一種單光源并聯旋轉通氣激光加工主軸系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種單光源并聯旋轉通氣激光加工主軸系統，適用于對多孔零件內孔表面的激光加工。本發明的技術方案是將激光加工主軸分組，且每組激光加工主軸的傳動系統分層布置，各激光加工主軸的旋轉均由同一臺電機帶動。將激光源的能量等分，并經由外光路分別導入激光加工主軸；主軸內部通輔助氣體，輔助氣體和激光同軸輸出。本發明的激光輸出和主軸旋轉運動均為單一來源，最大限度地避免了激光功率波動和機械振動導致的加工質量不穩定，有益效果是加工效率成倍提升，系統結構更為緊湊，系統穩定性提高。特別的，本發明尤其適用于具有較小孔間距的多缸發動機缸孔表面的激光加工。
【專利說明】一種單光源并聯旋轉通氣激光加工主軸系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種單光源并聯旋轉通氣激光加工主軸系統，屬于機械制造的特種加工領域。
【背景技術】
[0002]激光加工具有無應力、不接觸、易聚焦、節能高效等優勢，廣泛應用于機械制造業。已有的內孔表面激光加工工藝主要有:1、激光淬火，利用激光熱效應淬硬內孔表面，大幅提升內孔表面硬度及耐磨性；2、激光微織構，在內孔表面加工微米尺度的凹坑或溝槽，降低摩擦副間摩擦系數；3、激光熔覆，定向修補內孔表面的局部磨損或失效區域。
[0003]內孔激光加工設備具有常見的結構，如中國專利CN200510116292.6公開了一種激光珩磨工具，將與沿孔軸向入射激光折反至內孔表面，主軸旋轉完成加工。中國專利CN201110155778.6公開了一種用于表面微造型的旋轉激光頭系統，同步帶傳遞主軸電機的旋轉運動。中國專利CN02111930.9公開了一種摩擦副工作表面微坑數控激光成型方法及裝置，它使摩擦副零件作旋轉運動，使用脈沖激光器在零件表面加工出微坑。中國專利ZL98113899.3公開了一種用于內孔激光淬火的光束旋轉進給系統，采用聚焦透鏡與末端反射鏡在軸向同步進給，只靠末端反射鏡自旋的方式實現了光束旋轉進給掃描，達到內孔激光淬火的目的。中國專利ZL03155579.9公開了一種珩磨方法和珩磨設備，裝有珩磨油石的珩磨頭被插入氣缸孔中，旋轉珩磨頭同時使之沿軸向移動，從而對氣缸內徑的內圓表面進行磨削。
[0004]上述專利公開的內孔加工結構都包含了主軸旋轉的技術特征，但是上述結構在加工小孔間距(如多缸氣缸體)零件時，由于孔間距限制，加工主軸無法沿各軸孔連續布置，因此需分次加工多孔零件(如多缸氣缸體)，零件整體加工時間過長，加工效率低下。分次加工還造成各孔加工質量不均勻。為檢驗多孔零件的加工質量是否合格，需依次檢測各孔，造成質檢環節復雜，檢驗效率低下。
【發明內容】
[0005]本發明針對含孔零件內孔表面激光加工效率低、加工質量難以一致的問題，提出一種單光源并聯旋轉通氣激光加工主軸系統，尤其適用于具有較小孔間距的多缸發動機缸孔表面的激光加工。由于激光輸出單一來源、激光加工主軸的旋轉運動由同一臺主軸電機帶動，最大限度的避免了激光功率波動和機械振動導致的加工質量不穩定，使得加工效率成倍提升，系統結構更為緊湊，系統穩定性提高。
[0006]為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是:
