[實用新型]數控激光熱處理頭

無效

• 申請號: 200920137693.3
• 申請日: 2009-04-13
• 公開（公告）號: CN201395614Y
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 邱祿魁
• 申請（專利權）人: 龍巖理尚精密機械有限公司
• 主分類號: C21D1/09
• 分類號: C21D1/09
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司
• 代理人: 鐘善招

一、技術領域

本實用新型涉及一種熱處理機械，特別是大功率CO₂數控激光熱處理設備。

二、背景技術

現有的激光熱處理設備中的激光熱處理頭存在以下缺陷：一是固定式導光筒只能沿設備的導軌作水平或垂直方向直線運動，不能對零件的不同角度進行熱處理；二是不能實現激光束與氬氣的同軸輸出，容易使煙塵和濺渣進入光路，影響了光束質量，從而降低熱處理加工的穩定性；三是因采用多刻面反射鏡，制作麻煩、結構復雜且穩定性不好，激光熱處理頭使用壽命較短。

三、發明內容

本實用新型的目的是提供一種可對零件進行多角度熱處理、激光束質量高、熱處理加工穩定性好且使用壽命長的數控激光熱處理頭。

為實現以上目的，本實用新型數控激光熱處理頭包括聯接管、后鏡座、水冷鏡座、反射式積分鏡、前鏡座、反射鏡座、聚焦鏡座和帶側管的雙層錐管；后鏡座內呈45°角布置的反射式積分鏡固定在水冷鏡座上，水冷鏡座固定在后鏡座上；前鏡座內呈45°角布置的反射鏡座固定在聚焦鏡座上，聚焦鏡座固定在前鏡座上；固定在前鏡座下方的雙層錐管層間隔均勻、間隙1.0mm-1.8mm、同軸度為0.1mm-0.3mm、錐度為10°-15°；前鏡座左右各設一條夾角為45°的環形導槽，固定在后鏡座上的限位螺釘嵌入環形導槽內，使前鏡座相對于后鏡座可左右旋轉45°并帶動雙層錐管作同步旋轉。

采用上述結構數控激光熱處理頭具有以下效果：

1、采用雙層錐管，熱處理作業時氬氣從間隔均勻的雙層錐管底部輸出，使激光束與氬氣同軸輸出，能很好地避免煙塵和濺渣進入光路，從而保證激光束的質量，提高了加工穩定性。

2、前鏡座內置45°的反射鏡座，前鏡座相對于后鏡座可左右各旋轉45°，旋轉的同時將從反射式積分鏡聚焦過來的3×2mm矩形光斑反射到熱處理工件上，實現對工件進行不同角度的熱處理，擴大了整機的熱處理加工范圍。

3、在后鏡座上設計了水冷鏡座，可有效地對置于后鏡座內的45°反射式積分鏡因聚焦產生的高熱量進行散熱，在提高激光聚焦性能的同時延長了反射式積分鏡的使用壽命。

4、采用反射式積分鏡，能夠承受更大的激光功率。

四、附圖說明

圖1是本發明數控激光熱處理頭主視圖

圖2是本發明數控激光熱處理頭主視圖的A向視圖

五、實施例

如圖1所示，本實用新型數控激光熱處理頭包括聯接管2、后鏡座3、水冷鏡座4、反射式積分鏡5、前鏡座6、反射鏡座7、聚焦鏡座8和帶側管9-1的雙層錐管9；側管與雙層錐管中心線夾角為45°；后鏡座內呈45°角布置的反射式積分鏡5固定在水冷鏡座4上，水冷鏡座4固定在后鏡座3上；前鏡座內呈45°角布置的反射鏡座7固定在聚焦鏡座8上，聚焦鏡座8固定在前鏡座6上；固定在前鏡座下方的雙層錐管9層間隔均勻、間隙1.5mm、同軸度為0.2mm、錐度為13°；前鏡座左右各設一條夾角為45°的環形導槽6-1，固定在后鏡座上的限位螺釘3-1嵌于環形導槽6-1內，使前鏡座6相對于后鏡座3可左右旋轉45°并帶動雙層錐管9作同步旋轉。

激光光源1經聯接管2后傳到反射式積分鏡5上(水冷鏡座4對反射式積分鏡5進行冷卻，以提高激光聚焦質量并延長反射式積分鏡5的使用壽命)，通過反射式積分鏡5將激光光源1進行聚焦，形成3×2mm的能量密度均勻的矩形激光束1-1，聚焦后的矩形激光束1-1經反射鏡座7呈90°進行反射，使激光束1-1經雙層錐管9的內錐孔射出。

熱處理保護氣體10(Ar)經雙層錐管9的側管9-1送入雙層錐管9的夾縫9-2中環繞均勻(雙層錐管的9-3處采用銀釬焊密封)，并經出口9-4與激光束1-1同軸送出。

如圖2所示，在計算機的控制下，前鏡座6通過左右兩條夾角為45°的環形槽6-1沿著固定在后鏡座3上的限位螺釘3-1做左右方向各45°的旋轉，同時帶動雙層錐管9及激光束1-1做同步旋轉，實現對工件不同角度進行高效熱處理。

對激光熱處理頭的主要部件采用超高強度硬鋁LC4制作，它比現有激光熱處理頭普遍采用的LY硬鋁具有質輕、強度高、導熱性好、耐蝕性好、易加工等特點，大大提高了激光熱處理頭的冷卻效果，充分保證了反射式積分鏡不因聚焦而產生熱變形，產品的使用壽命更長、強度更高、質更輕。反射式積分鏡5采用無氧銅制造，污染后表面可以擦拭，可大大延長使用壽命。