一种用于横流二氧化碳激光器光束选模的光兰的制作方法

本实用新型属于激光切割技术领域，尤其涉及一种用于横流二氧化碳激光器光束选模的光兰。

背景技术：

横流二氧化碳激光器，主要用于激光增材制造及激光金属表面改性。但随着激光使用户的增加，用户对激光的用途也不只局限于激光的增材制造和表面改性，有很多用户要求横流二氧化碳激光器还要具备激光切割的功能。

横流二氧化碳激光器现有的装置无法实现激光切割的功能，因为横流二氧化碳激光器激光输出端输出的激光光束为多模，这种光束只适合做激光金属增材制造和激光表面改性，无法实现激光切割。

技术实现要素：

本实用新型就是针对上述问题，提供一种用于横流二氧化碳激光器光束选模的光兰。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括定位法兰和冷却光兰，其结构要点冷却光兰包括光兰主体，光兰主体中部设置有外大内小的喇叭形口，喇叭形口内端光兰主体端面围绕喇叭形口内端具有向外侧延伸的筒状连接部，筒状连接部外壁上设置有外螺纹；

定位法兰的纵截面为T形，定位法兰中部设置有与定位法兰形状相对应的T形孔，T形孔小头端靠外侧部分向外周扩展，该扩展部分的侧壁相应于所述外螺纹设置有第一内螺纹，T形孔大头端内壁设置有第二内螺纹；

定位法兰两端分别设置有冷却水进口和冷却水出口，冷却水进口和冷却水出口分别与定位法兰内部两侧的冷却水输送通道相连，冷却水输送通道外端延伸至T形定位法兰小头端端面；

筒状连接部外周的光兰主体端面相应于冷却水输送通道外端具有环形水道。

作为一种优选方案，本实用新型所述冷却光兰采用紫铜冷却光兰。

作为另一种优选方案，本实用新型所述扩展部分内侧端面围绕T形孔小头端孔设置有第一环形安装槽，第一环形安装槽内设置有第一环形密封胶圈。

作为另一种优选方案，本实用新型所述冷却水进口和冷却水出口的朝向与定位法兰的中心线垂直。

作为另一种优选方案，本实用新型所述冷却水输送通道为倾斜通道，该倾斜通道的倾斜趋势与所述喇叭形口的倾斜趋势相反。

作为另一种优选方案，本实用新型所述冷却水进口和冷却水出口处设置有连接头。

作为另一种优选方案，本实用新型所述喇叭形口内端孔径与其对接处的T形孔小头端孔径均为22mm。

其次，本实用新型所述冷却水输送通道外端外周的定位法兰端面上设置有第二环形安装槽，第二环形安装槽内设置有第二环形密封胶圈。

另外，本实用新型所述环形水道的截面为U形。

本实用新型有益效果。

本实用新型能够实现激光光束选模，具有冷却装置，能够提供激光切割所需要的准基膜光斑，增加了横流二氧化碳激光器激光加工的兼容性。

本实用新型可滤掉激光光束周围的杂散光和功率密度比较低的低品质光束，保留光束中间那部分功率密度高，指向性好的高品质光束。冷却结构可抵消选模过程中产生的热量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型冷却光兰结构示意图。

图3本实用新型二氧化碳激光器镜座的结构示意图。

图4本实用新型二氧化碳激光器镜座压盖的结构示意图。

图5本实用新型二氧化碳激光器镜座连接体的结构示意图。

图6本实用新型二氧化碳激光器镜座镜座体的结构示意图。

图7图6左视图。

图8本实用新型二氧化碳激光器镜座外螺纹压环结构示意图。

图9本实用新型二氧化碳激光器镜座密封压环结构示意图。

图10实用新型二氧化碳激光器镜座垫环结构示意图。

图中，25为后端密封圈、26为垫环、27为第一环状冷却通道、28为外螺纹压环、29为密封压环、30为第二环状冷却通道、31为第二进出水口、32为密封圈、33为前端密封圈、34为通过口、35为台阶、36为环状插槽、37为环状凸缘、38为环状插块、39为中部环状凸缘、40为环状槽、41为第一进出水口、42为后端环状凸缘。

1，定位法兰；2，第一环形密封胶圈；3，第二环形密封胶圈；4，冷却光兰；5，连接头；6，冷却水输送通道；7，筒状连接部；8，第二内螺纹；9，喇叭形口的扩散角度；10，环形水道。

具体实施方式

如图所示，本实用新型包括定位法兰和冷却光兰，冷却光兰包括光兰主体，光兰主体中部设置有外大内小的喇叭形口，喇叭形口内端光兰主体端面围绕喇叭形口内端具有向外侧延伸的筒状连接部，筒状连接部外壁上设置有外螺纹；

定位法兰的纵截面为T形，定位法兰中部设置有与定位法兰形状相对应的T形孔，T形孔小头端靠外侧部分向外周扩展，该扩展部分的侧壁相应于所述外螺纹设置有第一内螺纹，T形孔大头端内壁设置有第二内螺纹；

