一种用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于激光精密加工技术领域。一种用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置，包括工作台、光学模块、聚焦模块和成像及控制模块；光学模块包括飞秒激光器和和分光板；聚焦模块包括设置在分光板下方且沿加工光路依次放置的第一聚焦光路凸透镜、聚焦光路凹透镜、第二聚焦光路凸透镜；成像及控制模块包括依次设置在分光板一侧的第一成像装置凸透镜、成像装置凹透镜、第二成像装置凸透镜和CCD成像仪；还包括步进电机和工控机，CCD成像仪安置在步进电机上，工控机分别与CCD成像仪和飞秒激光器电性连接。本实用新型专利技术能够对被加工件柴油机喷嘴的加工状态进行实时监测，能够降低激光加工喷孔时出现的对壁损伤，提高加工精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置


[0001]本技术属于激光精密加工
，特别涉及一种用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置。

技术介绍

[0002]为了满足日益严格的排放法规要求，柴油机正在向高速、高喷射压力、低排放等高性能方向发展，其中柴油机的喷油嘴喷油孔的加工质量直接影响喷油嘴的雾化特性、油线贯穿度及流量系数，最终影响柴油机的经济性、动力性和排放指标，因此喷油嘴微细喷孔加工成型技术是制约柴油机发展的关键技术。随着国内外排放标准的逐步升级，电火花加工方式越来越难以满足加工要求，飞秒激光脉冲宽度极短、峰值功率极高，足以使任何材料发生电离.与物质作用时，材料内部的束缚力不能遏止高密度离子电子气的膨胀，最终使作用区的材料以等离子体向外喷发的形式去除。这种去除材料的机理具有加工区域周围没有熔融区、突破衍射极限等特性，可以做到切面整齐，热效应小，无微裂纹和冶金缺陷，且加工速度快，效率高，对材料无选择性，有着传统的机械加工和电火花加工所无法比拟的优越性。
[0003]然而，在使用飞秒激光加工柴油喷嘴的过程中，在穿透孔的同时，会不可避免的使对向壁产生损伤，这对喷油嘴的质量和寿命带来了不小的影响，从而大大降低了成品率，如何有效解决激光加工喷孔时出现的对壁损伤已成为这个领域的一大技术难题。国际上通用的方式是在喷油嘴里面填充部分物质，但是这对大规模生产来说是不适用的，为了有效的解决飞秒激光加工微孔时出现的对向壁损伤问题，提出了一种用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置。

