[实用新型]一种辊类零件激光毛化装置

说明书

本实用新型提供了一种辊类零件激光毛化装置，包括工作平台、设置在工作平台一侧的机床、设置在机床另一侧的固定板、以及设置在机床上的激光器，所述机床上设有轧辊转轴，所述固定板上设有顶尖，轧辊转轴与顶尖之间放置有待加工的辊类零件，所述机床与固定板之间设有平移导轨，所述平移导轨上设有激光毛化头。本实用新型提供的辊类零件激光毛化装置，采用连续高功率激光器作为加工光源，加工头的数量为多个，实现多头加工，激光功率得到充分利用，具有很快的加工速度。采用多棱镜和分光机构进行分光，将连续高功率的激光束分为多路脉冲激光输出，激光能量利用效率高，成本低，使用寿命长。

技术领域

本实用新型涉及机床加工领域，尤其是涉及一种辊类零件激光毛化装置。

背景技术

具有特殊表面形貌的毛化冷轧薄钢板在制造业中有着广泛的应用，特别是在汽车和家电产业中。毛化冷轧薄钢板是由表面经毛化处理的轧辊轧制而成的，经过毛化的轧辊轧制出的钢板，深冲性能和表面涂装性能大大提高。激光毛化技术作为近二十多年兴起的毛化技术，和传统喷丸毛化和电火花毛化技术相比，激光毛化技术可以获得最好的毛化效果且能提高轧辊寿命。但目前最主要的两种激光毛化技术:YAG固体激光毛化和CO2气体激光毛化，均存在着加工效率偏低的问题，限制了激光毛化技术在主流冶金行业的应用。

针对加工效率偏低的问题，现在的一些研究人员提出了各种解决方法来提高工作效率。日本的新日铁公司也曾尝试采用多套激光器同时对轧辊表面进行毛化。但由于不同激光器输出光束质量和偏振态的差异,造成了不同位置加工效果不一，影响表面粗糙度的均匀一致性和宏观外观效果，同时多台激光器的投入也大大提高了设备成本和维护成本。也有一些采用多头的激光毛化装置。例如公开号为CN2882895、名称为高功率激光器辊类表面多头毛化加工装置的专利。主要原理是旋转的多棱镜进行反射，使得激光在一定的范围里面扫描，通过在这个扫描范围里面放置多个聚焦镜，对激光进行聚焦然后实现多头毛化。然而在这个过程里面，由于聚焦镜不能够紧密排列和聚焦镜需要固定的原因，总会有激光照射到聚焦镜外面，造成了能量利用率比较低，而且，由于扫描范围与多棱镜的面所对应的角度有关，角度越大，扫描范围越大，放置的聚焦镜数量越多，加工效率越高。但是角度越大，多棱镜的棱的数量会降低，多棱镜旋转一周，扫描次数降低，就会造成效率降低，因此加工效率不能得到很大的提高。而且在加工过程中，一个聚焦镜形成一个聚焦点，想要形成更多的聚焦点，需要增加更多的聚焦镜，增加了系统的复杂性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种辊类零件激光毛化装置，以解决现有技术中激光毛化技术加工效率偏低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

根据本实用新型实施例的第一方面，提供一种辊类零件激光毛化装置，包括工作平台、设置在工作平台一侧的机床、设置在机床另一侧的固定板、以及设置在机床上的激光器，所述机床上设有轧辊转轴，所述固定板上设有顶尖，轧辊转轴与顶尖之间放置有待加工的辊类零件，所述机床与固定板之间设有平移导轨，所述平移导轨上设有激光毛化头。

进一步的，所述激光毛化头包括多棱镜结构、设置在多棱镜结构右侧的前分光镜、对称设置在前分光镜两侧的两个后分光镜、以及设置在多棱镜结构和前分光镜之间的准直镜，所述前分光镜的右侧还对称设有两个聚焦头。

进一步的，所述前分光镜包括对称设置的两个反射镜，该前分光镜将准直镜准直的光均匀的分成两份，分光后的光分别通过对称设置在前分光镜两侧的后分光镜。

进一步的，所述多棱镜机构包括多棱镜和驱动多棱镜旋转的电机，当多棱镜顺时针旋转时，反射光在准直镜处由上到下依次扫描，准直镜将由多棱镜反射过来的光准直。

进一步的，所述后分光镜包括两个相同的反射镜，通过调整两个反射镜的夹角，使激光通过后分光镜后形成不平行存在一定角度的两束激光，实现再次分光，再次分光后的光束通过聚焦镜形成两个聚焦点。