定位法兰两端分别设置有冷却水进口和冷却水出口，冷却水进口和冷却水出口分别与定位法兰内部两侧的冷却水输送通道相连，冷却水输送通道外端延伸至T形定位法兰小头端端面；

筒状连接部外周的光兰主体端面相应于冷却水输送通道外端具有环形水道。

所述冷却光兰采用紫铜冷却光兰。

所述扩展部分内侧端面围绕T形孔小头端孔设置有第一环形安装槽，第一环形安装槽内设置有第一环形密封胶圈。

所述冷却水进口和冷却水出口的朝向与定位法兰的中心线垂直。

所述冷却水输送通道为倾斜通道，该倾斜通道的倾斜趋势与所述喇叭形口的倾斜趋势相反。

所述冷却水进口和冷却水出口处设置有连接头；便于进出水连接。

所述喇叭形口内端孔径与其对接处的T形孔小头端孔径均为22mm。

所述冷却水输送通道外端外周的定位法兰端面上设置有第二环形安装槽，第二环形安装槽内设置有第二环形密封胶圈。

所述环形水道的截面为U形。

冷却光兰与定位法兰连接后，可置于盛水容器内打压检测，保证连接处不会渗水。

所述喇叭形口的扩散角度为65度。

所述第一环形密封胶圈和第二环形密封胶圈可采用硅胶圈。

下面结合附图说明本实用新型的工作过程。

定位法兰1与冷却光兰4通过螺纹结构连接；选模光兰的冷却水道通过密封胶圈2和密封胶圈3进行密封；冷却水从定位法兰1的下端冷却水进口进入，通过环形水道从定位法兰1上端的冷却水出口输出，完成冷却。激光光束从激光器光腔输出，进入冷却光兰4喇叭形口大口端，通过直径22mm的光兰选模后，滤掉光束外围的杂散光及低能光束（喇叭形口内壁对进入的光束进行反射和吸收，只保留中间22mm直径的光束），而保留光束中间的高能，高品质光束，然后通过激光输出镜输出，这样输出后光束为准基模光束，可通过激光切割头聚焦后直接用于激光切割，以满足广大用户的需求。

本实用新型可与二氧化碳激光器镜座配合使用，本实用新型定位法兰1通过第二内螺纹8与二氧化碳激光器镜座的镜座体24前端外壁的连接外螺纹相连。

二氧化碳激光器镜座包括压盖21、冷却体22、连接体23和镜座体24，冷却体22为一中心带有通孔的圆柱体，圆柱体内围绕通孔设置有第一环状冷却通道，圆柱体两侧设置有与第一环状冷却通道连通的第一进水口和第一出水口；

连接体23中心通孔前端壁设有向中心凸起的台阶，台阶内壁设有内螺纹；与台阶对应的连接体23外壁两侧设置有与连接体23上第二环状冷却通道连通的第二进水口和第二出水口，第二环状冷却通道围绕连接体23中心通孔设置；连接体23后端外壁设有与压盖21连接的外螺纹；

中部具有通孔的镜座体24的前端外壁设有连接外螺纹，后端外壁设有与连接体23台阶内壁内螺纹相对应的外螺纹；

冷却体22设置在连接体23内，冷却体22与镜座体24之间为镜片放置位置。

冷却体22的第一环状冷却通道和连接体23的第二环状冷却通道对镜片形成双冷却体结构，大大增加了镜片冷却效果。

所述第一进水口和第一出水口处设置有连接头。

所述连接体23上相应于第一进水口和第一出水口的连接头设置有通过口。

所述第二环状冷却通道的截面为横向长方形，长方形外端延伸至连接体23与镜座体24的连接端面，该长方形外周的连接体23端面为向镜座体24侧凸出的环状凸缘，该环状凸缘外端面设置有环状插槽；

镜座体24外壁中部具有向外周延伸的中部环状凸缘，该中部环状凸缘后端相应于环状插槽设置有环状插块；镜座体24外壁后端具有向外周延伸的后端环状凸缘，该后端环状凸缘外壁设有与连接体23连接的外螺纹；

镜座体24与连接体23连接后，中部环状凸缘与后端环状凸缘之间的区域同所述长方形组成组合冷却通道。

所述冷却体22的截面为T形，T形的小头端伸入所述台阶内外侧套有外螺纹压环，该外螺纹压环的外螺纹与台阶内壁的内螺纹相对应，外螺纹压环前端与镜座体24端面之间设置有前端密封圈；T形的大头端与压盖21之间设置有垫环，垫环后端壁围绕垫环中心孔设置有环状槽，环状槽内设置有后端密封圈，后端密封圈后端与压盖21相抵。冷却体与镜座体之间设有压环和密封圈，这样镜片安装以后的密封性好，从而减少了故障率。

所述外螺纹压环与前端密封圈之间设置有密封压环。

所述前端密封圈采用O形密封圈。

下面结合附图说明本实用新型二氧化碳激光器镜座的安装过程。

将冷却体22放入连接体23，再放入垫环，再将压盖21与连接体23通过螺纹连接拧紧，对连接体23内部放置的冷却体22等部件压紧固定。

使用时，将压盖21旋下，拿出垫环、冷却体22和外螺纹压环，然后将前镜片放置于密封压环上，再将外螺纹压环旋紧，放入冷却体22和垫环，最后将压盖21安装旋紧即可。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。