一种用于加工内表面的角度可调激光加工头制造技术

本发明专利技术实施例提供一种用于加工内表面的角度可调激光加工头，相对于固定基座安转旋转轴和反射镜，在旋转轴和圆盘形连接器的接口处使用适当的间隙配合，可以实现喷嘴和镜子的相对旋转；允许独立调整喷嘴和反射镜，并将激光/粉末焦点以不同角度对准工件，可以以不同角度对管道或腔体内表面进行加工，包括添加剂制造、硬化、重熔等；通过同轴喷嘴镜组件的设计制作的激光头比现有的可调激光头尺寸更小，因此可以安装在机器上进行内表面处理，并到达管道或腔体内部深处难以接近的位置。或腔体内部深处难以接近的位置。或腔体内部深处难以接近的位置。

【技术实现步骤摘要】
一种用于加工内表面的角度可调激光加工头


[0001]本专利技术实施例涉及金属表面处理工艺
，尤其涉及一种用于加工内表面的角度可调激光加工头。

技术介绍

[0002]激光熔覆是一种金属表面处理工艺，广泛用于航空航天、海洋和近海工业中磨损部件的修复和防腐涂层的制备。用于熔覆目的的典型激光头，主要包括喷嘴、光学部件、液体/气体通道等。喷嘴用于将金属粉末沉积到工件上，光学部件用于引导和聚焦熔化金属粉末的激光束，液体/气体通道用于提供冷却剂和保护/载气。
[0003]现有内表面激光熔覆设备只能以固定角度执行熔覆任务，即从输出激光束到被熔覆表面呈90度角。然而，由于容纳激光工作头的空间有限，在某些难以接近的位置（例如，靠近盲孔底部或交叉管接头附近），很难在90度角进行激光熔覆。因此，需要一个可调节的激光器，可以以不同角度进行内表面处理，这样激光束和粉末流就可以到达难以接近的位置，而无需将激光头放在表面正上方。
[0004]现有激光熔覆设备都包含喷嘴和反射镜的子组件，具有固定的相对位置。当反射镜调整入射激光束的传播方向时，喷嘴也必须以完全相同的角度围绕同一轴旋转，以摆臂的方式移动。因此，基于上述设计的现有激光熔覆设备工作体积庞大，因此无法深入管道或腔体内部进行内表面处理。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种用于加工内表面的角度可调激光加工头，以解决现有技术中激光熔覆设备工作体积庞大，因此无法深入管道或腔体内部进行内表面处理的问题。
[0006]未解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种用于加工内表面的角度可调激光加工头，包括激光管道、固定基座和激光工作头；所述激光管道与所述固定基座的一端相对连接固定，所述激光管道沿第一方向向所述固定基座传播激光光束；所述固定基座的另一端设有开口端，所述激光工作头固定于所述开口端，所述激光工作头内设有旋转轴，所述旋转轴垂直于所述第一方向；所述旋转轴上设有反射镜，所述反射镜位接收传播入所述固定基座内的激光光束，通过所述旋转轴转动所述反射镜调整激光光束的方向；所述旋转轴外还连接有可旋转喷嘴，所述可旋转喷嘴相对于所述反射镜设置，所述可旋转喷嘴可沿所述旋转轴相对转动，以使反射镜调整方向后的激光光束经所述可旋转喷嘴射出。
[0007]作为优选的，所述可旋转喷嘴包括激光束喷嘴和金属粉末喷嘴，所述激光束喷嘴和所述金属粉末喷嘴聚焦于同一点；所述激光束喷嘴与所述第一方向在同一平面，且所述同一平面垂直于所述旋转轴。
[0008]作为优选的，所述激光工作头上多个位置处安装有管件，所述管件包括冷却液管件、气体管件和金属粉末管件，冷却液管件、气体管件和金属粉末管件分别用于引导冷却
液、气体和金属粉末流动，所述金属粉末管件连通所述金属粉末喷嘴。
[0009]作为优选的，所述固定基座沿第一方向设有两个相对的延伸架，所述延伸架上设有通孔，所述旋转轴通过所述通孔旋转固定于所述延伸架上。
[0010]作为优选的，所述反射镜为半圆柱形，所述反射镜包括面向激光光束的平面反射面，所述反射镜的两端设有联轴器部件；所述旋转轴包括第一圆柱轴和第二圆柱轴，所述第一圆柱轴、所述第二圆柱轴通过所述联轴器部件固定连接所述反射镜。
[0011]作为优选的，所述第一圆柱轴和/或所述第二圆柱轴远离所述反射镜的一端上设有曲柄杆；所述第一圆柱轴、第二圆柱轴的两端还设有半圆柱形槽，所述曲柄杆、所述联轴器部件上与所述半圆柱形槽对应位置处设有与所述半圆柱形槽匹配的插销。
[0012]作为优选的，所述旋转轴上还连接有第一圆盘形连接器、第二圆盘形连接器；所述第一圆盘形连接器、所述第二圆盘形连接器通过圆心处的通孔连接所述旋转轴，所述通孔与所述旋转轴的连接处设有间隙卡扣，以使所述第一圆盘形连接器、所述第二圆盘形连接器通过所述间隙卡扣与所述旋转轴间实现相对旋转；所述可旋转喷嘴固定于所述第一圆盘形连接器和所述第二圆盘形连接器之间。
