专利名称：一种快速使同轴送粉粉末焦点与激光光斑重合的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属冶金机械领域技术，尤其涉及一种快速使同轴送粉粉末焦点 与激光光斑重合的装置。
背景技术：
在致密金属零件激光快速成形和金属表面激光熔覆技术中， 一种普遍采用 的材料添加方式为同轴送粉，同轴送粉可以有效克服侧向送粉过程中，激光束 运动方向对粉末利用率的影响。当同轴送粉粉末汇聚焦点与激光束斑重合时， 粉末的利用率为最高，而不重合时，不仅降低粉末的利用率，激光熔覆时会严 重影响激光熔覆表面层平整度，激光快速成形金属零件时，则经常导致零件难 以成形。要使同轴送粉粉末汇聚焦点与激光束斑重合，关键在于激光束的轴线
与同轴送粉头的轴线相重合。在正常情况下，C(V激光束经45。反射镜反射后， 激光束由水平方向改变为垂直方向，如图5 (a)所示，同轴送粉喷头通过螺纹 与投射聚焦镜镜座相连接，当激光束中心轴线与送粉喷头中心轴线重合时，送 粉喷头送出的粉末汇聚点将和激光束斑重合。然而，在实际情况下，受螺纹加 工精度及装配精度的影响，常常会出现激光束中心轴线与同轴送粉头中线轴线 不重合的现象，这种现象主要是送粉头中心轴线相对于激光束中心轴线发生倾 斜所致，如图5 (b)所示， 一般来说，送粉头激光出口直径为6mm，假如送粉 头中心轴线相对于激光束中心轴线偏斜0.5"，则经过380ram长的距离后(透射聚 焦镜的焦长380mm，其焦点束斑直径为2mm)，送粉头激光出口中心点的位置将偏 移3. 32mm,此时，激光束就直接作用到送粉喷头上，从而烧坏喷嘴，并造成堵 粉，迫使激光熔覆或零件成形过程中断。出现图5 (b)中情况后，采用的解决 方法有两种，(1)将送粉头从聚焦镜镜座拆卸下来，然后，重新安装，但这种方法通常不能解决问题；(2)直接调整45。反射镜的角度，使反射激光从送 粉头激光出口中心输出，这种调整方法具有烧坏聚焦镜的危险。如图5 (c)所 示，调整45"反射镜的角度后，反射激光束的方向发生了改变，虽然，从送粉头 激光出口来看，激光束从送粉头出口中心输出，实际上经45。反射镜反射激光束 的部分光束已经作用在透射聚焦镜的镜座上，在激光的作用下，镜座温度升高， 很快透射聚焦镜由于冷却不足，将被烧坏。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种使用效果佳的快速使同轴送粉粉末焦点与激
光光斑重合的装置。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案-
一种快速使同轴送粉粉末焦点与激光光斑重合的装置，它包括
一用于与透射聚焦镜镜座连接的上连接筒；
一中间筒，上端与上连接筒固定连接，其下端带有内环台；
一用于与送粉头连接的下连接筒，下连接筒的下筒体外径小于中间筒的内
环台内径，其上端带有外凸环台，该外凸环台搭接在中间筒的内环台上并可在
其上做水平径向移动；
一定位单元，用于将在中间筒内环台上移动的下连接筒外凸环台水平位置
定位；
一锁紧单元，用于将中间筒与下连接筒间锁紧。
所述的上连接筒上端有与透射聚焦镜镜座连接的内螺纹，所述的下连接筒 下筒段有与送粉头连接的外螺纹，上连接筒与中间筒螺纹连接。 所述的定位单元为一定位螺栓。
所述的锁紧单元为一锁紧环，该锁紧环套设在下连接筒的下筒上。 本实用新型的优点是该装置使用简便，利用该装置可有效提高粉末的利 用率及降低透射聚焦镜被烧损的概率。
图l 为本实用新型结构示意图
图2-a为本实用新型上连接筒结构示意图(主视图)
图2-b为本实用新型上连接筒结构示意图(俯视图)
图3-a为本实用新型中间筒结构示意图(主视图)
图3-b为本实用新型中间筒结构示意图(俯视图)
图4-a为本实用新型下连接筒结构示意图(主视图)
图4-b 为本实用新型下连接筒结构示意图(俯视图)
图5 为现有技术中C02激光束与同轴送粉头的相对位置示意图
具体实施方式
