[發明專利]一種基于掃描振鏡的激光淬火方法及裝置

有效

• 申請號: 201310676599.6
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103667607A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張弓;王映品;賀長林;陳賢帥;杜如虛;李凱格;鄭雷
• 申請（專利權）人: 廣州中國科學院先進技術研究所
• 主分類號: C21D1/09
• 分類號: C21D1/09
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 熊賢卿

技術領域

本發明涉及機械加工領域，具體是一種激光輔助鉆孔方法及裝置。

背景技術

激光表面改性是提高金屬材料表面性能的一種有效途徑，激光淬火是目前研究較多且應用最成功的一種，具有冷卻速度快，熱影響區小，容易實現自動化等優點。激光淬火作為一種非常有效的表面強化方法，在工業領域得到廣泛的運用。

現有技術中，激光淬火的裝置主要采用能在水平方向兩軸運動的XY移動工作臺，以及可上下運動的固體激光器或者CO₂激光器，實現激光光束相對于工件表面的三軸運動。由于激光光斑直徑小，激光光束的運動距離小，需要配以高精度和高響應的運動控制系統來完成，設備價格昂貴，體積龐大，操作復雜，激光運動精度難以控制。尤其是對一些外表形狀不規則的零件的淬火，現有技術中的裝置難以滿足要求。

不難看出，現有技術還存在一定的缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于掃描振鏡的激光淬火方法及裝置，采用掃描振鏡控制激光光束在工件待加工表面運動，具備設備結構簡單，成本低廉，體積小巧，易于操作、激光運動精度高的優點。

為達到上述目的，本發明提供如下的技術方案：

一種基于掃描振鏡的激光淬火方法，包括以下步驟：

S1、激光定位，將工件固定于掃描振鏡的下方，對需要進行激光淬火的工件待加工表面進行定位，并調整好掃描振鏡與工件待加工表面的距離；

S2、激光淬火，開啟激光，利用掃描振鏡控制激光光束按照特定的運動軌跡，以特定的掃描速度在工件待加工表面進行掃描運動，使激光光束掃描到工件全部待加工的表面；

S3、冷卻，激光掃描完成后，關閉激光，靜置較短時間使工件冷卻至常溫后，將工件取出。

進一步的，所述掃描振鏡的焦長不小于10mm。

進一步的，所述激光的功率為100W-400W，光斑大小為1mm-5mm，離焦量為40mm-100mm，掃描速度為10mm/s-25mm/s。

進一步的，所述激光光束與工件待加工表面的夾角為85°-95°。

進一步的，所述掃描振鏡與工件待加工表面的距離始終保持不變。

一種基于掃描振鏡的激光淬火裝置，包括：可水平移動的工作臺以及安裝在工作臺上的夾具、活動裝置、掃描振鏡和激光器；掃描振鏡通過活動裝置安裝在工作臺上，并設置于夾具的上方；激光器通過光纖纜與掃描振鏡連接。

進一步的，所述激光器為光纖激光器；激光器上設有功率調節模塊和激光控制開關。

進一步的，所述基于掃描振鏡的激光淬火裝置還包括控制器；所述控制器用于控制掃描振鏡，從而控制激光光束的掃描運動；控制器還用于控制激光器的功率調節模塊及控制開關。

進一步的，所述控制器為工控機。

進一步的，所述活動裝置為絲桿平臺或工業機械手。

本發明所提供的一種基于掃描振鏡的激光淬火方法及裝置，采用掃描振鏡控制激光光束在工件待加工表面運動，結構簡單，設備價格低廉，體積細小，操作簡單，激光運動精度高。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種基于掃描振鏡的激光淬火裝置的結構示意圖。

附圖標記說明：

1、工件??????????????2、工作臺????????????????????????????3、夾具

4、活動裝置??????????5、掃描振鏡??????????????????????????6、激光器

7、光纖纜

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例和附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。需要說明的是，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例一

本發明提供一種基于掃描振鏡5的激光淬火方法，包括以下步驟：

S1、激光定位，將工件1固定于掃描振鏡5的下方，對需要進行激光淬火的工件1待加工表面進行定位，并調整好掃描振鏡5與工件1待加工表面的距離；

S2、激光淬火，開啟激光，利用掃描振鏡5控制激光光束按照特定的運動軌跡，以特定的掃描速度在工件1待加工表面進行掃描運動，使激光光束掃描到工件1全部待加工的表面；