镜组支架结构的制作方法

本实用新型涉及一种镜组支架结构，属于激光加工领域。

背景技术：

激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的。激光熔覆按熔覆材料的供给方式大概可分为两大类，即预置式激光熔覆和同步式激光熔覆。

1)预置式激光熔覆是将熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束辐照扫描熔化，熔覆材料以粉、丝、板的形式加入，其中以粉末的形式最为常用；

2)同步送料式激光熔覆则是将熔覆材料直接送入移动的激光聚焦光斑中，使供料和激光熔覆同时完成。熔覆材料主要是以粉末的形式送入，有的也采用线材或板材进行同步送料。

现阶段同步送料式激光熔覆多采用实心聚焦激光束外送粉，即实心聚焦激光束处于熔覆喷头正中央，光束外侧通过一根或多根送粉管气载送粉，粉束汇聚送入加工表面中心的聚焦光斑中进行激光熔覆。

然而，上述技术中的光外送粉喷头，激光束与粉束不同轴，在离焦位置光束与粉束错位，粉束不能进入工作表面的光斑内，倾斜喷射的粉末流飞溅大，造成材料的浪费和环境污染，同时大大降低了熔覆精度，增加生产成本和工艺难度。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决上述技术问题并提供一种镜组支架结构，能固定并定位可产生环锥形激光束的光路镜组零件，并使环锥形激光束与粉束同轴，以避免造成材料的浪费和环境污染，从而提高粉束的利用率和熔覆质量。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种镜组支架结构，包括外支架和内支架，所述外支架与所述内支架之间横设有至少两个连接筋，相邻所述连接筋之间设置有间隔以形成光出口，所述镜组支架结构上还设有至少一个用于提供被熔材料的送料通道。

进一步地，所述外支架的顶面开设有外侧凹槽，所述外侧凹槽上开设有聚焦镜安装孔。

进一步地，所述内支架的顶面开设有内侧凹槽，所述内侧凹槽上开设有分光镜安装孔。

进一步地，所述外支架具有外侧壁，所述内支架具有底面，所述送料通道形成在所述连接筋内，且所述送料通道连通所述外支架和内支架；所述送料通道具有相对设置的的送料口和出料口，所述送料口贯通形成在所述外侧壁上，所述出料口沿所述内支架的高度方向向下贯通形成在所述底面上。

进一步地，当所述送料通道为多个时，多个所述送料通道在所述内支架中的一端相互连接以形成一个所述出料口；每个所述连接筋内单独形成有一个所述送料通道。

进一步地，所述镜组支架结构上还设有至少两个冷却通道。

进一步地，所述冷却通道形成在所述连接筋内，且所述冷却通道连通所述外支架和内支架；所述冷却通道具有相对设置的进水口和出水口，所述进水口贯通形成在所述外侧壁上，所述出水口沿所述内支架的高度方向向上贯通形成在所述内侧凹槽上，以使冷却液通过其中一个所述冷却通道进入所述内侧凹槽再通过其他所述出口水进入其他所述冷却通道并流出。

进一步地，每个所述连接筋内单独形成有一个所述冷却通道。

进一步地，所述冷却口相对于所述送料口设置在所述侧壁上方。

进一步地，所述外支架为环形，所述内支架为柱形。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的镜组支架结构通过设置外侧凹槽和内侧凹槽来固定并定位环形聚焦镜和分光镜，改变传统激光熔覆喷头装置中光、粉不同轴的光路，使形成的环锥形激光束具有中空部，并通过设置在镜组支架结构的内部的出料口，使单粉束进入该中空部，且环锥形激光束包裹中空部的粉束并与其同轴，从而提高粉束的利用率、减少粉束飞溅产生的污染并提高了熔覆质量。同时，由于外支架和内支架之间只通过遮挡面积较小的少数连接筋相连，在由环形聚焦镜所形成的熔覆激光穿过光出口时，其损失的能量较小，增加了装置的工作效率并降低了工艺成本。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所示的镜组支架结构的结构示意图；

图2为图1中所示镜组支架结构的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的镜组支架结构用于激光熔覆装置，具体用于激光熔覆喷头，该激光熔覆喷头中设有架体、环形聚焦镜、分光镜、光纤准直镜、镜组支架结构以及喷嘴。所述环形聚焦镜和分光镜固定在所述镜组支架结构上，所述镜组支架结构与所述喷嘴连接，所述环形聚焦镜、分光镜、光纤准直镜、镜组支架结构以及喷嘴都固定在所述架体上。通过所述光纤准直镜射出的入射光照射在所述分光镜上，并由分光镜反射照射在所述环形聚焦镜上，进而通过所述环形聚焦镜形成密集能量的熔覆激光。

