一種帶氣體保護裝置的雷射加工夾具的製作方法

2023-05-29 07:46:56 2

本發明涉及工具機夾具領域和雷射加工應用技術領域，特別涉及一種帶氣體保護裝置的雷射加工夾具。

背景技術：

眾所周知，因為雷射具有較強的可控性等諸多優點，近些年來隨著雷射加工技術的發展，雷射衝擊、雷射熔覆等雷射加工技術在現代社會中扮演著越來越重要的角色，在汽車、航空等諸多工業領域有著越來越廣泛的應用。雷射熔覆是將具有特殊使用性能的材料用雷射加熱熔化塗覆在基體材料表面，獲得與基體形成良好冶金結合和使用性能的塗層。雷射衝擊強化是一種利用雷射衝擊波對材料表面進行改性，提高材料的抗疲勞，磨損和應力腐蝕等性能的技術。雷射打孔是利用高功率雷射束照射被加工材料，是材料很快被加熱至汽化溫度，蒸發形成孔洞。雷射衝擊加工利用的是雷射衝擊波的力效應，因此通常對氣體保護無要求，但在雷射熔覆、雷射打孔等利用雷射熱效應的加工過程中，氣體保護尤為重要。此外，輸送保護氣體時產生的氣壓也會對加工後的材料表面產生一定影響。

技術實現要素：

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種帶氣體保護裝置的雷射加工夾具，可以將夾具內置於氣體保護箱內，最大限度的保證工件的良好加工環境。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種帶氣體保護裝置的雷射加工夾具，包括夾具部件和氣體保護裝置；所述夾具部件安裝在箱體內，用於裝夾工件；所述氣體保護裝置包括箱體、進氣閥和出氣閥；所述箱體內安裝夾具部件，所述箱體的頂部設有活動的箱蓋，所述箱蓋上安裝平光透鏡，用於將雷射聚焦到所述夾具部件固定的工件上；所述箱體上設有進氣閥和出氣閥，通過進氣閥向箱體內加入惰性氣體。

進一步，所述箱體上側面設有若干凹槽，所述箱蓋可放置在任一所述凹槽內，用於沿凹槽滑動。

進一步，當所述惰性氣體密度大於空氣時，所述進氣閥的垂直位置低於出氣閥的垂直位置；所述惰性氣體優選為氮氣。

進一步，當所述惰性氣體密度小於空氣時，所述進氣閥的垂直位置高於出氣閥的垂直位置。

進一步，所述進氣閥優選為單向閥，所述出氣閥優選為安全閥，所述安全閥的排氣口與廢氣收集裝置連接，用於回收廢氣，防止空氣汙染。

進一步，還包括第一平移機構，所述箱體底部固定在平移機構上，通過平移機構使箱體移動。

進一步，所述夾具部件包括夾板、彈簧和工件，所述工件放置在所述箱體底板上，所述夾板一端通過螺栓固定在所述箱體底板上，所述螺栓的螺柱上套有彈簧；所述夾板的另一端壓緊工件。

進一步，還包括玻璃約束層，所述玻璃約束層設置在所述工件上。

進一步，所述夾具部件包括夾板、彈簧、工件和第二平移機構，所述第二平移機構固定在所述箱體底板上，所述工件放置在所述第二平移機構的移動板上，所述夾板一端通過螺栓固定在所述第二平移機構的移動板上，所述螺栓的螺柱上套有彈簧；所述夾板的另一端壓緊工件。

進一步，還包括玻璃約束層，所述玻璃約束層設置在所述工件上。

本發明的有益效果在於：

1.本發明所述的帶氣體保護裝置的雷射加工夾具，通過將氣體保護裝置與夾具部件結合起來，在加工過程中同時實現工件的氣體保護要求和夾緊，方便快捷。

2.本發明所述的帶氣體保護裝置的雷射加工夾具，通過進氣閥和出氣閥位置不同高度，保證裝置中的空氣被最大限度的排空，保證保護環境的純粹。

3.本發明所述的帶氣體保護裝置的雷射加工夾具，通過箱體上側面設有若干凹槽，可以調節夾具中工件上的雷射斑點的位置。

4.本發明所述的帶氣體保護裝置的雷射加工夾具，通過設置平移機構，實現該裝置與自動化設備的對接。

附圖說明

圖1為本發明所述的帶氣體保護裝置的雷射加工夾具結構示意圖。

圖中：

1-箱體；2-彈簧；3-工件；4-玻璃約束層；5-夾板；6-螺栓；7-1-出氣閥；7-2-進氣閥；8-箱蓋；9-平光透鏡；10-聚焦透鏡；11-反光鏡。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護範圍並不限於此。