[0007]一種單光源并聯旋轉通氣激光加工主軸系統，其特征在于:包括主軸旋轉子系統、主軸平移子系統、激光光源子系統、外光路子系統、輔氣子系統；
[0008]所述主軸旋轉子系統包括主軸電機，聯軸器，從動軸，多個電機帶輪，多個同步帶，多個主軸帶輪，多個激光加工主軸；主軸電機的輸出端通過聯軸器連接從動軸，從動軸上安裝多個電機帶輪，電機帶輪通過同步帶連接主軸帶輪，每個主軸帶輪連接一個激光加工主軸；
[0009]所述主軸平移子系統包括傳動箱、豎直導軌，所述多個激光加工主軸都安裝在傳動箱上，傳動箱內部是氣室，所述氣室為密閉空間，氣室內通有輔助氣體；傳動箱安裝在豎直導軌的滑塊上，豎直導軌的滑塊移動使得多個激光加工主軸沿軸向平移；
[0010]所述激光光源子系統包括激光源，所述激光源包括:激光諧振腔，多個半反鏡片和多個全反鏡片；激光諧振腔產生的激光束經半反鏡片多次分光和全反鏡片多次反射，成為能量相等的多束激光束，激光源的出射激光束的間距通過全反鏡片和半反鏡片間的距離進行調節；
[0011]所述外光路子系統包括多個全反鏡片、多個激光頭、多個聚焦透鏡和反射鏡；全反鏡片將激光源輸出的激光束分別反射進入各激光加工主軸；各激光加工主軸末端連接一個激光頭，將豎直激光束反射至水平方向；所述聚焦透鏡固定于各激光加工主軸下部或各激光頭內部，所述反射鏡固定于激光頭內部、聚焦透鏡下方；所述激光束進入激光加工主軸后垂直入射聚焦透鏡，聚焦透鏡匯聚激光束至激光加工所需功率密度，并經由反射鏡照射至工件的內孔表面；
[0012]所述輔氣子系統包括密封鏡，軸套氣孔和主軸氣孔，氣嘴A，輸氣管，氣嘴B ;所述多個激光加工主軸頂端安裝密封鏡，密封鏡密封主軸內部的輔助氣體；所述多個激光加工主軸均裝配在軸套內，所述軸套分別貫穿所述氣室，軸套上開有軸套氣孔，主軸上開有主軸氣孔；輔助氣體經由軸套氣孔、主軸氣孔通入激光加工主軸內部；氣嘴A導出主軸內的輔助氣體，輔助氣體通過輸氣管進入氣嘴B;所述氣嘴B固定在激光頭上，輔助氣體最終由氣嘴B高速噴出，吹拂工件表面。
[0013]進一步的，所述激光加工主軸有4根，分別為激光加工主軸A、激光加工主軸B、激光加工主軸C和激光加工主軸D ；
[0014]所述電機帶輪2個，為上層電機帶輪和下層電機帶輪，所述同步帶2個，為上層同步帶和下層同步帶，所述主軸帶輪4個，為主軸帶輪A、主軸帶輪B、主軸帶輪C和主軸帶輪D ;在從動軸的不同高度分別裝有相同型號的上層電機帶輪和下層電機帶輪；上層電機帶輪和主軸帶輪B、主軸帶輪D組成一個同步帶傳動平面，上層電機帶輪通過上層同步帶帶動激光加工主軸B、激光加工主軸D轉動；下層電機帶輪和主軸帶輪A、主軸帶輪C組成一個同步帶傳動平面，下層電機帶輪通過下層同步帶帶動激光加工主軸A和激光加工主軸C轉動。
[0015]進一步的，在所述激光光源子系統中，所述半反鏡片3個，包括半反鏡片A、半反鏡片B和半反鏡片C ;所述全反鏡片3個，包括全反鏡片A、全反鏡片B和全反鏡片C ;激光諧振腔產生的激光束經半反鏡片A分為能量相等的兩束激光，其中一束改變方向為垂直入射；另一束透射過半反鏡片A，并不改變傳遞方向，再經全反鏡片A反射后與前一束激光束平行；半反鏡片B和半反鏡片C分別對兩束激光再次分光后，再經全反鏡片B和全反鏡片C反射作用，獲得能量相等的激光束A、激光束B、激光束C和激光束D ;激光源的出射激光束間距通過全反鏡片A和半反鏡片A，全反鏡片B和半反鏡片C，全反鏡片C和半反鏡片B間的距離進行調節。
