一种用于激光熔覆成形光内送粉装置的调节机构制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于激光熔覆成形光内送粉装置的调节机构，其特征在于：包括一与送粉装置内圆锥反射镜底座下部螺纹连接的螺柱，以所述螺柱为Z轴构成三维坐标，所述螺柱下端与螺柱垂直沿Y轴方向固定连接有第一水平调节结构，所述第一水平调节结构经第一连接螺栓与沿X轴方向设置的第二水平调节结构连接，所述第二水平调节结构下端经第二连接螺栓与送粉管连接，所述水平调节结构下端还设有摆动调节结构。本实用新型专利技术通过水平调节结构与摆动调节结构配合，使得送粉管位置可调节，实现光、粉充分耦合，解决了因熔覆方向性而造成的熔覆层质量不稳定的问题。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种激光加工装置，具体涉及一种用于激光熔覆成形光内送粉装 置的调节机构。
技术介绍
在激光熔覆制造过程中，高能激光束将金属粉末熔化并且与基体材料产生冶金结 合，由于熔覆层的特殊性，可以增强基体表面耐磨、抗冲击和耐腐蚀等性能。其中有一个关 键技术，即将激光和被熔材料同步传输至加工成形位置，并使金属材料连续、准确、均勻地 投入到加工面上按预定轨迹作扫描运动的聚焦光斑内，实现光粉精确耦合。材料在聚焦光 斑内进行光能与热能的转换，瞬间熔化并形成小熔池，连续移动的小熔池不断完成熔池内 材料的快速熔化和凝固过程，从而形成连续的熔道。目前，现有技术中激光熔覆成形大多采用光外侧送粉方式，即多粉管光外侧同轴 送粉，但光外侧送粉方式存在一些不足，如激光束与粉末耦合性差，成形件表面比较粗糙， 热作用效率低，成形高层精度零件比较困难，金属粉末利用率只能达到20% 30%。针对上述不足，中国专利200610116413. 1中公开了一种激光加工成形制造光内 送粉工艺与光内送粉喷头，包括一筒体，筒体内设有圆锥反射镜及圆环形聚焦反射镜，射 入筒体内的激光束通过圆锥反射镜以及圆环形聚焦反射镜扩束变换，获得圆环锥形聚焦光 束，使投射至加工表面的聚焦光束产生一较大的中空无光区，单根送粉管由筒体上部或侧 面进入光束中部的圆环锥形中空无光区中并与光束同轴，粉末通过粉管垂直送入加工表面 上的聚焦光斑中，实现“光内同轴送粉”。但是，由于送粉管与圆锥反射镜的底座通过螺钉刚 性连接，送粉管在垂直与水平方向上均不可以调节，因而该结构存在以下不足①由于送粉 管不可调节，送粉管最下端的出粉口也是固定的，通过圆锥反射镜与圆环形聚焦反射镜获 得的光束最终照射到加工件表面形成一个中空光束，然而由于制造、安装及其它一些原因， 出粉口的位置不一定正好在环形光束的正中间，影响熔覆层的质量；②送粉管不一定始终 保持在垂直位置，一旦发生倾斜，粉束也会跟着倾斜，在熔覆过程中就会出现熔覆方向性问 题，在各个方向上将会得到不同质量熔覆层，降低了熔覆层质量。
技术实现思路
本技术目的是提供一种用于激光熔覆成形光内送粉装置的调节机构，通过对 结构的改进，使得送粉管位置可调节，实现光、粉充分耦合，解决了因熔覆方向性而造成的 熔覆层质量不稳定的问题。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是一种用于激光熔覆成形光内送 粉装置的调节机构，包括一与送粉装置内圆锥反射镜底座下部螺纹连接的螺柱，以所述螺 柱为Z轴构成三维坐标，所述螺柱下端与螺柱垂直沿Y轴方向固定连接有第一水平调节结 构，所述第一水平调节结构经第一连接螺栓与沿X轴方向设置的第二水平调节结构连接， 所述第二水平调节结构下端经第二连接螺栓与送粉管连接，所述水平调节结构下端还设有 摆动调节结构。上述技术方案中，所述光内送粉装置为目前普遍使用的，包括一个送粉装置筒体， 筒体的上方和下方分别开设有入光口及出光口，筒体内部中心经定位盘安装有圆锥反射 镜，其镜面朝向入光口，筒体的内壁上固定有圆环形聚焦反射镜，其镜面与圆锥反射镜镜面 相对。圆锥反射镜底座下部螺纹连接有一螺柱，以螺柱为Z轴构成三维坐标，所述第一水平 调节结构与第二水平调节结构的结构相同，其中第一水平调节结构与螺柱下端连接并沿Y 轴方向设置，第二水平调节结构沿X轴方向设置并经第一连接螺栓与第一水平调节结构连 接，第二水平调节结构经第二连接螺栓与送粉管连接。当需要调整送粉管位置时，通过调整 Y轴和X轴方向上的水平调节结构，使得送粉管喷出的粉束流与聚焦光斑中心重合，通过调 整摆动调节结构，进而调节送粉管与水平面的角度，达到调节送粉管喷出的粉束流与水平 面垂直的目的。