一种可调粉末汇聚性的激光同轴粉管式送粉喷嘴制造技术

一种可调粉末汇聚性的激光同轴粉管式送粉喷嘴，熔覆头外设有送粉装置，送粉装置通过可调节粉末汇聚性的调节装置安装在熔覆头四周；送粉装置包括上送粉部和下送粉部；调节装置包括固定套设在熔覆头上的套筒和可转动地套设在熔覆头上的转盘，且套筒位于转盘的上方；上送粉部固定设置在套筒上，下送粉部固定设置在转盘上；转盘还连接有驱动装置，驱动装置包括沿转盘的外周边设置的齿轮段和与齿轮段相配合的主动齿轮，主动齿轮设置在转盘的一侧，且主动齿轮与电机的输出轴固定相连；还包括用于监测电机的转动角度的角度监测装置和中央控制器，中央控制器与驱动装置、角度监测装置一一相连。

【技术实现步骤摘要】
一种可调粉末汇聚性的激光同轴粉管式送粉喷嘴
本专利技术涉及一种可调粉末汇聚性的激光同轴粉管式送粉喷嘴。
技术介绍
随着激光熔覆技术的不断发展和工业用途的增加，加工零件的几何形状越来越复杂，使得加工过程中需要改变熔覆轨迹的宽度。在加工过程中，通过直接在竖直方向移动激光熔覆头，改变激光光束焦点的位置，可以改变工件表面光斑的大小。现有一种新型的变焦激光熔覆头，通过移动激光熔覆头内部的移动镜头组系统，即可在加工过程中随时改变加工零件表面光斑的大小，在线改变熔覆轨迹宽度。普通的激光同轴送粉喷嘴并不能根据激光光束焦点的位置实时调整粉末汇聚点直径，使得零件表面光斑的大小与粉末汇聚点直径的大小不匹配，不能实现高精度、高质量、性能良好的熔覆层，成型效率、粉末利用率不高，这无疑限制了激光熔覆技术的推广应用，激光熔覆行业需要一种经济、高效的激光熔覆结构来满足实际的需求。
技术实现思路
为克服
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术提供一种粉末汇聚点的直径大小可以根据加工零件表面的光斑直径实时动态调整的可调粉末汇聚性的激光同轴粉管式送粉喷嘴。本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种可调粉末汇聚性的激光同轴粉管式送粉喷嘴，包括熔覆头，所述熔覆头沿竖直方向的上方设有激光入口，所述熔覆头沿竖直方向的下方设有激光出口；所述熔覆头外设有送粉装置，送粉装置通过可调节粉末汇聚性的调节装置安装在熔覆头四周；所述送粉装置包括上送粉部和下送粉部；所述调节装置包括固定套设在熔覆头上的套筒和可转动地套设在熔覆头上的转盘，且套筒位于所述转盘的上方；所述上送粉部固定设置在套筒上，所述下送粉部固定设置在转盘上；所述上送粉部包括若干根间隔排列在套筒外周的上送粉管，所述上送粉管向套筒的上部延伸，所述上送粉管包括用于与送粉器连接的第一进口和用于与下送粉部对接的第一出口；所述第一进口位于套筒的上方，所述第一出口位于套筒的下方；所述下送粉部位于转盘的的下方，所述下送粉部包括若干组下送粉管组，上送粉部与其中任意一组下送粉管组连通，且每组下送粉管组包括若干根用于一一对接上送粉管的下送粉管；组内下送粉管孔径相同，任意两组的下送粉管的孔径不同；下送粉管的延长线与熔覆头的中轴线的延长线相交，以保证来自激光出口的激光与来自下送粉管的出口的粉体汇聚；下送粉管包括用于与第一出口对接的第二进口和向熔覆头靠拢的第二出口，且第一出口和第二进口通过开设在转盘上的通孔连通，通孔上下贯通转盘，且通孔包括用于与第二进口连通的底口和用于与第一出口连通的顶口，所述转盘还连接有驱动装置，所述驱动装置包括沿转盘的外周边设置的齿轮段和与所述齿轮段相配合的主动齿轮，所述主动齿轮设置在转盘的一侧，且主动齿轮与电机的输出轴固定相连；还包括用于监测电机的转动角度的角度监测装置和中央控制器，所述中央控制器与驱动装置、角度监测装置一一相连。进一步，所述角度监测装置为设置在电机输出轴上的角位移传感器，所述角位移传感器将监测到电机的转动角度信息输送给中央控制器，中央控制器根据接收到的电机的转动角度信息计算出转盘的转动角度，且中央控制器根据转盘的转动角度控制电机的启停。