[发明专利]一种旋转光束预热的激光冲击波微造型加工装置

说明书

本发明公开了一种旋转光束预热的激光冲击波微造型加工装置，包括壳体，所述壳体的内顶端设置有激光发射器，所述激光发射器的主光轴处设置有第一凸透镜、半反射镜和第二凸透镜，所述壳体的底端与激光发射器主光轴对应的位置开设有透光口；所述半反射镜的反射主光轴处设置有全反射镜，所述全反射镜连接有可调节其反射角度的调节卡套。本发明通过设置激光发射器、第一凸透镜、半反射镜和第二凸透镜，通过激光发射器发射激光，激光经由第一凸透镜转化为平行光线并照射至半反射镜上，一部分激光透过半反射镜，并穿过开口，照射在第二凸透镜上，并在第二凸透镜上聚焦，将待加工工件设置在焦点处对其进激光加工。

技术领域

本发明涉及微造型加工技术领域，尤其涉及一种旋转光束预热的激光冲击波微造型加工装置。

背景技术

早在20世纪60年代，相关研究人员发现，当激光脉冲辐照在固体材料表面时，激光与材料相互作用产生冲击波的现象。随后激光诱导冲击波的力学效应便逐步应用到工程技术领域，如材料表面的激光冲击强化处理，即利用激光诱导的冲击波，提高材料的抗疲劳、磨损和应力腐蚀等性能；以及激光层裂发涂层界面结合强度的检测，即利用激光诱导的冲击波在不同材料结合界面处反射时产生拉应力的特性，来检测涂层与基体的结合强度。

随着对激光冲击波力学效应和光力耦合关系研究的深入和发展，开拓了一个全新的制造和加工领域一以激光的力学效应为主的光力制造理论与技术，在国防和民用工业中具有广泛的应用前景，如激光冲击成形、激光冲击强化、激光冲击消除有害残余应力、激光冲击表面微加工、激光冲击高压合成、激光层裂检测等。其中，激光冲击表面微加工又称激光冲击波微造型，它是利用激光诱导的冲击波作为成形力源，使金属板料发生微观塑性变形的技术，是一种全新的快速成形方法，也是激光冲击加工技术的一个重要应用领域。激光冲击波微造型是一种近年来发展较快的现代化加工方法。

但是，现有技术中的激光冲击波微造型受到若干缺点的限制，由于激光冲击波对其造型作用微区的高速高压冲压行为，使得加工塑性较差的金属材料时，高能量的激光冲击容易造成其表面破裂飞溅，造成微造型加工质量差，无法对其进行调节，从而针对塑形较差和塑形较好的材料进行分开加工。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述的问题，而提出的一种旋转光束预热的激光冲击波微造型加工装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种旋转光束预热的激光冲击波微造型加工装置，包括壳体，所述壳体的内顶端设置有激光发射器，所述激光发射器的主光轴处设置有第一凸透镜、半反射镜和第二凸透镜，所述壳体的底端与激光发射器主光轴对应的位置开设有透光口；

所述半反射镜的反射主光轴处设置有全反射镜，所述全反射镜连接有可调节其反射角度的调节卡套，所述全反射镜通过调节卡套固定连接在固定杆上，所述固定杆固定连接在壳体内；

所述半反射镜与第二凸透镜之间设置有吸光隔板，所述吸光隔板开设有供激光穿过的开口，所述开口内设置有调节挡光件，所述壳体底部与半反射镜反射主光轴对应处设置有外齿圆盘，且外齿圆盘转动连接在壳体的底端，所述外齿圆盘内设置有多个微型半反射镜组，所述外齿圆盘连接有带动其轴向旋转的旋转驱动件；通过设置两种激光分流，将其中一种经第二凸透镜聚集后射出，适用于塑形较好的材料，提供能量强度，将另一部分激光经微型半反射镜组射出，适用于塑形较差的材料，将激光能量均匀的分散在加工件的表面。

优选地，所述调节卡套包括丝杠、异形螺母和固定套，所述丝杠的数量为两个，所述丝杠的端口与全反射镜的背部转动连接，所述异形螺母与丝杠螺纹连接，所述异形螺母转动连接在固定套上，所述固定套与固定杆固定连接。

优选地，所述调节挡光件包括工形块、挡光块、连杆、滑槽、连接块、调节螺杆和旋钮；