[發明專利]一種旋轉光束預熱的激光沖擊波微造型加工裝置

有效

• 申請號: 201911139327.6
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110756989B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 吳敬元;徐亮
• 申請（專利權）人: 南理工泰興智能制造研究院有限公司
• 主分類號: B23K26/064
• 分類號: B23K26/064;B23K26/356
• 代理公司: 連云港聯創專利代理事務所(特殊普通合伙) 32330
• 代理人: 杜麗麗

本發明公開了一種旋轉光束預熱的激光沖擊波微造型加工裝置，包括殼體，所述殼體的內頂端設置有激光發射器，所述激光發射器的主光軸處設置有第一凸透鏡、半反射鏡和第二凸透鏡，所述殼體的底端與激光發射器主光軸對應的位置開設有透光口；所述半反射鏡的反射主光軸處設置有全反射鏡，所述全反射鏡連接有可調節其反射角度的調節卡套。本發明通過設置激光發射器、第一凸透鏡、半反射鏡和第二凸透鏡，通過激光發射器發射激光，激光經由第一凸透鏡轉化為平行光線并照射至半反射鏡上，一部分激光透過半反射鏡，并穿過開口，照射在第二凸透鏡上，并在第二凸透鏡上聚焦，將待加工工件設置在焦點處對其進激光加工。

技術領域

本發明涉及微造型加工技術領域，尤其涉及一種旋轉光束預熱的激光沖擊波微造型加工裝置。

背景技術

早在20世紀60年代，相關研究人員發現，當激光脈沖輻照在固體材料表面時，激光與材料相互作用產生沖擊波的現象。隨后激光誘導沖擊波的力學效應便逐步應用到工程技術領域，如材料表面的激光沖擊強化處理，即利用激光誘導的沖擊波，提高材料的抗疲勞、磨損和應力腐蝕等性能；以及激光層裂發涂層界面結合強度的檢測，即利用激光誘導的沖擊波在不同材料結合界面處反射時產生拉應力的特性，來檢測涂層與基體的結合強度。

隨著對激光沖擊波力學效應和光力耦合關系研究的深入和發展，開拓了一個全新的制造和加工領域一以激光的力學效應為主的光力制造理論與技術，在國防和民用工業中具有廣泛的應用前景，如激光沖擊成形、激光沖擊強化、激光沖擊消除有害殘余應力、激光沖擊表面微加工、激光沖擊高壓合成、激光層裂檢測等。其中，激光沖擊表面微加工又稱激光沖擊波微造型，它是利用激光誘導的沖擊波作為成形力源，使金屬板料發生微觀塑性變形的技術，是一種全新的快速成形方法，也是激光沖擊加工技術的一個重要應用領域。激光沖擊波微造型是一種近年來發展較快的現代化加工方法。

但是，現有技術中的激光沖擊波微造型受到若干缺點的限制，由于激光沖擊波對其造型作用微區的高速高壓沖壓行為，使得加工塑性較差的金屬材料時，高能量的激光沖擊容易造成其表面破裂飛濺，造成微造型加工質量差，無法對其進行調節，從而針對塑形較差和塑形較好的材料進行分開加工。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述的問題，而提出的一種旋轉光束預熱的激光沖擊波微造型加工裝置。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種旋轉光束預熱的激光沖擊波微造型加工裝置，包括殼體，所述殼體的內頂端設置有激光發射器，所述激光發射器的主光軸處設置有第一凸透鏡、半反射鏡和第二凸透鏡，所述殼體的底端與激光發射器主光軸對應的位置開設有透光口；

所述半反射鏡的反射主光軸處設置有全反射鏡，所述全反射鏡連接有可調節其反射角度的調節卡套，所述全反射鏡通過調節卡套固定連接在固定桿上，所述固定桿固定連接在殼體內；

所述半反射鏡與第二凸透鏡之間設置有吸光隔板，所述吸光隔板開設有供激光穿過的開口，所述開口內設置有調節擋光件，所述殼體底部與半反射鏡反射主光軸對應處設置有外齒圓盤，且外齒圓盤轉動連接在殼體的底端，所述外齒圓盤內設置有多個微型半反射鏡組，所述外齒圓盤連接有帶動其軸向旋轉的旋轉驅動件；通過設置兩種激光分流，將其中一種經第二凸透鏡聚集后射出，適用于塑形較好的材料，提供能量強度，將另一部分激光經微型半反射鏡組射出，適用于塑形較差的材料，將激光能量均勻的分散在加工件的表面。

優選地，所述調節卡套包括絲杠、異形螺母和固定套，所述絲杠的數量為兩個，所述絲杠的端口與全反射鏡的背部轉動連接，所述異形螺母與絲杠螺紋連接，所述異形螺母轉動連接在固定套上，所述固定套與固定桿固定連接。

優選地，所述調節擋光件包括工形塊、擋光塊、連桿、滑槽、連接塊、調節螺桿和旋鈕；