[0016]進一步的，在所述外光路子系統中，所述全反鏡片4個，包括全反鏡片D、全反鏡片E、全反鏡片F和全反鏡片G ;全反鏡片D將所述激光束A反射為豎直激光束A，豎直激光束A入射激光加工主軸A ;全反鏡片E將所述激光束B反射為豎直激光束B，豎直激光束B入射激光加工主軸B ;全反鏡片F將所述激光束C反射為豎直激光束C，豎直激光束C入射激光加工主軸C ;全反鏡片G將所述激光束D反射為豎直激光束D，豎直激光束D入射激光加工主軸D。
[0017]進一步的，所述主軸電機的額定轉速大于1000轉/分鐘，激光連續照射工件內孔表面，對內孔表面進行表面淬硬處理。
[0018]進一步的，所述氣室內的輔助氣體為氧氣、氮氣、氬氣和空氣中的一種或幾種的混入口 ο
[0019]進一步的，主軸電機的轉速為0-1800轉/分鐘，主軸電機的運動輸出端裝配小電機帶輪，激光加工主軸Α、激光加工主軸Β、激光加工主軸C和激光加工主軸D端裝配大主軸帶輪，主軸電機和各激光加工主軸間為降速傳動；激光加工主軸Α、激光加工主軸Β、激光加工主軸C和激光加工主軸D的轉速為0-600轉/分鐘，通過激光對缸孔表面進行微加工，刻蝕出微凹坑或微溝槽形貌，所述微凹坑形貌的直徑尺寸為10 μ m-lmm,所述微溝槽的寬度10 μ m-0.5mm，長度大于 0.5mm。
[0020]本發明的技術方案，實現的有益效果包括:
[0021]1、η根激光加工主軸同時加工含有η個內孔的零件，各激光加工主軸作軸向旋轉運動和軸向平移運動；實現了多孔零件的內孔表面的并行加工，使得加工效率成倍提升，易于滿足工業生產線上節拍要求。
[0022]2、多激光加工主軸的傳動系統多層布置，并由同一臺主軸電機驅動，加工多缸發動機缸體的缸孔表面，在多缸發動機缸孔孔間距有限的情況下，多激光加工主軸的傳動系統多層布置使得當主軸電機至激光加工主軸為降速傳動時，通過激光加工主軸上裝配有直徑更大的主軸帶輪，實現更大的降速比傳動；在一些主軸轉速要求不高的激光加工場合中，如激光微織構加工、激光熔覆等，大降速比能夠使主軸電機工作在接近額定工況。大降速比的傳動方案還能夠提高激光加工主軸重復定位精度，尤其適用于高精度激光加工，如激光微織構加工。各激光加工主軸由同一主軸電機驅動，使得各激光加工主軸的運動狀態完全相同，最大限度的避免了機械振動對系統穩定性的影響；并且還使得整個系統結構相對緊湊、簡單。
[0023]3、將激光諧振腔產生的一束激光束通過半反鏡片和全反鏡片η等分，分別入射各激光加工主軸，在各激光加工主軸實現機械運動一致的基礎上，進一步實現各激光加工主軸輸出激光能量的一致。各激光加工主軸機械運動和激光輸出能量的一致性，共同確保了激光加工效果的一致性。對于多孔零件，如發動機缸體，一致化加工不但使得各孔加工質量一致，還降低了后續檢測環節的復雜程度，生產線上的抽檢無需檢測所有缸孔表面。確保了各孔具有相同加工質量，降低了質檢工作量，全面提升加工效率。
[0024]本發明最大限度的避免了激光功率波動和機械振動導致的加工質量不穩定，使得加工效率成倍提升，系統結構更為緊湊，系統穩定性提高。本發明還確保了各孔具有相同加工質量，降低了質檢難度和工作量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1是主軸系統側視剖視圖。
