一种具有两箱结构的激光加工气氛保护箱的制作方法
【专利摘要】本实用新型的目的是解决在激光加工过程中重复释放惰性气体，导致生产效率低下的问题。为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种具有两箱结构的激光加工气氛保护箱，包括主箱体、副箱体、隔离门和推杆。每次取放零件时不用完全释放保护气体。同时，因为大部分保护气体得以保留，生产时间也大大节约。综上，本实用新型显著降低生产成本，操作方便，对于大批量零件的激光加工效率高。
【专利说明】一种具有两箱结构的激光加工气氛保护箱
【技术领域】
[0001]本实用新型属于激光加工领域，特别涉及一种具有两箱结构的激光加工气氛保护箱。
【背景技术】
[0002]在利用激光加工技术修复或再制造金属材料的过程中需要在特定的惰性气氛保护下进行，如果加工气氛的控制不当，氧含量过高(大于90PPM)，激光熔池中的金属与环境中的微量氧气发生反应，形成脆性金属氧化物，严重阻碍激光加工，极大地影响被加工零件的质量，严重时还会造成被加工零件报废。因此，激光加工过程中的惰性气氛对于被加工零件的质量起着非常重要的作用。然而，随着激光加工技术在工业化生产的逐渐推广应用，其加工效率也逐渐被人们所重视。而目前的激光加工用惰性气氛保护箱中的加工效率较低。
[0003]现有的激光加工用惰性气氛保护箱主要是将激光数控加工机床的激光加工头置入气氛保护箱中，并将被加工零件放置于运动平台上固定，通过运动平台带动被加工零件相对于激光运动，完成在惰性气氛保护的加工过程。这种惰性气氛保护箱需要在被加工零件放入后，预先抽真空，然后通入惰性气体排出箱体中的空气，在箱体内的惰性气体压力达到微正压(约0.12MPa)后，再对被加工零件进行激光加工。在这种惰性气氛保护箱内进行激光加工零件时，可以确保加工氛围中的氧含量一直处于较低水平(小于86PPM)，加工得到的零件具有较好的质量。但是，由于每次加工一个零件时都需要重复释放惰性气体，开箱，放置零件，开闭箱门，抽真空，充惰性气体的过程，使得加工效率非常低下，无法满足工业化激光加工零件的要求。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是解决在激光加工过程中重复释放惰性气体，导致生产效率低下的问题。
[0005]为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种具有两箱结构的激光加工气氛保护箱，包括主箱体、副箱体、第一气密门和推杆。所述主箱体的右侧箱壁具有敞口，所述副箱体的左侧箱壁具有敞口。所述主箱体的敞口与所述第一气密门的一侧相连，所述副箱体的敞口与所述第一气密门的另一侧相连。
[0006]所述副箱体的箱壁上开有第二气密门。所述副箱体的右侧箱壁上开有通孔。所述通孔插入推杆。所述推杆的外表面与通孔的孔壁之间具有气密性。
[0007]所述主箱体上安装第一排气阀、第一高压气体压力表和第一进气阀。所述副箱体上安装第二高压气体压力表、第二排气阀和第二进气阀。所述主箱体的顶部安装镜片。
[0008]进一步，所述主箱体内安装移动平台。所述移动平台的上表面为水平面。
[0009]进一步，所述副箱体内部放置载物平台。所述载物平台的上表面位于插入副箱体的推杆的下方。
[0010]该实用新型的有益效果是:气氛保护箱的气密性好，每次取放零件时不用完全释放保护气体。同时，因为大部分保护气体得以保留，生产时间也大大节约。综上，本实用新型显著降低生产成本，操作方便，对于大批量零件的激光加工效率高。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的结构示意图；
[0012]图2为图1的A-A剖视图。
