激光熔覆的行程一般在1.5m以下。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是弥补现有技术的不足，提供一种L型激光熔覆头和一种激光熔覆设备。要解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种L型激光熔覆头，包括直镜组、反射镜片和聚焦镜组，准直镜组设置在靠近光纤接头处，反射镜片用于使激光改变90°的传播方向，聚焦镜组用于聚焦经过反射镜片后的激光，准直镜组与反射镜片之间的距离小于200mm。一种激光熔覆设备，包括如上所述的L型激光熔覆头、激光器、送粉器，还包括床身、C轴装置、移动立柱和电气控制柜；C轴装置固定设置在床身的一端，C轴装置包括卡盘、轴箱和C轴电机，卡盘用于卡装工件，C轴电机的输出轴通过C轴传动结构与轴箱的输入轴相连，轴箱的输出轴与卡盘的输入轴相连，C轴为卡盘旋转轴，C轴的轴线方向为从床身的一端指向床身的另一端；床身包括床体，床体的后侧固定设有Z轴直线导轨，Z轴直线导轨与Z轴直线滑块匹配使用，Z轴为水平轴，且与C轴的轴线相互平行；移动立柱包括立柱，立柱通过Z轴直线导轨和Z轴直线滑块与床体构成一组移动副，Z轴伺服电机通过Z轴传动结构驱动立柱沿Z轴直线运动；立柱上设有Y轴直线导轨，Y轴直线导轨与Y轴直线滑块匹配使用，Y轴为竖直轴，移动支架通过Y轴直线导轨和Y轴直线滑块与立柱构成一组移动副，Y轴伺服电机通过Y轴传动结构驱动移动支架沿Y轴直线运动；延长杆的一端固定在移动支架上，延长杆的长度方向与立柱的长度方向相互垂直，L型激光熔覆头固定在延长杆的悬出端部。进一步地，所述C轴传动结构为皮带传动结构，包括主动带轮、从动带轮和传动皮带，主动带轮与C轴电机的输出轴固定连接，从动带轮与轴箱的输入轴固定连接，主动带轮和从动带轮通过传动皮带相连。进一步地，所述Z轴传动结构为齿轮齿条直线传动结构，包括Z轴齿条和Z轴齿轮，Z轴齿条固定在床体上，Z轴齿轮与Z轴减速机的输出轴固定连接，Z轴减速机的输入轴与所述Z轴伺服电机的输出轴固定连接，Z轴减速机固定在Z轴滑板上，所述移动立柱的立柱固定在Z轴滑板上。进一步地，所述Y轴传动结构为滚珠丝杠传动结构，包括滚珠丝杠和与滚珠丝杠匹配使用的丝杠螺母，滚珠丝杠的上下两端均通过滚动轴承与轴承座相连，上下两端的轴承座均固定在所述移动立柱的立柱上，滚珠丝杠的一个轴端通过联轴器与Y轴伺服电机的输出轴固定连接，Y轴伺服电机固定在立柱上；丝杠螺母通过螺母座固定在移动支架上。进一步地，所述床身上设有移动尾座，用于加工细长轴类工件时的工件顶紧，移动尾座包括顶针尾座和滑座，顶针尾座包括基座、手轮和顶针，通过摇动手轮使顶针可以伸出和缩回，基座固定在滑座上；床身上还固定设有A轴直线导轨，A轴直线导轨与A轴直线滑块Ⅰ匹配使用，滑座固定在A轴直线滑块Ⅰ上。进一步地，所述移动尾座还包括夹紧装置，夹紧装置包括手摇杆、曲轴、拉杆和压块，曲轴的两端与滑座枢接，手摇杆固定设置在曲轴的外端，曲轴上固定设有固定环，用于限制曲轴的轴向窜动，拉杆的上端与曲轴的拐弯处铰接，压块通过螺母固定在拉杆的下端；当转动曲轴使压块升高至最高位时，压块与床体之间形成相互挤压的压力，从而使移动尾座与床体相对固定；当转动曲轴使压块离开最高位时，压块因其自重而下落，从而使移动尾座与床体脱离相对固定状态。进一步地，所述床身上固定设有A轴直线导轨，A轴直线导轨与A轴直线滑块Ⅱ匹配使用；床身上还设有移动托辊，移动托辊用于承托加工件，移动托辊包括滑板、丝杠、手轮和2个托辊座，滑板固定在A轴直线滑块Ⅱ上，丝杠的两端分别通过轴承和轴承座与滑板枢接，丝杠上的螺纹分为两部分，分别为左旋螺纹部分和右旋螺纹部分，一个托辊座与丝杠上的左旋螺纹部分螺接，另一个托辊座与丝杠上的右旋螺纹部分螺接，手轮固定设置在丝杠的一端，2个托辊座与滑板之间均设有直线导向结构，2个托辊座上对称设有滚轮组，转动手轮可以调整2个托辊座之间的间距，以使滚轮组适应承托不同大小的工件。进一步地，所述移动托辊上还设有相对床身的锁紧装置，锁紧装置包括把手，把手包括手拧头和螺杆，把手的螺杆与滑板螺纹连接，通过旋拧把手的手拧头使得把手的螺杆底端面顶紧在床身的床体上，从而实现移动托辊与床身的相对锁紧固定。根据权利要求8所述的激光熔覆设备，其特征是：所述移动托辊上对于设置在2个托辊座上的滚轮组均设有对中调整结构，滚轮组与相应的托辊座之间通过腰型孔和螺钉固定连接，对中调整结构包括调整块和螺栓，调整块固定在托辊座上，螺栓与调整块螺接，调整时，先松开相应滚轮组上腰型孔处的螺钉，再通过旋拧螺栓，使螺栓的端面顶紧相应的滚轮组，进而调整滚轮组的位置，而后再将滚轮组上腰型孔处的螺钉拧紧固定。本专利技术可以达到的有益效果为：对于L型激光熔覆头来说，准直镜组与反射镜片之间的距离小于200mm，使得激光熔覆头整体长度缩短了接近一半，其能产生的有益效果包括：1）准直镜组与反射镜片之间距离的拉近有效减少了激光的发散，准直镜组与反射镜片之间的激光熔覆头侧壁上的能量减小，激光熔覆头受热变形量减小，甚至不变形，从而使激光熔覆头的抗变形能力得到了极大的提高；2）焦点不易抖动，减小了焦点打在铜嘴上的可能性，铜嘴的使用寿命被大大延本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种L型激光熔覆头（7），包括直镜组（701）、反射镜片（701）和聚焦镜组（703），其特征是：准直镜组（701）设置在靠近光纤接头处，反射镜片（701）用于使激光改变90°的传播方向，聚焦镜组（703）用于聚焦经过反射镜片（701）后的激光，准直镜组（701）与反射镜片（701）之间的距离小于200mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种L型激光熔覆头（7），包括直镜组（701）、反射镜片（701）和聚焦镜组（703），其特征是：准直镜组（701）设置在靠近光纤接头处，反射镜片（701）用于使激光改变90°的传播方向，聚焦镜组（703）用于聚焦经过反射镜片（701）后的激光，准直镜组（701）与反射镜片（701）之间的距离小于200mm。


