[发明专利]一种L型激光熔覆头和一种激光熔覆设备

说明书

本发明涉及了一种L型激光熔覆头，其准直镜组与反射镜片之间的距离小于200mm；该激光熔覆头的长度大大缩短，抗变形能力强，焦点不易抖动，加工效果好，故障率低；还涉及了一种激光熔覆设备，包括L型激光熔覆头、激光器、送粉器、床身、C轴装置、移动立柱和电气控制柜；C轴装置固定设置在床身的一端，C轴为卡盘夹持旋转轴；移动立柱与床身构成一对沿Z轴的移动副，Z轴为水平轴，且与C轴的轴线相互平行；移动支架与移动立柱构成一对沿Y轴的移动副，Y轴为竖直轴；延长杆的一端固定在移动支架上，L型激光熔覆头固定在延长杆的悬出端部；可以兼顾内孔与外壁的激光熔覆加工，对同一加工件的内孔与外壁的熔覆加工，仅需一次装夹，效率高。

技术领域

本发明涉及激光熔覆设备技术领域，具体涉及一种L型激光熔覆头和一种激光熔覆设备。

背景技术

激光熔覆亦称激光熔敷或激光包覆，是一种新的表面改性技术，通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成冶金结合的添料熔覆层，这种技术在大中型贵重零件的修复和表面强化上有着明显优势。

用于给加工件内孔做激光熔覆的激光熔覆头均为L型激光熔覆头，L型激光熔覆头包括直镜组、反射镜片和聚焦镜组，准直镜组设置在靠近光纤接头处，反射镜片用于使激光改变90°的传播方向，聚焦镜组用于聚焦经过反射镜片后的激光，形成焦点，从而进行激光熔覆加工。

现有技术中的L型激光熔覆头，其准直镜组与反射镜片之间的距离太远，一般均在400mm以上，激光熔覆头整体比较细长容易变形，这就容易导致激光焦点位置产生变化，这有可能会导致如下弊端的产生：1）激光熔覆效果差；2）焦点一旦聚焦在铜嘴上，铜嘴就会被烧坏，加工过程中需要频繁更换铜嘴，不仅耗材量大，而且影响加工效率；3）容易导致准直镜组与反射镜片之间的发散激光直接照射在激光熔覆头的侧壁上，加速了激光熔覆头的受热变形。

市场上现有的激光熔覆设备大多是在车床或其他机床的基础上改造的，Z轴导轨装在外接的底座或支架上，Z轴移动精度以及与主轴的平行度难以保障；且目前市场上还没有既能对内孔进行激光熔覆，也能对外壁进行激光熔覆的设备，基本都是只能对内孔进行激光熔覆，或只能对外壁进行激光熔覆，当对于同一个件既需要对内孔进行激光熔覆，也需要对外壁进行激光熔覆，那么就得更换两种设备，重复装夹，工序繁复，加工效率低；现有技术的内孔激光熔覆设备中采用了现有技术的L型激光熔覆头，其大大限制了内孔激光熔覆的行程，目前市场上的内孔激光熔覆的行程一般在1.5m以下。

发明内容

本发明要解决的技术问题是弥补现有技术的不足，提供一种L型激光熔覆头和一种激光熔覆设备。

要解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种L型激光熔覆头，包括直镜组、反射镜片和聚焦镜组，准直镜组设置在靠近光纤接头处，反射镜片用于使激光改变90°的传播方向，聚焦镜组用于聚焦经过反射镜片后的激光，准直镜组与反射镜片之间的距离小于200mm。

一种激光熔覆设备，包括如上所述的L型激光熔覆头、激光器、送粉器，还包括床身、C轴装置、移动立柱和电气控制柜；

C轴装置固定设置在床身的一端，C轴装置包括卡盘、轴箱和C轴电机，卡盘用于卡装工件，C轴电机的输出轴通过C轴传动结构与轴箱的输入轴相连，轴箱的输出轴与卡盘的输入轴相连，C轴为卡盘旋转轴，C轴的轴线方向为从床身的一端指向床身的另一端；

床身包括床体，床体的后侧固定设有Z轴直线导轨，Z轴直线导轨与Z轴直线滑块匹配使用，Z轴为水平轴，且与C轴的轴线相互平行；

移动立柱包括立柱，立柱通过Z轴直线导轨和Z轴直线滑块与床体构成一组移动副，Z轴伺服电机通过Z轴传动结构驱动立柱沿Z轴直线运动；