[0013]图中:第一排气阀-1、第一高压气体压力表-2、主箱体-3、透镜-4、第一气密门-5、第二高压气体压力表_6、第二排气阀-7、副箱体-8、推杆_9、第二气密门-10、观察窗-11、第一进气阀-12、移动平台-13、载物平台-14、第二进气阀-15、套筒-16。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。
[0015]实施例1:
[0016]一种具有两箱结构的激光加工气氛保护箱，包括主箱体3、副箱体8、第一气密门5和推杆9。所述主箱体3的右侧箱壁具有敞口，所述副箱体8的左侧箱壁具有敞口。所述主箱体3的敞口与所述第一气密门5的一侧相连，所述副箱体8的敞口与所述第一气密门5的另一侧相连。参见附图，所述主箱体3和副箱体8可以一体成型。二者中间相通，便于安装第一气密门5。在一种实现方式中，所述第一气密门5向上开启。这种实现方式中，当第一气密门5的门体向上抽出时，所述主箱体3和副箱体8内部空间连为一体；当第一气密门5的门体向下移动，可以隔断所述主箱体3和副箱体8，使得二者的内部空间相互独立、不能连通,且所述主箱体3和副箱体8各自内部的气体不能够相互扩散。
[0017]所述副箱体8的箱壁上开有第二气密门10。所述副箱体8的右侧箱壁上开有通孔。所述通孔插入推杆9。所述推杆9的外表面与通孔的孔壁之间具有气密性。优选地，还包括套筒16。所述套筒16安装在所述通孔中，其材质为不锈钢。所述推杆9穿过套筒16以伸入副箱体8中。套筒16的内壁填充润滑油、凡士林等，以保证密封性。
[0018]另一种实现方式是，所述套筒16由橡胶制成。套筒16塞入所述通孔中，推杆9穿过套筒16中间的孔道。所述套筒16的外径略大于所述通孔的直径，所述套筒16的内径，即所述孔道的直径略小于推杆9的直径，以此来保证气密性良好。
[0019]所述主箱体3上安装第一排气阀1、第一高压气体压力表2和第一进气阀12。所述第一排气阀I打开时，可以将主箱体3内部的气体放出。所述第一排气阀I打开时，还可以通过第一进气阀12向主箱体3注入气体。所述第一高压气体压力表2测量主箱体3内部的气压。所述副箱体8上安装第二高压气体压力表6、第二排气阀7和第二进气阀15。所述第二排气阀7打开时，可以将副箱体8内部的气体放出。所述第二排气阀7打开时，还可以通过第二进气阀15向副箱体8注入气体。所述第二高压气体压力表6测量副箱体8内部的气压。
[0020]所述主箱体3的顶部安装镜片4。激光可以通过所述镜片4射入主箱体3的内部
[0021]进一步，所述主箱体3内安装移动平台13。实施例中所述移动平台13与现有的数控机床的移动/运动平台相同，所述移动平台13的上表面为水平面，可以在机构的驱动下沿水平面的X轴和Y轴反向移动。
[0022]优选地，所述副箱体8内部放置载物平台14。所述载物平台14的上表面位于插入副箱体8的推杆9的下方。所述推杆9可以水平推动载物平台14上的物体。
[0023]实施例2:
[0024]本实施例使用的装置的主要结构同实施例1。
[0025]在所述镜片4上方插有可沿Z轴方向往复运动的激光导光筒,激光导光筒下端安装有聚焦镜镜座和送粉头，镜片4的材质为砷化镓，直径50mm，厚度5mm。主箱体3和副箱体8的材质均为马氏体时效钢，厚度均为5_，均通过焊接成型，主箱体3和副箱体8之间用第一气密门5隔开，第一气密门5的门体材质为DT300钢，厚度为2mm-6mm。
[0026]主箱体3内底端放置移动平台13，移动平台13上放置并固定被加工零件，移动平台13可沿X轴或Y轴方向移动。主箱体3的顶面设置第一高压气体压力表2以实时监测和控制主箱体3内的气体压力，主箱体3的顶面和后面分别设置第一排气阀I和第一进气阀12，分别用于排放和冲入惰性气体氩气或氮气。