如图l所示，为本实用新型快速使同轴送粉粉末焦点与激光光斑重合的装 置一较佳实施例，主要由上连接筒1、中间筒2、下连接筒3以及定位螺栓4 和锁紧环5组合构成。
参见图2-a、图2-b所示，所述的上连接筒1上端有供与透射聚焦镜镜座 连接的内螺纹，下端有供与中间筒螺接的外螺纹。
参见图3-a、图3-b所示，所述的中间筒2上端有供与上连接筒螺接的内 螺纹，其下端带有内环台201。
参见图4-a、图4-b所示，所述的下连接筒3的上端带有外凸环台301，该 外凸环台301搭接在中间筒的内环台201上并可在其上做水平径向移动；下连 接筒3的下端带有整段外螺纹，供与送粉头连接和用于锁紧环的锁紧。
本实用新型是通过调整送粉头径向各个方向的水平位置来快速实现激光束 从送粉头激光出口中心输出且实现同轴送粉粉末焦点与激光束斑的重合，故要 调整送粉头径向的水平位置需调节与其连接的下连接筒3既可，本实施例中设 计下连接筒3的下筒体外径小于中间筒2的内环台内径0 8mm，可保证下连接筒 3相对于中间筒2做0 8mm水平径向移动，实现中间筒2和下连接筒3的相对水平 位移后，用锁紧环5和定位螺栓4将中间筒和下连接筒紧密固定。
本实用新型具体工作过程如下首先，调整45"反射镜1'，使激光束2' 垂直通过透射聚焦镜，.即垂直激光束从透射聚焦镜中心通过，调整好后，将本 实用新型的上连接筒1、下连接筒3分别通过螺纹与透射聚焦镜镜座3，、同 轴送粉头4'连接，此时，锁紧环5和定位螺栓4都处于放松状态，连接后， 将一张浸过水的白纸包贴住同轴送粉头出口端，则浸湿的白纸上将留下同轴送 粉头出口端正圆形轮廓，将激光功率调整为200W，开激光，测量激光在白纸穿 过的洞与正圆形轮廓的相对位置，若激光在白纸穿过的洞不在正圆形轮廓的中 心，则水平移动下连接筒，然后，再重新贴上一张新的浸湿白纸，重复上述过 程，直到激光在白纸上穿过的洞位于正圆形轮廓的中心，最后，将锁紧环和定 位螺栓上紧。
权利要求1、一种快速使同轴送粉粉末焦点与激光光斑重合的装置，其特征在于它包括一用于与透射聚焦镜镜座连接的上连接筒；一中间筒，上端与上连接筒固定连接，其下端带有内环台；一用于与送粉头连接的下连接筒，下连接筒的下筒体外径小于中间筒的内环台内径，其上端带有外凸环台，该外凸环台搭接在中间筒的内环台上并可在其上做水平径向移动；一定位单元，用于将在中间筒内环台上移动的下连接筒外凸环台水平位置定位；一锁紧单元，用于将中间筒与下连接筒间锁紧。
2、 根据权利要求1所述的快速使同轴送粉粉末焦点与激光光斑重合的装 置，其特征在于所述的上连接筒上端有与透射聚焦镜镜座连接的内螺纹，所 述的下连接筒下筒段有与送粉头连接的外螺纹，上连接筒与中间筒螺纹连接。'
3、 根据权利要求1所述的快速使同轴送粉粉末焦点与激光光斑重合的装 置，其特征在于所述的定位单元为一定位螺栓。
4、 根据权利要求1所述的快速使同轴送粉粉末焦点与激光光斑重合的装 置，其特征在于所述的锁紧单元为一锁紧环，该锁紧环套设在下连接筒的下 筒上。
5、 根据权利要求l所述的快速实现同轴送粉粉末焦点与激光光斑重合的装 置，其特征在于所述的下连接筒的下筒体外径小于中间筒的内环台内径0 8隱0
专利摘要本实用新型公开了一种快速使同轴送粉粉末焦点与激光光斑重合的装置，它包括一用于与透射聚焦镜镜座连接的上连接筒；一中间筒，上端与上连接筒固定连接，其下端带有内环台；一用于与送粉头连接的下连接筒，下连接筒的下筒体外径小于中间筒的内环台内径，其上端带有外凸环台，该外凸环台搭接在中间筒的内环台上并可在其上做水平径向移动；一定位单元，用于将在中间筒内环台上移动的下连接筒外凸环台水平位置定位；一锁紧单元，用于将中间筒与下连接筒间锁紧。利用该装置可有效提高粉末的利用率及降低透射聚焦镜被烧损的概率。
文档编号C23C24/00GK201071393SQ20072017021
公开日2008年6月11日 申请日期2007年8月15日 优先权日2007年8月15日
发明者席明哲, 张永忠, 石力开 申请人:北京有色金属研究总院