一种缸套内壁激光点坑织构制作装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及激光加工技术领域，提供了一种缸套内壁激光点坑织构制作装置，包括激光器，还包括可于缸套内沿XY两个方向偏移并加工缸套内壁的加工头、用于带动所述加工头沿所述缸套的轴向移动的驱动机构以及用于带动所述缸套以其中心轴为旋转轴转动的旋转平台，所述加工头接收所述激光器的发射的激光。本发明专利技术的一种缸套内壁激光点坑织构制作装置，通过可沿XY两个方向移动的工作头配合可带动加工头沿缸套轴向移动的驱动机构以及可带动缸套旋转的旋转平台，可在缸套内壁形成沿缸套轴向间断开且呈交错式布置的点坑织构，兼顾耐磨性和气缸密封性，不仅延长了缸套的使用寿命，还减少了发动机油耗。

A laser spot texture device for the inner wall of cylinder liner

【技术实现步骤摘要】
一种缸套内壁激光点坑织构制作装置
本专利技术涉及激光加工
，具体为一种缸套内壁激光点坑织构制作装置。
技术介绍
表面织构是在金属表面加工出一定形貌的凹坑或者纹理，在发动机缸套内表面加工凹坑形织构可以储存润滑油、储存磨粒磨屑，从而使缸套抗磨减磨。使用激光可以在金属表面加工出凹坑形织构，但是缸套为圆筒状，目前的激光加工设备在缸套内表面加工出凹坑十分困难，并且对凹坑间距无法精确控制。现有技术中为了降低缸孔摩擦，有采用改变珩磨网纹角度的方法，若扩大网纹角度(如设定为180°)，形成接近槽及花键轴的形状，虽然能够实现滑动面积的缩小，但同时槽的形状造成压缩气体泄漏，不能保障发动机运转。另外，现有点坑织构制作方法多采用单脉冲加工，此方法一般只能加工圆形点坑，此圆形点坑中间深，周围浅，想加工其它形状的点坑需要经过复杂的光路整形，而且单脉冲光斑大，一般0.2mm-0.5mm，由此所需要要的脉冲单点能量大，热影响区域大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种缸套内壁激光点坑织构制作装置，制作的点坑织构兼顾耐磨性和气缸密封性，不仅延长了缸套的使用寿命，还减少了发动机油耗。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种缸套内壁激光点坑织构制作装置，包括激光器，还包括可于缸套内沿XY两个方向偏移并加工缸套内壁的加工头、用于带动所述加工头沿所述缸套的轴向移动的驱动机构以及用于带动所述缸套以其中心轴为旋转轴转动的旋转平台，所述加工头接收所述激光器的发射的激光。进一步，所述加工头包括供激光器产生的光束通过的通道、设于所述通道上的X摆动片、控制所述X摆动片沿X轴方向偏移的第一伺服电机、设于所述通道上的Y摆动片以及控制所述Y摆动片沿Y轴方向偏移的第二伺服电机，所述通道的入口与所述激光器连通，所述通道的出口朝向缸套内壁。进一步，所述通道包括依次连通的第一光纤、第二光纤以及第三光纤，所述第一光纤和所述第二光纤之间以及所述第二光纤和所述第三光纤之间均具有夹角，且所述夹角的度数不为0°或180°，所述X摆动片设于所述第一光纤和所述第二光纤之间，所述Y摆动片设于所述第二光纤和所述第三光纤之间，或者所述Y摆动片设于所述第一光纤和所述第二光纤之间，所述X摆动片设于所述第二光纤和所述第三光纤之间。进一步，所述通道还包括与所述第三光纤连通的第四光纤，所述第三光纤和所述第四光纤之间也具有夹角，且该夹角的度数也不为0°或180°，所述第三光纤和所述第四光纤之间安装有第一全反镜片。进一步，所述第四光纤上设有聚焦镜片。进一步，所述通道的入口处和所述通道的出口处均设有窗口镜片。进一步，还包括机架，所述驱动机构以及所述旋转平台均设于所述机架上。进一步，所述机架呈L型，所述驱动机构安装在L型的机架的竖直段上，所述旋转平台安装在L型的机架的水平段上，由所述驱动机构驱动的所述加工头悬于所述旋转平台的上方。进一步，所述激光器安装在L型的所述机架的竖直段的顶部，且所述激光器通过光纤与所述加工头的输入端连通。进一步，所述驱动机构为三轴平台，所述加工头安装在所述三轴平台的驱动端上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：一种缸套内壁激光点坑织构制作装置，通过可沿XY两个方向移动的工作头配合可带动加工头沿缸套轴向移动的驱动机构以及可带动缸套旋转的旋转平台，可在缸套内壁形成沿缸套轴向间断开且呈交错式布置的点坑织构，兼顾耐磨性和气缸密封性，不仅延长了缸套的使用寿命，还减少了发动机油耗。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种缸套内壁激光点坑织构制作装置的示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种缸套内壁激光点坑织构制作装置的光路原理图；图3为本专利技术实施例提供的一种缸套内壁激光点坑织构制作装置的加工头的示意图；附图标记中：1-激光器；2-加工头；200-第一光纤；201-第二光纤；202-第三光纤；203-第四光纤；204-第五光纤；21-第一窗口镜片；22-Y摆动片；23-X摆动片；24-第一全反镜片；25-聚焦镜片；26-第二全反镜片；27-第二窗口镜片；28-第一伺服电机；29-第二伺服电机；3-三轴平台；4-缸套；5-旋转平台；6-机架；60-水平段；61-竖直段。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1、图2和图3，本专利技术实施例提供一种缸套内壁激光点坑织构制作装置，包括激光器1、可于缸套4内沿XY两个方向偏移并加工缸套4内壁的加工头2、用于带动所述加工头2沿所述缸套4的轴向移动的驱动机构以及用于带动所述缸套4以其中心轴为旋转轴转动的旋转平台5，所述加工头2接收所述激光器1的发射的激光。在现有技术中，存在着采用改变珩磨网纹角度的方法，但这种方法在扩大网纹角度后，会造成压缩气体泄漏，不能保障发动机运转的情况，因此在本实施例中，通过能在缸套4内沿XY两个方向偏移的加工头2，配合着驱动机构驱动缸套4沿其轴线方向移动，然后再配合着旋转平台5旋转缸套4，可以在缸套4内壁形成沿缸套4轴向间断开且呈交错式布置的点坑织构，这种点坑织构兼顾耐磨性和气缸密封性，不仅延长了缸套4的使用寿命，还减少了发动机油耗，在这其中，轴向的移动以及转动为主体运动，XY两个方向的摆动则为偏移位置补偿，这样可以保证在轴向的移动以及旋转运动不停的情况下实现连续加工，也提高了生产效率。另外，加工头2接收激光器1发射来的激光，激光器1优选用近红外波长的激光器1，其波长1064nm，脉宽1ns-1.5us，单点能量0.2mj-10mj，激光器1平均功率100W-500W，重复频率2KHz-4000KH，通过多脉冲组合加工成所需的点坑形状，由于选用的单脉冲光斑远小于常规点坑外形尺寸，单脉冲能量小，热影响区域小，且点坑不管是中心还是周边，深度基本相等，然后再通过上述动作即可实现不同形状的点坑加工，优选的可加工圆形，等边三角形，正方形，正六边形。优选的，所述驱动机构为三轴平台3，所述加工头2安装在所述三轴平台3的驱动端上。以下为具体实施例：优化上述方案，请参阅图2和图3，所述加工头2包括供激光器1产生的光束通过的通道、设于所述通道上的X摆动片23、控制所述X摆动片23沿X轴方向偏移的第一伺服电机28、设于所述通道上的Y摆动片22以及控制所述Y摆动片22沿Y轴方向偏移的第二伺服电机29，所述通道的入口与所述激光器1连通，所述通道的出口朝向缸套4内壁。在本实施例中，X方向的偏移是X摆动片23配合第一伺服电机28来实现，Y方向的偏移是Y摆动片22配合第二伺服电机29来实现，具体的，两个摆动片安装在其对应的伺服电机轴上，两个伺服电机的动作可以在制作前就预先设定好，通过控制伺服电机的高速摆动可以精准地控制各脉冲光束的聚焦位置，由多脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缸套内壁激光点坑织构制作装置，包括激光器，其特征在于：还包括可于缸套内沿XY两个方向偏移并加工缸套内壁的加工头、用于带动所述加工头沿所述缸套的轴向移动的驱动机构以及用于带动所述缸套以其中心轴为旋转轴转动的旋转平台，所述加工头接收所述激光器的发射的激光。/n