技术实现思路
/>[0004]本技术旨在至少解决上述
技术介绍
中提出的技术问题之一，提供一种用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置，对被加工件柴油机喷嘴加工状态的实时监测，能够降低激光加工喷孔时出现的对壁损伤，提高喷嘴微孔的加工精度。
[0005]为达到上述目的，本技术所采用的技术方案是：
[0006]一种用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置，包括用于放置被加工件柴油机喷嘴的工作台，所述工作台的上方设有光学模块、聚焦模块、成像及控制模块；
[0007]所述光学模块用于发射激光束，所述光学模块包括飞秒激光器和和分光板；所述飞秒激光器发射的激光束经过分光板分光后分成多个加工光路，每条加工光路均延伸到聚焦模块进行聚焦；
[0008]所述聚焦模块用于对加工光路进行聚焦，所述聚焦模块包括设置在分光板下方且沿加工光路依次放置的第一聚焦光路凸透镜、聚焦光路凹透镜、第二聚焦光路凸透镜；聚焦后的加工光路到达被加工件柴油机喷嘴上后形成部分的反射光路，反射光路经第二聚焦光路凸透镜、聚焦光路凹透镜和第一聚焦光路凸透镜后，经分光板反射形成监控折射光路进入成像及控制模块；
[0009]所述成像及控制模块包括依次设置在分光板一侧的第一成像装置凸透镜、成像装置凹透镜、第二成像装置凸透镜和CCD成像仪；还包括步进电机和工控机；所述CCD成像仪安置在步进电机上，用于沿光轴方向前后移动进行调焦；所述工控机分别与所述CCD成像仪和飞秒激光器电性连接。
[0010]作为本技术的进一步改进，所述分光板为平板。
[0011]作为本技术的进一步改进，所述飞秒激光器的激光束波长为1030nm
‑
1064nm。
[0012]作为本技术的进一步改进，所述分光板与激光束方向成40～45
°
的夹角。
[0013]作为本技术的进一步改进，所述第一聚焦光路凸透镜与激光束方向垂直；所述第一成像装置凸透镜与监控折射光路方向垂直。
[0014]作为本技术的进一步改进，所述分光板、第一聚焦光路凸透镜、聚焦光路凹透镜和第二聚焦光路凸透镜的中心线位于同一直线上形成第一光轴；所述分光板、第一成像装置凸透镜、成像装置凹透镜和第二成像装置凸透镜的中心线位于同一直线上形成第二光轴。
[0015]由于采用上述技术方案，本技术具有以下有益效果：
[0016]本技术的一种用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置，能够降低激光加工喷孔时出现的对壁损伤，提高喷嘴微孔的加工精度。被加工件柴油机喷嘴的反射光通过光学模块后进入聚焦模块，经过聚焦后，这束光进入成像及控制模块来完成加工过程的图像采集，实现对被加工件柴油机喷嘴加工状态的实时监测，从而达到穿透感知的目标。
[0017]本技术的用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置具有低成本、调整范围大、灵活度高、适用范围广等特点，具有较高的应用价值，可广泛应用于飞秒激光制造。
附图说明
[0018]图1为本技术一种用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置的结构示意图；
[0019]其中，附图中标记为：1、成像及控制模块；2、工控机；3、步进电机；4、CCD成像仪；5、第二成像装置凸透镜；6、成像装置凹透镜；7、第一成像装置凸透镜；8、监控反射光路；9、分光板；10、加工光路；11、第一聚焦光路凸透镜；12、聚焦光路凹透镜；13、第二聚焦光路凸透镜；14、被加工件柴油机喷嘴；15、工作台；16、飞秒激光器；
具体实施方式
[0020]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0021]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定
的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0022]请参阅图1，一种用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置，包括用于放置被加工件柴油机喷嘴14的工作台15，所述工作台15的上方设有光学模块、聚焦模块、成像及控制模块1；
[0023]所述光学模块用于发射激光束，所述光学模块包括飞秒激光器16和和分光板9；所述飞秒激光器16发射的激光束经过分光板9分光后分成多个加工光路10，每条加工光路10均延伸到聚焦模块进行聚焦；
[0024]所述聚焦模块用于对加工光路10进行聚焦，所述聚焦模块包括设置在分光板9下方且沿加工光路10依次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置，其特征在于：包括用于放置被加工件柴油机喷嘴(14)的工作台(15)，所述工作台(15)的上方设有光学模块、聚焦模块、成像及控制模块(1)；所述光学模块用于发射激光束，所述光学模块包括飞秒激光器(16)和和分光板(9)；所述飞秒激光器(16)发射的激光束经过分光板(9)分光后分成多个加工光路(10)，每条加工光路(10)均延伸到聚焦模块进行聚焦；所述聚焦模块用于对加工光路(10)进行聚焦，所述聚焦模块包括设置在分光板(9)下方且沿加工光路(10)依次放置的第一聚焦光路凸透镜(11)、聚焦光路凹透镜(12)、第二聚焦光路凸透镜(13)；聚焦后的加工光路(10)到达被加工件柴油机喷嘴(14)上后形成部分的反射光路，反射光路经第二聚焦光路凸透镜(13)、聚焦光路凹透镜(12)和第一聚焦光路凸透镜(11)后，经分光板(9)反射形成监控折射光路进入成像及控制模块(1)；所述成像及控制模块(1)包括依次设置在分光板(9)一侧的第一成像装置凸透镜(7)、成像装置凹透镜(6)、第二成像装置凸透镜(5)和CCD成像仪(4CCD)；还包括步进电机(3)和工控机(2)；所述CCD成像仪(4CCD)安置在步进电机(3)上，用于沿光轴方向前后移...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国富，杨小君，贾小波，崔书婉，王小红，莫韬，刘宴升，周瑾，李宏达，谢先明，覃觅觅，陈华金，李俊明，李红立，梁焕勇，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：新型
国别省市：