进一步的技术方案，所述水平调节结构包括一圆柱状套筒，所述套筒内设置有滑 块，所述滑块两端分别设置有一调节螺钉，所述其中一调节螺钉与滑块间设有弹簧，所述滑 块下端连接有第一连接螺栓，与所述第一连接螺栓配合在套筒底部开设有滑槽。所述套筒 上端与螺柱固定连接，套筒内设有滑块，滑块两端分别设置一个调节螺钉，其中一个调节 螺钉与滑块之间设置弹簧，滑块下端与连接螺栓连接。由于第一水平调节结构与第二水平 调节结构相同，并且第一水平调节结构沿Y轴方向，第二水平调节结构沿X轴方向。当需要 调节时，通过拧紧未安装弹簧一侧的调节螺钉，进而推动滑块移动，滑块移动使得第一连接 螺栓沿滑槽移动，从而带动与第一连接螺栓连接的第二水平调节结构及送粉管的位置在Y 轴方向发生变化，达到调节位置的目的。滑块移动的同时压紧弹簧，当旋松未安装弹簧一侧 的调节螺钉时，弹簧在弹力的作用下推动滑块移动，从而调节第二水平调节结构及送粉管 的位置在Y轴方向上变化。同样的操作第二水平调节结构，使得送粉管位置在X轴方向发 生变化，结合X轴方向与Y轴方向上的位置变化，最终使得送粉管喷出的粉束流与聚焦光斑 中心重合。进一步的技术方案，所述摆动调节结构包括位于所述套筒下部左右对称设置的调 节螺栓，所述调节螺栓一端贯穿所述套筒并与连接螺栓抵触。当进行调节时，拧紧套筒一端 的调节螺栓，同时旋松另一端的调节螺栓，由于调节螺栓内端与连接螺栓抵触，因而拧紧调 节螺栓的同时会推动连接螺栓以及滑块在套筒内微微摆动，达到调节的目的。通过第一水 平调节结构及第二水平调节结构下端的摆动调节结构分别调节送粉管位置，最终使得送粉 管喷出的粉束流与水平面垂直。进一步的技术方案，与所述螺柱配合还设有锁紧螺母。由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有的优点是1、由于本技术通过在圆锥反射镜底座下连接螺柱，螺柱下端连接第一水平调 节结构及第二水平调节结构，第二水平调节结构下端与送粉管连接，在水平调节结构下端 还设有摆动调节结构，通过水平调节结构及摆动调节结构作用，使得送粉管位置可调节，实 现光、粉充分耦合，解决了因熔覆方向性而造成的熔覆层质量不稳定的问题，提高了粉末利 用率；2、本技术结构简单，操作方便，易于实现，适合推广使用。附图说明图1为本技术实施例一的结构示意图；图2为本技术实施例一的结构剖视图。其中1、螺柱2、第一连接螺栓3、第二连接螺栓4、送粉管5、套筒6、滑块7、调节螺 钉8、弹簧9、调节螺栓；10、锁紧螺母。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术作进一步描述实施例一参见图1、2所示，一种用于激光熔覆成形光内送粉装置的调节机构，包 括一与送粉装置内圆锥反射镜底座下部螺纹连接的螺柱1，与所述螺柱1配合还设有锁紧 螺母10，以所述螺柱1为Z轴构成三维坐标，所述螺柱1下端与螺柱垂直沿Y轴方向固定连 接有第一水平调节结构，所述第一水平调节结构经第一连接螺栓2与沿X轴方向设置的第 二水平调节结构连接，所述第二水平调节结构下端经第二连接螺栓3与送粉管4连接，所述 水平调节结构下端还设有摆动调节结构；所述水平调节结构包括一圆柱状套筒5，所述套 筒5内设置有滑块6，所述滑块6两端分别设置有一调节螺钉7，所述其中一调节螺钉7与 滑块6间设有弹簧8，所述滑块6下端连接有第一连接螺栓2，与所述第一连接螺栓2配合 在套筒5底部开设有滑槽；所述摆动调节结构包括位于所述套筒5下部左右对称设置的调 节螺栓9，所述调节螺栓9 一端贯穿所述套筒5并与连接螺栓抵触。当需要调节水平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于激光熔覆成形光内送粉装置的调节机构，其特征在于：包括一与送粉装置内圆锥反射镜底座下部螺纹连接的螺柱（１），以所述螺柱（１）为Ｚ轴构成三维坐标，所述螺柱（１）下端与螺柱垂直沿Ｙ轴方向固定连接有第一水平调节结构，所述第一水平调节结构经第一连接螺栓（２）与沿Ｘ轴方向设置的第二水平调节结构连接，所述第二水平调节结构下端经第二连接螺栓（３）与送粉管（４）连接，所述水平调节结构下端还设有摆动调节结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：傅戈雁，刘嘉，石世宏，李春生，蔡齐飞，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：实用新型
国别省市：32