[0026]圖2是主軸系統傳動正視圖。
[0027]圖3是主軸系統傳動部件俯視圖。
[0028]圖4是激光源的光路布置俯視圖。
[0029]圖5是主軸系統降速傳動俯視圖。
[0030]圖中，1，主軸電機；2，聯軸器；3，上層電機帶輪；4，下層電機帶輪；5，傳動箱；6，上層同步帶；7，下層同步帶；8，密封鏡；9，激光加工主軸A ;10，氣室；11，軸套氣孔；12，主軸氣孔；13，氣嘴A ;14，輸氣管；15，反射鏡；16，氣嘴B ;17，主軸帶輪A ;18，主軸帶輪B ;19，主軸帶輪C ;20，主軸帶輪D ;21，缸體；22，激光加工主軸B ;23，激光加工主軸C ；24激光加工主軸D ；25聚焦透鏡；30，豎直激光束A ;31，豎直激光束B ;32，豎直激光束C ;33，豎直激光束D ;34，激光源；35，激光諧振腔；36，半反鏡片A ;37，半反鏡片B ;38，半反鏡片C;39，全反鏡片A ;40，全反鏡片B ;41，全反鏡片C ;42，全反鏡片D ;43，全反鏡片E ;44，全反鏡片F ;45，全反鏡片G ;50，激光束A ;51，激光束B ;52，激光束C ;53，激光束D ;55，豎直導軌；60，小電機帶輪；61，大主軸帶輪。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細說明:
[0032]實施例一，如圖1-4所不，本發明的加工對象為直列4缸發動機缸體21，各缸孔軸線在同一平面內且等距排列。相應的，本發明具有激光加工主軸A9、激光加工主軸B22、激光加工主軸C23和激光加工主軸D24 ;激光加工主軸A9的軸線與缸孔A重合，激光加工主軸B22的軸線與缸孔B重合，激光加工主軸C23的軸線與缸孔C重合，激光加工主軸D24的軸線與缸孔D重合。激光源34輸出激光束A50、激光束B51、激光束C52和激光束D53 ;全反鏡片D42將所述激光束A50反射為豎直激光束A30，豎直激光束A30入射激光加工主軸A9 ;全反鏡片E43將所述激光束B51反射為豎直激光束B31，豎直激光束B31入射激光加工主軸B22 ;全反鏡片F44將所述激光束C52反射為豎直激光束C32，豎直激光束C32入射激光加工主軸C23 ;全反鏡片G45將所述激光束D53反射為豎直激光束D33，豎直激光束D33入射激光加工主軸D24。
[0033]單光源并聯旋轉通氣激光加工主軸系統包括主軸旋轉子系統、主軸平移子系統、激光光源子系統、外光路子系統、輔氣子系統。主軸旋轉子系統包括主軸電機1，聯軸器2，從動軸，上層電機帶輪3和下層電機帶輪4，上層同步帶6和下層同步帶7，主軸帶輪A17、主軸帶輪B18、主軸帶輪C19和主軸帶輪D20，激光加工主軸A9、激光加工主軸B22、激光加工主軸C23和激光加工主軸D24 ;主軸電機1的輸出端通過聯軸器2連接從動軸，在從動軸的不同高度分別裝有相同型號的上層電機帶輪3和下層電機帶輪4 ;電機帶輪通過同步帶連接主軸帶輪，每個主軸帶輪連接一個激光加工主軸；上層電機帶輪3和主軸帶輪B18、主軸帶輪D20組成一個同步帶傳動平面，上層電機帶輪3通過上層同步帶6帶動激光加工主軸B22、激光加工主軸D24轉動；下層電機帶輪4和主軸帶輪A17、主軸帶輪C19組成一個同步帶傳動平面，下層電機帶輪4通過下層同步帶7帶動激光加工主軸A9和激光加工主軸C23轉動。