[0013]作为优选的，所述可旋转喷嘴还包括圆弧状的承载面，所述激光束喷嘴和所述金属粉末喷嘴设于所述承载面上，所述承载面内部还设有第一冷却通道和粉末通道，所述粉末通道一端连通金属粉末管件，粉末通道的另一端连通所述金属粉末喷嘴，所述第一冷却通道连通所述冷却液管件，所述第一冷却通道延伸至所述激光束喷嘴处。
[0014]作为优选的，所述反射镜的平面反射面处设有第二冷却通道，所述第一圆柱轴、第二圆柱轴内还设有第三冷却通道。
[0015]作为优选的，所述联轴器部件包括与所述第一圆柱轴、第二圆柱轴相匹配的圆柱孔，所述圆柱孔的侧壁还设有螺纹通孔，所述第一圆柱轴、所述第二圆柱轴与所述通孔对应的位置处设有螺纹孔。
[0016]本专利技术实施例提供的一种用于加工内表面的角度可调激光加工头，相对于固定基座安转旋转轴和反射镜，在旋转轴和圆盘形连接器的接口处使用适当的间隙配合，可以实现喷嘴和镜子的相对旋转；允许独立调整喷嘴和反射镜，并将激光/粉末焦点以不同角度对准工件，可以以不同角度对管道或腔体内表面进行加工，包括添加剂制造、硬化、重熔等；通过同轴喷嘴镜组件的设计制作的激光头比现有的可调激光头尺寸更小，因此可以安装在机器上进行内表面处理，并到达管道或腔体内部深处难以接近的位置。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为根据本专利技术实施例的角度可调激光加工头的光学布局示意图；图2为根据本专利技术实施例的角度可调激光加工头整体结构示意图；图3为根据本专利技术实施例的角度可调激光加工头侧视图一；
图4为根据本专利技术实施例的角度可调激光加工头侧视图二；图5为根据本专利技术实施例的安装在固定基座上的反射镜示意图；图6为根据本专利技术实施例的可旋转喷嘴、反射镜和盘形连接器的组装结构示意图；图7为根据本专利技术实施例的固定基座示意图一；图8为根据本专利技术实施例的固定基座示意图二；图9为根据本专利技术实施例的可旋转喷嘴的结构示意图；图10为根据本专利技术实施例的反射镜的结构示意图；图11为根据本专利技术实施例的反射镜的结构透视图；图12为根据本专利技术实施例的旋转轴的结构透视图。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]本申请实施例中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
[0021]本申请实施例中的术语“第一”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于加工内表面的角度可调激光加工头，其特征在于，包括激光管道、固定基座和激光工作头；所述激光管道与所述固定基座的一端相对连接固定，所述激光管道沿第一方向向所述固定基座传播激光光束；所述固定基座的另一端设有开口端，所述激光工作头固定于所述开口端，所述激光工作头内设有旋转轴，所述旋转轴垂直于所述第一方向；所述旋转轴上设有反射镜，所述反射镜位接收传播入所述固定基座内的激光光束，通过所述旋转轴转动所述反射镜调整激光光束的方向；所述旋转轴外还连接有可旋转喷嘴，所述可旋转喷嘴相对于所述反射镜设置，所述可旋转喷嘴可沿所述旋转轴相对转动，以使反射镜调整方向后的激光光束经所述可旋转喷嘴射出。2.根据权利要求1所述的用于加工内表面的角度可调激光加工头，其特征在于，所述可旋转喷嘴包括激光束喷嘴和金属粉末喷嘴，所述激光束喷嘴和所述金属粉末喷嘴聚焦于同一点；所述激光束喷嘴与所述第一方向在同一平面，且所述同一平面垂直于所述旋转轴。3.根据权利要求2所述的用于加工内表面的角度可调激光加工头，其特征在于，所述激光工作头上多个位置处安装有管件，所述管件包括冷却液管件、气体管件和金属粉末管件，冷却液管件、气体管件和金属粉末管件分别用于引导冷却液、气体和金属粉末流动，所述金属粉末管件连通所述金属粉末喷嘴。4.根据权利要求1所述的用于加工内表面的角度可调激光加工头，其特征在于，所述固定基座沿第一方向设有两个相对的延伸架，所述延伸架上设有通孔，所述旋转轴通过所述通孔旋转固定于所述延伸架上。5.根据权利要求4所述的用于加工内表面的角度可调激光加工头，其特征在于，所述反射镜为半圆柱形，所述反射镜包括面向激光光束的平面反射面，所述反射镜的两端设有联轴器部件；所述旋转轴包括第一圆柱轴和第二圆柱轴，所述第一圆柱轴、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕贵军，曹立超，陈立佳，
申请(专利权)人：广东省科学院智能制造研究所，
类型：发明
国别省市：