[0027]副箱体8的顶面设置第二高压气体压力表6以实时监测和控制副箱体8内的气体压力，副箱体8的顶面和后面分别设置第二排气阀7和第二进气阀15，分别用于排放和冲入惰性气体氩气或氮气，副箱体8的底面放置载物平台14，载物平台14与移动平台13的顶面水平。
[0028]待加工零件可放置于载物平台14上。副箱体8的右侧面由套筒16贯通，套筒16的材质为不锈钢，外径30mm,内径24mm,长度40mm,套筒16焊接固定于副箱体8的右侧面。套筒16内插入推杆9,推杆9为圆柱体,材质为不锈钢,外径23.9mm,推杆9与套筒16之间用润滑油密封。推杆9可沿X轴方向自由伸缩，推杆9的下边缘与载物平台14水平。
[0029]本实用新型的工作流程为:第一次加工零件时，将第二气密门10打开，把被加工零件放置于载物平台14上，并与推杆9对齐，关闭第二气密门10，利用推杆9将被加工零件平稳推动至移动平台13上，然后关闭第一气密门5，打开第一排气阀I和第一进气阀12，往主箱体3内充入高纯氩气或氮气，利用第一高压气体压力表2实施监控主箱体3内的气体压力，当第一高压气体压力表2的压力数值达到0.12MPa后，立即依次关闭第一排气阀1，惰性气体钢瓶气压阀，第一进气阀12。设定激光数控机床运动轨迹，使得移动平台13上的被加工零件沿着预设运动轨迹运动；打开激光发生器，调试好激光功率，在被加工零件表面形成激光熔池，同时将金属粉末送入激光熔池内，熔化并与被加工零件形成冶金力学结合，当激光光斑离开后，激光熔池内的熔体凝固，加工一层完毕，此时，激光导光筒将带动激光聚焦镜和送粉头沿着Z轴方向上移动一个很小的距离，再次对被加工件做如上的激光加工，即可实现金属零件的激光加工、修复或再制造。
[0030]当完成一个零件的激光加工后，可不必立即取出，此时打开第二气密门10，将第二件被加工零件放置于载物平台14上，并与推杆9对齐，关闭第二气密门10。然后，打开第二排气阀7和第二进气阀15，往副箱体8内充入高纯氩气或氮气，利用第二高压气体压力表6实施监控副箱体8内的气体压力，当第二高压气体压力表6的压力数值达到0.12MPa后，立即依次关闭第二排气阀7，惰性气体钢瓶气压阀，第二进气阀15，开启第一气密门5，利用推杆9将被加工零件平稳推动至移动平台13上，对第二件被加工零件进行如上所述的激光加 工。
【权利要求】
1.一种具有两箱结构的激光加工气氛保护箱，其特征在于:包括主箱体(3)、副箱体(8)、第一气密门(5)和推杆(9);所述主箱体(3)的右侧箱壁具有敞口，所述副箱体(8)的左侧箱壁具有敞口 ；所述主箱体(3)的敞口与所述第一气密门(5)的一侧相连，所述副箱体(8)的敞口与所述第一气密门(5)的另一侧相连； 所述副箱体(8)的箱壁上开有第二气密门(10);所述副箱体(8)的右侧箱壁上开有通孔；所述通孔插入推杆(9);所述推杆(9)的外表面与通孔的孔壁之间具有气密性； 所述主箱体(3)上安装第一排气阀(I)、第一高压气体压力表(2)和第一进气阀(12)；所述副箱体(8)上安装第二高压气体压力表(6)、第二排气阀(7)和第二进气阀(15);所述主箱体(3)的顶部安装镜片(4)。
2.根据权利要求1所述的一种具有两箱结构的激光加工气氛保护箱，其特征在于:所述主箱体(3)内安装移动平台(13)。
3.根据权利要求1所述的一种具有两箱结构的激光加工气氛保护箱，其特征在于:所述副箱体(8)内部放置载物平台(14);所述载物平台(14)的上表面位于插入副箱体(8)的推杆(9)的下方。
【文档编号】B23K26/12GK203765167SQ201420141904
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】黄灿, 廖雪松, 周欣 申请人:廖雪松, 黄灿, 周欣