[0034]所述主軸平移子系統包括傳動箱5、豎直導軌55，所述4個激光加工主軸都安裝在傳動箱5上，傳動箱內部是氣室10，所述氣室10為密閉空間，氣室10內通有輔助氣體，為氧氣、氮氣、氬氣和空氣中的一種或幾種的混合。傳動箱5安裝在豎直導軌的滑塊上，豎直導軌的移動使得4個激光加工主軸沿軸向平移；
[0035]所述激光光源子系統包括激光源34，所述激光源34包括:激光諧振腔35，半反鏡片A36、半反鏡片B37和半反鏡片C38，全反鏡片A39、全反鏡片B40和全反鏡片C41 ;激光諧振腔35產生的激光束經半反鏡片A36分為能量相等的兩束激光，其中一束改變方向為垂直入射；另一束透射過半反鏡片A36，并不改變傳遞方向，再經全反鏡片A39反射后與前一束激光束平行；半反鏡片B37和半反鏡片C38分別對兩束激光再次分光后，再經全反鏡片B40和全反鏡片C41反射作用，獲得能量相等的激光束A50、激光束B51、激光束C52和激光束D53 ;激光源34的出射激光束間距通過全反鏡片A39和半反鏡片A36，全反鏡片B40和半反鏡片C38，全反鏡片C41和半反鏡片B37間的距離進行調節。
[0036]所述外光路子系統包括全反鏡片D42、全反鏡片E43、全反鏡片F44和全反鏡片G45 ;激光頭、聚焦透鏡25和反射鏡15 ;全反鏡片D42將所述激光束A50反射為豎直激光束A30，豎直激光束A30入射激光加工主軸A9 ;全反鏡片E43將所述激光束B51反射為豎直激光束B31，豎直激光束B31入射激光加工主軸B22 ;全反鏡片F44將所述激光束C52反射為豎直激光束C32，豎直激光束C32入射激光加工主軸C23 ;全反鏡片G45將所述激光束D53反射為豎直激光束D33，豎直激光束D33入射激光加工主軸D24。各激光加工主軸末端連接一個激光頭，將豎直激光束反射至水平方向；所述聚焦透鏡25固定于各激光加工主軸下部或各激光頭內部，所述反射鏡15固定于激光頭內部、聚焦透鏡25下方；所述激光束進入激光加工主軸后垂直入射聚焦透鏡25，聚焦透鏡25匯聚激光束至激光加工所需功率密度，并經由反射鏡15照射至工件的內孔表面；
[0037]所述輔氣子系統包括密封鏡8，軸套氣孔11和主軸氣孔12，氣嘴A13，輸氣管14，氣嘴B16 ;所述多個激光加工主軸頂端安裝密封鏡8，密封鏡8密封主軸內部的輔助氣體；所述4個激光加工主軸均裝配在軸套內，所述軸套分別貫穿所述氣室10，軸套上開有軸套氣孔11，主軸上開有主軸氣孔12 ;輔助氣體經由軸套氣孔11、主軸氣孔12通入激光加工主軸內部；氣嘴A13導出主軸內的輔助氣體，輔助氣體通過輸氣管14進入氣嘴B16 ;所述氣嘴B16固定在激光頭上，輔助氣體最終由氣嘴B16高速噴出，吹拂工件表面。所述主軸電機(1)的額定轉速大于1000轉/分鐘，激光連續照射工件內孔表面，對內孔表面進行表面淬硬處理。
[0038]本實施例中的單光源并聯旋轉通氣激光加工主軸系統同時對四缸發動機缸體上各缸孔進行激光加工，主軸電機1至激光加工主軸A9、激光加工主軸B22、激光加工主軸C23和激光加工主軸D24為等速傳動。激光加工主軸A9、激光加工主軸B22、激光加工主軸C23和激光加工主軸D24的自轉運動，以及豎直導軌55提供的豎直運動，完成整個各缸孔圓柱內表面的激光加工。
[0039]實施例二如圖5所示。