如圖1所示，一種帶氣體保護裝置的雷射加工夾具，包括夾具部件和氣體保護裝置；所述夾具部件安裝在箱體1內，用於裝夾工件；所述氣體保護裝置包括箱體1、進氣閥7-2和出氣閥7-1；所述箱體1內安裝夾具部件，所述箱體1的頂部設有活動的箱蓋8，所述箱蓋8上安裝平光透鏡9，用於將雷射聚焦到所述夾具部件固定的工件上；所述箱體1上設有進氣閥7-2和出氣閥7-1，通過進氣閥7-2向箱體1內加入惰性氣體。當所述惰性氣體密度大於空氣時，所述進氣閥7-2的垂直位置低於出氣閥7-1的垂直位置；所述惰性氣體優選為氮氣。當所述惰性氣體密度小於空氣時，所述進氣閥7-2的垂直位置高於出氣閥7-1的垂直位置。所述夾具部件包括夾板5、彈簧2和工件3，所述工件3放置在所述箱體1底板上，所述夾板5一端通過螺栓6固定在所述箱體1底板上，所述螺栓6的螺柱上套有彈簧2；所述夾板5的另一端壓緊工件3，所述玻璃約束層4設置在所述工件3上。

為了方便調整雷射的光斑是否在工件表面的位置，所述箱體1上側面設有若干凹槽，所述箱蓋8可放置在任一所述凹槽內，用於沿凹槽滑動。這樣可以使光斑適合工件的階梯表面，箱蓋8選擇不同高度的凹槽，以及使其箱蓋8在凹槽中滑動來調整位置。

對於一般雷射光速不會移動的設備，為了適合自動化加工，還包括第一平移機構，所述箱體1底部固定在平移機構上，通過平移機構使箱體1移動。前者描述的是箱體1在第一平移機構上移動；另一個實施例為箱體1內部有第二平移機構，工件在第二平移機構上移動具體為：所述夾具部件包括夾板5、彈簧2、工件3和第二平移機構，所述第二平移機構固定在所述箱體1底板上，所述工件3放置在所述第二平移機構的移動板上，所述夾板5一端通過螺栓6固定在所述第二平移機構的移動板上，所述螺栓6的螺柱上套有彈簧2；所述夾板5的另一端壓緊工件3。

所述進氣閥7-2優選為單向閥，所述出氣閥7-1優選為安全閥，所述安全閥的排氣口與廢氣收集裝置連接，用於回收廢氣，防止空氣汙染。

將箱體1整體通過連接在雷射加工工作檯上，將所述箱蓋8抽出，通過夾具部件將工件3固定在裝置底部，對於雷射加工，需要將貼有鋁箔吸收層的工件3與玻璃約束層4共同夾緊，蓋好箱蓋8，通過調整箱蓋8上的平光透鏡9的位置，使雷射束聚焦在工件3的加工位置；由進氣閥7-2通入氮氣作為保護氣體，由於氮氣密度較空氣高，氮氣由箱體1底部開始充滿裝置內部，多餘氣體通過箱體右側位置較高的出氣閥7-1排除。加工時，高能雷射束雷射經過反光鏡11和聚焦透鏡10，形成聚焦的雷射束，透過箱蓋頂部平光透鏡9輻照在材料表面上對材料進行加工。

所述實施例為本發明的優選的實施方式，但本發明並不限於上述實施方式，在不背離本發明的實質內容的情況下，本領域技術人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬於本發明的保護範圍。