[發明專利]一種輥類零件激光毛化裝置

在審

• 申請號: 202110330455.X
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN112935557A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 杜建偉;王陽陽
• 申請（專利權）人: 安陽睿恒數控機床股份有限公司
• 主分類號: B23K26/356
• 分類號: B23K26/356;B23K26/352;B23K26/046
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 李斌

本發明提供了一種輥類零件激光毛化裝置，包括工作平臺、設置在工作平臺一側的機床、設置在機床另一側的固定板、以及設置在機床上的激光器，所述機床上設有軋輥轉軸，所述固定板上設有頂尖，軋輥轉軸與頂尖之間放置有待加工的輥類零件，所述機床與固定板之間設有平移導軌，所述平移導軌上設有激光毛化頭。本發明提供的輥類零件激光毛化裝置，采用連續高功率激光器作為加工光源，加工頭的數量為多個，實現多頭加工，激光功率得到充分利用，具有很快的加工速度。采用多棱鏡和分光機構進行分光，將連續高功率的激光束分為多路脈沖激光輸出，激光能量利用效率高，成本低，使用壽命長。

技術領域

本發明涉及機床加工領域，尤其是涉及一種輥類零件激光毛化裝置。

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有著廣泛的應用，特別是在汽車和家電產業中。毛化冷軋薄鋼板是由表面經毛化處理的軋輥軋制而成的，經過毛化的軋輥軋制出的鋼板，深沖性能和表面涂裝性能大大提高。激光毛化技術作為近二十多年興起的毛化技術，和傳統噴丸毛化和電火花毛化技術相比，激光毛化技術可以獲得最好的毛化效果且能提高軋輥壽命。但目前最主要的兩種激光毛化技術:YAG固體激光毛化和CO2 氣體激光毛化，均存在著加工效率偏低的問題，限制了激光毛化技術在主流冶金行業的應用。

針對加工效率偏低的問題，現在的一些研究人員提出了各種解決方法來提高工作效率。日本的新日鐵公司也曾嘗試采用多套激光器同時對軋輥表面進行毛化。但由于不同激光器輸出光束質量和偏振態的差異,造成了不同位置加工效果不一，影響表面粗糙度的均勻一致性和宏觀外觀效果，同時多臺激光器的投入也大大提高了設備成本和維護成本。也有一些采用多頭的激光毛化裝置。例如公開號為CN2882895、名稱為高功率激光器輥類表面多頭毛化加工裝置的專利。主要原理是旋轉的多棱鏡進行反射，使得激光在一定的范圍里面掃描，通過在這個掃描范圍里面放置多個聚焦鏡，對激光進行聚焦然后實現多頭毛化。然而在這個過程里面，由于聚焦鏡不能夠緊密排列和聚焦鏡需要固定的原因，總會有激光照射到聚焦鏡外面，造成了能量利用率比較低，而且，由于掃描范圍與多棱鏡的面所對應的角度有關，角度越大，掃描范圍越大，放置的聚焦鏡數量越多，加工效率越高。但是角度越大，多棱鏡的棱的數量會降低，多棱鏡旋轉一周，掃描次數降低，就會造成效率降低，因此加工效率不能得到很大的提高。而且在加工過程中，一個聚焦鏡形成一個聚焦點，想要形成更多的聚焦點，需要增加更多的聚焦鏡，增加了系統的復雜性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種輥類零件激光毛化裝置，以解決現有技術中激光毛化技術加工效率偏低的問題。

為了實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

根據本發明實施例的第一方面，提供一種輥類零件激光毛化裝置，包括工作平臺、設置在工作平臺一側的機床、設置在機床另一側的固定板、以及設置在機床上的激光器，所述機床上設有軋輥轉軸，所述固定板上設有頂尖，軋輥轉軸與頂尖之間放置有待加工的輥類零件，所述機床與固定板之間設有平移導軌，所述平移導軌上設有激光毛化頭。

進一步的，所述激光毛化頭包括多棱鏡結構、設置在多棱鏡結構右側的前分光鏡、對稱設置在前分光鏡兩側的兩個后分光鏡、以及設置在多棱鏡結構和前分光鏡之間的準直鏡，所述前分光鏡的右側還對稱設有兩個聚焦頭。

進一步的，所述前分光鏡包括對稱設置的兩個反射鏡，該前分光鏡將準直鏡準直的光均勻的分成兩份，分光后的光分別通過對稱設置在前分光鏡兩側的后分光鏡。

進一步的，所述多棱鏡機構包括多棱鏡和驅動多棱鏡旋轉的電機，當多棱鏡順時針旋轉時，反射光在準直鏡處由上到下依次掃描，準直鏡將由多棱鏡反射過來的光準直。

進一步的，所述后分光鏡包括兩個相同的反射鏡，通過調整兩個反射鏡的夾角，使激光通過后分光鏡后形成不平行存在一定角度的兩束激光，實現再次分光，再次分光后的光束通過聚焦鏡形成兩個聚焦點。