[0040]實施例二與實施例一的區別在于，實施例二在缸孔表面完成激光微加工，所述激光微加工特指通過激光在缸孔表面刻蝕出凹坑或溝槽形貌，所述凹坑形貌的直徑尺寸為10 μ m-lmm ;所述溝槽的寬度10 μ m-0.5mm，長度大于0.5mm。所述激光微加工過程中，主軸電機的轉速為0-1800轉/分鐘，為使主軸電機1的工況接近其額定工況，實現降速傳動，降速比為3:1，主軸電機1的運動輸出端裝配小電機帶輪60，激光加工主軸A9、激光加工主軸B22、激光加工主軸C23和激光加工主軸D24端裝配大主軸帶輪61 ;主軸帶輪分層布置的方案也有利于采用大降速比傳動。因此，激光加工主軸A9、激光加工主軸B22、激光加工主軸C23和激光加工主軸D24的轉速為0-600轉/分鐘。
[0041]本發明的傳動部件還可以采用齒輪傳動。
[0042]以上內容是結合優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的【具體實施方式】僅限于此，對于本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。
【權利要求】
1.一種單光源并聯旋轉通氣激光加工主軸系統，其特征在于:包括主軸旋轉子系統、主軸平移子系統、激光光源子系統、外光路子系統、輔氣子系統； 所述主軸旋轉子系統包括主軸電機(1)，聯軸器(2)，從動軸，多個電機帶輪，多個同步帶，多個主軸帶輪，多個激光加工主軸；主軸電機(I)的輸出端通過聯軸器(2)連接從動軸，從動軸上安裝多個電機帶輪，電機帶輪通過同步帶連接主軸帶輪，每個主軸帶輪連接一個激光加工主軸； 所述主軸平移子系統包括傳動箱(5)、豎直導軌(55)，所述多個激光加工主軸都安裝在傳動箱(5)上，傳動箱(5)內部是氣室(10)，所述氣室(10)為密閉空間，氣室(10)內通有輔助氣體；傳動箱(5)安裝在豎直導軌的滑塊上，豎直導軌的滑塊移動使得多個激光加工主軸沿軸向平移； 所述激光光源子系統包括激光源(34)，所述激光源(34)包括:激光諧振腔(35)，多個半反鏡片和多個全反鏡片；激光諧振腔(35)產生的激光束經半反鏡片多次分光和全反鏡片多次反射，成為能量相等的多束激光束，激光源(34)的出射激光束的間距通過全反鏡片和半反鏡片間的距離進行調節； 所述外光路子系統包括多個全反鏡片、多個激光頭、多個聚焦透鏡(25)和反射鏡(15);全反鏡片將激光源(34)輸出的激光束分別反射進入各激光加工主軸；各激光加工主軸末端連接一個激光頭，將豎直激光束反射至水平方向；所述聚焦透鏡(25)固定于各激光加工主軸下部或各激光頭內部，所述反射鏡(15)固定于激光頭內部、聚焦透鏡(25)下方；所述激光束進入激光加工主軸后垂直入射聚焦透鏡(25)，聚焦透鏡(25)匯聚激光束至激光加工所需功率密度，并經由反射鏡(15)照射至工件的內孔表面； 所述輔氣子系統包括密封鏡(8)，軸套氣孔(11)和主軸氣孔(12)，氣嘴A(13)，輸氣管(14)，氣嘴B(16);所述多個激光加工主軸頂端安裝密封鏡(8)，密封鏡(8)密封主軸內部的輔助氣體；所述多個激光加工主軸均裝配在軸套內，所述軸套分別貫穿所述氣室(10)，軸套上開有軸套氣孔(11)，主軸上開有主軸氣孔(12);輔助氣體經由軸套氣孔(11)、主軸氣孔(12)通入激光加工主軸內部；氣嘴A(13)導出主軸內的輔助氣體，輔助氣體通過輸氣管(14)進入氣嘴B(16);所述氣嘴B(16)固定在激光頭上，輔助氣體最終由氣嘴B(16)高速噴出，吹拂工件表面。
