[實用新型]輥類表面激光毛化加工裝置

有效

• 申請號: 201220470498.4
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN202877727U
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 陳培鋒;梁喬春;王焄
• 申請（專利權）人: 武漢市凱瑞迪激光技術有限公司
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/067
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

技術領域

本實用新型涉及一種輥類表面激光毛化處理裝置，具體的是說一種輥類表面激光毛化加工裝置。

背景技術

具有特殊表面形貌的毛化冷軋薄鋼板在制造業中，特別是在汽車與家電產業中有著廣泛的應用。毛化冷軋薄鋼板是由表面經毛化處理后的軋輥軋制而成的，因此毛化軋輥的表面形貌特征對冷軋薄鋼板的深沖、涂裝等工藝性能影響極大。為了確保冷軋鋼板具有優良的板型、深沖性、延伸率和涂鍍性能，在冷軋薄鋼板生產工藝中，要求對冷軋工作輥的表面進行毛化處理，以軋制出滿足用戶特殊工藝要求的毛化冷軋鋼板。

激光軋輥毛化技術是現在使用的幾種毛化技術（包括噴丸毛化、電火花毛化以及電子束毛化）中實用而又先進的一種毛化技術

目前，激光毛化軋輥技術主要分為兩大類：一類是采用固體Nd:YAG激光器的YAG激光毛化，另一類則是采用氣體CO₂激光器的CO₂激光毛化。其共同特點是：采用聲光調Q的Nd:YAG激光器或經特殊調制的CO₂激光器作為脈沖激光加工源，由光源輸出的脈沖激光經激光加工頭聚焦后，作用于以一定轉速旋轉的軋輥表面；加工過程中，激光加工頭的橫向移動配合軋輥的旋轉運動，從而在軋輥表面形成等螺距的螺旋掃描線點陣毛化坑分布。例如：中國專利“用于軋輥表面毛化的激光加工設備”（專利號：ZL94220848.X）與中國專利“分光式激光毛化調制裝置”（專利號：ZL200710041118.9）。

上述激光軋輥毛化工藝的基本特征是（如圖1所示）：毛化坑在軋輥表面沿一條等螺距的螺旋掃描線分布。由于螺旋掃描線的螺距（一般為0.1~0.4mm）相對于軋輥直徑來說非常小，可以認為：螺旋掃描線每一圈上的毛化坑分布在沿軋輥圓周方向的一條直線上；因此整個軋輥面上的毛化坑分布在沿軋輥圓周方向的多條等間距（即螺距）的平行直線上。但一般情況下，各圈之間的毛化坑的相對位置分布是不固定的；因而在軋輥長度方向上，毛化坑呈非直線形分布，如圖1所示，基本上可以認為是無規律的。

上述毛化坑分布形式存在兩個明顯的缺點：

1．雖然軋輥表面的激光毛化坑很淺，但對于大面積的毛化冷軋鋼板，還是可以明顯地感覺到冷軋鋼板在沿長度方向上（沿軋輥圓周方向軋制）存在均勻分布的直線，而在冷軋鋼板的橫向方向則沒有明顯的直線分布。

2．在冷軋鋼板的長度方向容易形成拉傷，形成沿冷軋鋼板長度方向上很細的直線劃痕。仔細觀察這些劃痕，發現絕大部分劃痕出現在對應軋輥表面兩圈毛化坑之間的一條直線形空白區域內。分析這些直線劃痕形成的原因，是因為在兩圈毛化坑之間的直線形空白區域內，軋輥是平滑的，軋輥與鋼板之間緊密接觸；如果在鋼板軋制過程中形成鐵屑，則這個鐵屑不能夠被軋輥表面的毛化坑吸收，始終存在于鋼板與軋輥之間，連續劃出可見的直線痕跡。

發明內容

本實用新型的目的是為了解決上述技術問，提供一種結構簡單、操作簡便、可使聚焦光點沿轉動軋輥長度方向上可設定分布進行毛化加工的輥類表面激光毛化加工裝置。

技術方案包括毛化機床和激光器系統，所述激光器至輥類表面的激光傳輸光路上依次布置有導光機構、前端聚焦鏡、多棱鏡、擴束鏡、分光鏡組以及輸出聚焦鏡，所述多棱鏡由電機驅動，所述分光鏡組由N個反射鏡組成，N≥2，所述多棱鏡至少存在兩個工作面的法線方向與多棱鏡旋轉軸間的夾角不一致。

所述分光鏡組中任意兩個反射鏡之間的夾角呈90-180度夾角。

所述多棱鏡的工作面M≥10。

所述前端聚焦鏡為反射式聚焦鏡或透射式聚焦鏡。

所述擴束鏡為反射式聚焦鏡或透射式聚焦鏡。

所述輸出聚焦鏡為反射式聚焦鏡或透射式聚焦鏡。

本實用新型可與裝有軋輥工件的毛化機床配套安裝，待加工的軋輥工件裝夾在毛化機床上，并由毛化機床控制作旋轉運動。毛化機床上的拖板上可作二維運動，其移動速度由毛化機床控制。多棱鏡旋轉由高速電機帶動作高速旋轉，其轉速可控。所述毛化機床既可以是數控車床，也可以是普通車床。

本實用新型的工作原理如下：當連續激光器輸出的連續激光束聚焦于一高速旋轉的多棱鏡某個工作面上時，激光束經多棱鏡掃描，再經擴束鏡，并由N（N≥2）個反射鏡組成的分光鏡組進行分光，從而形成N路脈沖激光，N路脈沖激光同時經輸出聚焦鏡聚焦于軋輥表面，同時對軋輥表面進行毛化加工。所述多棱鏡工作面的法線與旋轉軸之間的角度不完全一致，因此上述N路脈沖激光束經輸出聚焦鏡聚焦后在軋輥表面的光點在軋輥長度方向擺動掃描，從而在軋輥表面形成N條擺動式螺旋掃描線點陣交錯排布的可設定毛化坑分布。?