2.一种激光熔覆设备，包括如权利要求1所述的L型激光熔覆头（7）、激光器、送粉器（6），其特征是：还包括床身（1）、C轴装置（2）、移动立柱（3）和电气控制柜（8）；
C轴装置（2）固定设置在床身（1）的一端，C轴装置（2）包括卡盘（201）、轴箱（202）和C轴电机（206），卡盘（201）用于卡装工件，C轴电机（206）的输出轴通过C轴传动结构与轴箱（202）的输入轴相连，轴箱（202）的输出轴与卡盘（201）的输入轴相连，C轴为卡盘旋转轴，C轴的轴线方向为从床身（1）的一端指向床身（1）的另一端；
床身（1）包括床体（101），床体（101）的后侧固定设有Z轴直线导轨（102），Z轴直线导轨（102）与Z轴直线滑块匹配使用，Z轴为水平轴，且与C轴的轴线相互平行；
移动立柱（3）包括立柱（301），立柱（301）通过Z轴直线导轨（102）和Z轴直线滑块与床体（101）构成一组移动副，Z轴伺服电机（106）通过Z轴传动结构驱动立柱（301）沿Z轴直线运动；
立柱（301）上设有Y轴直线导轨（302），Y轴直线导轨（302）与Y轴直线滑块匹配使用，Y轴为竖直轴，移动支架（306）通过Y轴直线导轨（302）和Y轴直线滑块与立柱（301）构成一组移动副，Y轴伺服电机（304）通过Y轴传动结构驱动移动支架（306）沿Y轴直线运动；
延长杆（307）的一端固定在移动支架（306）上，延长杆（307）的长度方向与立柱（301）的长度方向相互垂直，L型激光熔覆头（7）固定在延长杆（307）的悬出端部。


3.根据权利要求2所述的激光熔覆设备，其特征是：所述C轴传动结构为皮带传动结构，包括主动带轮（205）、从动带轮（203）和传动皮带（204），主动带轮（205）与C轴电机（206）的输出轴固定连接，从动带轮（203）与轴箱（202）的输入轴固定连接，主动带轮（205）和从动带轮（203）通过传动皮带（204）相连。


4.根据权利要求2所述的激光熔覆设备，其特征是：所述Z轴传动结构为齿轮齿条直线传动结构，包括Z轴齿条（103）和Z轴齿轮（108），Z轴齿条（103）固定在床体（101）上，Z轴齿轮（108）与Z轴减速机（107）的输出轴固定连接，Z轴减速机（107）的输入轴与所述Z轴伺服电机（106）的输出轴固定连接，Z轴减速机（107）固定在Z轴滑板（109）上，所述移动立柱（3）的立柱（301）固定在Z轴滑板（109）上。


5.根据权利要求2所述的激光熔覆设备，其特征是：所述Y轴传动结构为滚珠丝杠传动结构，包括滚珠丝杠（303）和与滚珠丝杠（303）匹配使用的丝杠螺母，滚珠丝杠（303）的上下两端均通过滚动轴承与轴承座相连，上下两端的轴承座均固定在所述移动立柱（3）的立柱（301）上，滚珠丝杠（303）的一个轴端通过联轴器（305）与Y轴伺服电机（304）的输出轴固定连接，Y轴伺服电机（304）固定在立柱（301）上；丝杠螺母通过螺母座固定在移动支架（306）上。
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【专利技术属性】
技术研发人员：霍纯森，侯帅，穴洪涛，柏长涛，
申请(专利权)人：山东雷石智能制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37