进一步，上送粉管通过连杆设置在套筒的外周边上，所述连杆向套筒外辐射，连杆的一端固定在套筒外壁面上，另一端设有套孔，所述上送粉管固定套设在所述套孔内。进一步，所述通孔为螺纹孔，且下送粉管的第二进口与通孔螺接，且通孔的底口直径与第二进口相同，通孔的顶口直径与第一出口相同。进一步，套筒和转盘之间设有转盘的限位装置，以克服转盘的惯性，所述限位装置包括相配合的扣部和卡部，所述扣部的固定端固定在套筒上，扣部的自由端向转盘延伸，且扣部的自由端具有球形扣头；所述卡部包括若干个一一对应组内各下送粉管的定位浅球槽，所述定位浅球槽设置在转盘的上表面上，定位浅球槽的个数与下送粉管组的组数相同，且相邻两个定位浅球槽的圆心角与相邻两个对应的下送粉管的圆心角相等。进一步，转盘与熔覆头通过轴承相连。进一步，组内下送粉管的数量与上送粉管的数量相同，且所述上送粉管沿套筒外周等间距排列。进一步，所述电机通过支架固定在熔覆头的一侧。进一步，第一出口紧贴转盘的上表面。进一步，上送粉部包括3根等间距排列在套筒外周的上送粉管，下送粉部包括3组下送粉管组，且下送粉管组包括管径分别大于、等于和小于上送粉管管径的3根下送粉管。本专利技术的有益效果主要表现在：1、通过旋转转盘可更换不同管径的下送粉管，调节粉末汇聚性，获得不同大小直径的粉末汇聚点以与光斑直径匹配。2、本专利技术具有多种不同管径的送粉管出口，可以满足不同密度及粒度的送粉要求，适应熔覆不同种类的粉末，适应不同激光器的需要，应用具有广泛性。3、采用同轴阵列粉管式送粉，能确保粉末流汇聚的均匀性。4、粉末流在载气的作用下，能在熔覆区形成均匀的“粉末帘”，能确保粉末的均匀性、稳定性。5、结构简单合理，在制造工艺上易于实现。附图说明图1是本专利技术的轴测图图2是本专利技术的正视图图3是送粉装置和调节装置的结构示意图图4是图3的俯视图图5是图4中A-A向剖视图图6是转盘轴测图图7是转盘正视图图8是图7中B-B向剖视图图9是管径小于上送粉管的下送粉管与上送粉管贯通的结构示意图图10是管径与上送粉管的管径相同的下送粉管与上送粉管贯通的结构示意图图11是管径大于上送粉管的下送粉管与上送粉管贯通的结构示意图具体实施方式参照附图，一种可调粉末汇聚性的激光同轴粉管式送粉喷嘴，包括熔覆头14，所述熔覆头14沿竖直方向的上方设有激光入口，所述熔覆头14沿竖直方向的下方设有激光出口；所述熔覆头14外设有送粉装置，送粉装置通过可调节粉末汇聚性的调节装置安装在熔覆头14四周；所述送粉装置包括上送粉部和下送粉部；所述调节装置包括固定套设在熔覆头14上的套筒12和可转动地套设在熔覆头14上的转盘5，且套筒12位于所述转盘5的上方；所述上送粉部固定设置在套筒12上，所述下送粉部固定设置在转盘5上；所述上送粉部包括若干根间隔排列在套筒12外周的上送粉管13，所述上送粉管13向套筒12的上部延伸，所述上送粉管13包括用于与送粉器连接的第一进口和用于与下送粉部对接的第一出口；所述第一进口位于套筒12的上方，所述第一出口位于套筒12的下方；所述下送粉部位于转盘5的的下方，所述下送粉部包括若干组下送粉管组，上送粉部与其中任意一组下送粉管组连通，且每组下送粉管组包括若干根用于一一对接上送粉管的下送粉管6、7、8；组内下送粉管管径相同，任意两组的下送粉管的管径不同；下送粉管6、7、8的延长线与熔覆头14的中轴线的延长线相交，以保证来自激光出口的激光与来自下送粉管6、7、8的出口的粉体汇聚；下送粉管6、7、8包括用于与第一出口对接的第二进口和向熔覆头14靠拢的第二出口，且第一出口和第二进口通过开设在转盘上5的通孔连通，通孔上下贯通转盘5，且通孔包括用于与第二进口连通的底口和用于与第一出口连通的顶口；所述转盘5还连接有驱动装置，所述驱动装置包括沿转盘5的外周边设置的齿轮段和与所述齿轮段相配合的主动齿轮4，所述主动齿轮4设置在转盘5的一侧，且主动齿轮4与电机2的输出轴固定相连；还包括用于监测电机2的转动角度的角度监测装置和中央控制器，所述中央控制器与驱动装置、角度监测装置一一相连，中央控制器通过监测电机2的转动角度来间接计算出转盘5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