[实用新型]一种用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置

说明书

本实用新型属于激光精密加工技术领域。一种用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置，包括工作台、光学模块、聚焦模块和成像及控制模块；光学模块包括飞秒激光器和和分光板；聚焦模块包括设置在分光板下方且沿加工光路依次放置的第一聚焦光路凸透镜、聚焦光路凹透镜、第二聚焦光路凸透镜；成像及控制模块包括依次设置在分光板一侧的第一成像装置凸透镜、成像装置凹透镜、第二成像装置凸透镜和CCD成像仪；还包括步进电机和工控机，CCD成像仪安置在步进电机上，工控机分别与CCD成像仪和飞秒激光器电性连接。本实用新型能够对被加工件柴油机喷嘴的加工状态进行实时监测，能够降低激光加工喷孔时出现的对壁损伤，提高加工精度。

技术领域

本实用新型属于激光精密加工技术领域，特别涉及一种用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置。

背景技术

为了满足日益严格的排放法规要求，柴油机正在向高速、高喷射压力、低排放等高性能方向发展，其中柴油机的喷油嘴喷油孔的加工质量直接影响喷油嘴的雾化特性、油线贯穿度及流量系数，最终影响柴油机的经济性、动力性和排放指标，因此喷油嘴微细喷孔加工成型技术是制约柴油机发展的关键技术。随着国内外排放标准的逐步升级，电火花加工方式越来越难以满足加工要求，飞秒激光脉冲宽度极短、峰值功率极高，足以使任何材料发生电离.与物质作用时，材料内部的束缚力不能遏止高密度离子电子气的膨胀，最终使作用区的材料以等离子体向外喷发的形式去除。这种去除材料的机理具有加工区域周围没有熔融区、突破衍射极限等特性，可以做到切面整齐，热效应小，无微裂纹和冶金缺陷，且加工速度快，效率高，对材料无选择性，有着传统的机械加工和电火花加工所无法比拟的优越性。

然而，在使用飞秒激光加工柴油喷嘴的过程中，在穿透孔的同时，会不可避免的使对向壁产生损伤，这对喷油嘴的质量和寿命带来了不小的影响，从而大大降低了成品率，如何有效解决激光加工喷孔时出现的对壁损伤已成为这个领域的一大技术难题。国际上通用的方式是在喷油嘴里面填充部分物质，但是这对大规模生产来说是不适用的，为了有效的解决飞秒激光加工微孔时出现的对向壁损伤问题，提出了一种用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决上述背景技术中提出的技术问题之一，提供一种用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置，对被加工件柴油机喷嘴加工状态的实时监测，能够降低激光加工喷孔时出现的对壁损伤，提高喷嘴微孔的加工精度。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种用于飞秒激光加工柴油喷嘴过程中的穿透感知装置，包括用于放置被加工件柴油机喷嘴的工作台，所述工作台的上方设有光学模块、聚焦模块、成像及控制模块；

所述光学模块用于发射激光束，所述光学模块包括飞秒激光器和和分光板；所述飞秒激光器发射的激光束经过分光板分光后分成多个加工光路，每条加工光路均延伸到聚焦模块进行聚焦；

所述聚焦模块用于对加工光路进行聚焦，所述聚焦模块包括设置在分光板下方且沿加工光路依次放置的第一聚焦光路凸透镜、聚焦光路凹透镜、第二聚焦光路凸透镜；聚焦后的加工光路到达被加工件柴油机喷嘴上后形成部分的反射光路，反射光路经第二聚焦光路凸透镜、聚焦光路凹透镜和第一聚焦光路凸透镜后，经分光板反射形成监控折射光路进入成像及控制模块；

所述成像及控制模块包括依次设置在分光板一侧的第一成像装置凸透镜、成像装置凹透镜、第二成像装置凸透镜和CCD成像仪；还包括步进电机和工控机；所述CCD成像仪安置在步进电机上，用于沿光轴方向前后移动进行调焦；所述工控机分别与所述CCD成像仪和飞秒激光器电性连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述分光板为平板。

作为本实用新型的进一步改进，所述飞秒激光器的激光束波长为1030nm-1064nm。

作为本实用新型的进一步改进，所述分光板与激光束方向成40～45°的夹角。