【技术特征摘要】
1.一种缸套内壁激光点坑织构制作装置，包括激光器，其特征在于：还包括可于缸套内沿XY两个方向偏移并加工缸套内壁的加工头、用于带动所述加工头沿所述缸套的轴向移动的驱动机构以及用于带动所述缸套以其中心轴为旋转轴转动的旋转平台，所述加工头接收所述激光器的发射的激光。


2.如权利要求1所述的一种缸套内壁激光点坑织构制作装置，其特征在于：所述加工头包括供激光器产生的光束通过的通道、设于所述通道上的X摆动片、控制所述X摆动片沿X轴方向偏移的第一伺服电机、设于所述通道上的Y摆动片以及控制所述Y摆动片沿Y轴方向偏移的第二伺服电机，所述通道的入口与所述激光器连通，所述通道的出口朝向缸套内壁。


3.如权利要求2所述的一种缸套内壁激光点坑织构制作装置，其特征在于：所述通道包括依次连通的第一光纤、第二光纤以及第三光纤，所述第一光纤和所述第二光纤之间以及所述第二光纤和所述第三光纤之间均具有夹角，且所述夹角的度数不为0°或180°，所述X摆动片设于所述第一光纤和所述第二光纤之间，所述Y摆动片设于所述第二光纤和所述第三光纤之间，或者所述Y摆动片设于所述第一光纤和所述第二光纤之间，所述X摆动片设于所述第二光纤和所述第三光纤之间。


4.如权利要求3所述的一种缸套内壁激光点坑织构制作装置，其特征在于：所述通道还...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹治国，江柏霖，何秀乐，吴吉涛，张坤，王建刚，
申请(专利权)人：深圳华工激光设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44