调粉末汇聚性的激光同轴粉管式送粉喷嘴，包括熔覆头，所述熔覆头沿竖直方向的上方设有激光入口，所述熔覆头沿竖直方向的下方设有激光出口；其特征在于：所述熔覆头外设有送粉装置，送粉装置通过可调节粉末汇聚性的调节装置安装在熔覆头四周；所述送粉装置包括上送粉部和下送粉部；所述调节装置包括固定套设在熔覆头上的套筒和可转动地套设在熔覆头上的转盘，且套筒位于所述转盘的上方；所述上送粉部固定设置在套筒上，所述下送粉部固定设置在转盘上；所述上送粉部包括若干根间隔排列在套筒外周的上送粉管，所述上送粉管向套筒的上部延伸，所述上送粉管包括用于与送粉器连接的第一进口和用于与下送粉部对接的第一出口；所述第一进口位于套筒的上方，所述第一出口位于套筒的下方；所述下送粉部位于转盘的的下方，所述下送粉部包括若干组下送粉管组，上送粉部与其中任意一组下送粉管组连通，且每组下送粉管组包括若干根用于一一对接上送粉管的下送粉管；组内下送粉管管径相同，任意两组的下送粉管的管径不同；下送粉管的延长线与熔覆头的中轴线的延长线相交，以保证来自激光出口的激光与来自下送粉管的出口的粉体汇聚；下送粉管包括用于与第一出口对接的第二进口和向熔覆头靠拢的第二出口，且第一出口和第二进口通过开设在转盘上的通孔连通，通孔上下贯通转盘，且通孔包括用于与第二进口连通的底口和用于与第一出口连通的顶口，所述转盘还连接有驱动装置，所述驱动装置包括沿转盘的外周边设置的齿轮段和与所述齿轮段相配合的主动齿轮，所述主动齿轮设置在转盘的一侧，且主动齿轮与电机的输出轴固定相连；还包括用于监测电机的转动角度的角度监测装置和中央控制器，所述中央控制器与驱动装置、角度监测装置一一相连。...

【技术特征摘要】
1.一种可调粉末汇聚性的激光同轴粉管式送粉喷嘴，包括熔覆头，所述熔覆头沿竖直方向的上方设有激光入口，所述熔覆头沿竖直方向的下方设有激光出口；其特征在于：所述熔覆头外设有送粉装置，送粉装置通过可调节粉末汇聚性的调节装置安装在熔覆头四周；所述送粉装置包括上送粉部和下送粉部；所述调节装置包括固定套设在熔覆头上的套筒和可转动地套设在熔覆头上的转盘，且套筒位于所述转盘的上方；所述上送粉部固定设置在套筒上，所述下送粉部固定设置在转盘上；所述上送粉部包括若干根间隔排列在套筒外周的上送粉管，所述上送粉管向套筒的上部延伸，所述上送粉管包括用于与送粉器连接的第一进口和用于与下送粉部对接的第一出口；所述第一进口位于套筒的上方，所述第一出口位于套筒的下方；所述下送粉部位于转盘的的下方，所述下送粉部包括若干组下送粉管组，上送粉部与其中任意一组下送粉管组连通，且每组下送粉管组包括若干根用于一一对接上送粉管的下送粉管；组内下送粉管管径相同，任意两组的下送粉管的管径不同；下送粉管的延长线与熔覆头的中轴线的延长线相交，以保证来自激光出口的激光与来自下送粉管的出口的粉体汇聚；下送粉管包括用于与第一出口对接的第二进口和向熔覆头靠拢的第二出口，且第一出口和第二进口通过开设在转盘上的通孔连通，通孔上下贯通转盘，且通孔包括用于与第二进口连通的底口和用于与第一出口连通的顶口，所述转盘还连接有驱动装置，所述驱动装置包括沿转盘的外周边设置的齿轮段和与所述齿轮段相配合的主动齿轮，所述主动齿轮设置在转盘的一侧，且主动齿轮与电机的输出轴固定相连；还包括用于监测电机的转动角度的角度监测装置和中央控制器，所述中央控制器与驱动装置、角度监测装置一一相连。2.如权利要求1所述的一种可调粉末汇聚性的激光同轴粉管式送粉喷嘴，其特征在于：所述角度监测装置为设置在电机输出轴上的角位移传感器，所述角位移传感器将监测到电机的转动角度信息输送给中央控制器，中央控制器根据接收到的电机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓冬，黄利安，姚建华，张群莉，陈智君，朱秀晖，科瓦连柯·弗拉季米尔，如斯勒·褚克，阿里亚肯·迈克勒，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33