下面结合具体实施例对本实用新型的镜组支架结构进行进一步详细地说明。

请参见图1，本实用新型的镜组支架结构包括外支架1和内支架2，所述外支架1具有外侧壁11，所述外支架1与所述内支架2之间横设有至少两个连接筋3，在本实施例中，所述连接筋3的数量为三个，其目的是用于连接固定外支架1和内支架2，同时用以运输熔覆材料以及冷却液，诚然，在其他实施例中，该连接筋3的数量还可以为两个或四个及以上。相邻所述连接筋3之间设置有间隔以形成光出口4，由于外支架和内支架只通过三个连接筋3相连，在由环形聚焦镜(未图示)所形成的熔覆激光穿过所述光出口4时，其损失的能量较小，增加了装置的工作效率并降低了工艺成本。在所述外支架1的顶面上开设有外侧凹槽12，所述外侧凹槽12上开设有若干聚焦镜安装孔121，用以安装固定激光熔覆喷头中的环形聚焦镜(未图示)，且该外侧凹槽12的尺寸大小与环形聚焦镜的固定处存在微小公差，以方便调节定位该环形聚焦镜。在所述内支架2的顶面上开设有内侧凹槽21，所述内侧凹槽21上开设有若干分光镜安装孔211，用以安装固定激光熔覆喷头中的分光镜(未图示)，且该内侧凹槽21的尺寸大小与分光镜的固定处存在微小公差，以方便调节定位该分光镜。

请结合图2，在本实施例中，所述连接筋3内还形成有至少一个送料通道31，该送料通道31连通外支架1和内支架2。本实施例中，该送料通道31的数量对应连接筋3的数量，为三个，每个所述连接筋3中设有一个送料通道31，诚然，在其他实施例中，该送料通道31的数量还可为一个或两个或四个及以上，同时，在每个所述连接筋3中还可以设置多个送料通道31，但是该设置方式不便于在实际应用中进行操作。所述送料通道具有相对设置的送料口311和出料口312，所述送料口311贯形成在所述外侧壁11上，每个所述送料通道的出料端在所述内支架2的内部汇聚并沿所述内支架2的高度方向向下贯通形成一个所述出料口312，诚然，在其他实施例中，还可形成多个出料口312，但是该设置方式增大了工艺难度。同时，在本实施例中，所述外支架1为环形，所述内支架2为柱形，诚然，在其他实施例中，该外支架1和内支架2还可为其他不同形状。

在本实施例中，所述连接筋3内还形成有至少两个冷却通道32，该冷却通道32连通外支架和内支架，通过设置冷却通道32可以达到对激光熔覆喷头中的激光光路进行降温处理的目的，以延长装置的使用寿命。本实施例中，该冷却通道32的数量对应连接筋3和送料通道31的数量，为三个，每个所述连接筋3中设有一个冷却通道，且所述冷却通道32相对于所述送料通道31设置在连接筋3的上侧，诚然，在其他实施例中，该冷却通道32的数量还可为两个或四个及以上，同时，在每个所述连接筋3中还可以设置多个冷却通道32，但是该设置方式不便于在实际应用中进行操作。所述冷却通道32具有相对设置的进水口321和出水口322，所述进水口321贯通形成在所述外侧壁11上，所述出水口322沿所述内支架2的高度方向向上贯通形成在所述内侧凹槽21上，以使冷却液通过其中一个所述冷却通道32进入所述内侧凹槽21再通过其他两个所述出口水322进入其他两个所述冷却通道32并流出进入冷水器，形成一个冷却液循环；并且，将该冷却通道32相对于送料通道31设置在上方是为了降低激光照射的筋的表面温度。

综上所述，本实用新型的镜组支架结构通过设置外侧凹槽和内侧凹槽来固定并定位环形聚焦镜和分光镜，改变传统激光熔覆喷头装置中光、粉不同轴的光路，使形成的环锥形激光束具有中空部，并通过设置在镜组支架结构的内部的出料口，使单粉束进入该中空部，且环锥形激光束包裹中空部的粉束并与其同轴，从而提高粉束的利用率、减少粉束飞溅产生的污染并提高了熔覆质量。

同时，在该镜组支架结构中还设置有冷却通道，通过该冷却通道对激光熔覆喷头中的激光光路进行冷却降温处理，能够延长装置的使用寿命。

并且，由于外支架和内支架之间只通过遮挡面积较小的少数连接筋相连，在由环形聚焦镜所形成的熔覆激光穿过光出口时，其损失的能量较小，增加了装置的工作效率并降低了工艺成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。