2.根據權利要求1所述的一種單光源并聯旋轉通氣激光加工主軸系統，其特征在于:所述激光加工主軸有4根，分別為激光加工主軸A (9)、激光加工主軸B (22)、激光加工主軸C (23)和激光加工主軸D (24)； 所述電機帶輪2個，為上層電機帶輪(3)和下層電機帶輪(4)，所述同步帶2個，為上層同步帶(6)和下層同步帶(7)，所述主軸帶輪4個，為主軸帶輪A(17)、主軸帶輪B(18)、主軸帶輪C(19)和主軸帶輪D(20);在從動軸的不同高度分別裝有相同型號的上層電機帶輪(3)和下層電機帶輪(4);上層電機帶輪(3)和主軸帶輪B (18)、主軸帶輪D (20)組成一個同步帶傳動平面，上層電機帶輪(3)通過上層同步帶(6)帶動激光加工主軸B(22)、激光加工主軸D (24)轉動；下層電機帶輪(4)和主軸帶輪A (17)、主軸帶輪C (19)組成一個同步帶傳動平面，下層電機帶輪(4)通過下層同步帶(7)帶動激光加工主軸A (9)和激光加工主軸C (23)轉動。
3.根據權利要求2所述的一種單光源并聯旋轉通氣激光加工主軸系統，其特征在于:在所述激光光源子系統中，所述半反鏡片3個，包括半反鏡片A (36)、半反鏡片B (37)和半反鏡片C (38);所述全反鏡片3個，包括全反鏡片A (39)、全反鏡片B (40)和全反鏡片C (41)；激光諧振腔(35)產生的激光束經半反鏡片A (36)分為能量相等的兩束激光，其中一束改變方向為垂直入射；另一束透射過半反鏡片A(36)，并不改變傳遞方向，再經全反鏡片A(39)反射后與前一束激光束平行；半反鏡片B(37)和半反鏡片C(38)分別對兩束激光再次分光后，再經全反鏡片B(40)和全反鏡片C(41)反射作用，獲得能量相等的激光束A(50)、激光束B(51)、激光束C(52)和激光束D(53);激光源(34)的出射激光束間距通過全反鏡片A(39)和半反鏡片A (36)，全反鏡片B (40)和半反鏡片C (38)，全反鏡片C (41)和半反鏡片B (37)間的距離進行調節。
4.根據權利要求3所述的一種單光源并聯旋轉通氣激光加工主軸系統，其特征在于:在所述外光路子系統中，所述全反鏡片4個，包括全反鏡片D (42)、全反鏡片E (43)、全反鏡片F (44)和全反鏡片G (45);全反鏡片D (42)將所述激光束A (50)反射為豎直激光束A (30)，豎直激光束A(30)入射激光加工主軸A(9);全反鏡片E(43)將所述激光束B(51)反射為豎直激光束B(31)，豎直激光束B(31)入射激光加工主軸B(22);全反鏡片F(44)將所述激光束C (52)反射為豎直激光束C (32)，豎直激光束C (32)入射激光加工主軸C (23);全反鏡片G (45)將所述激光束D (53)反射為豎直激光束D (33)，豎直激光束D (33)入射激光加工主軸D(24)。
5.根據權利要求1至4所述的任意一種單光源并聯旋轉通氣激光加工主軸系統，其特征在于:所述主軸電機(I)的額定轉速大于1000轉/分鐘，激光連續照射工件內孔表面，對內孔表面進行表面淬硬處理。
6.根據權利要求1至4所述的任意一種單光源并聯旋轉通氣激光加工主軸系統，其特征在于:所述氣室(10)內的輔助氣體為氧氣、氮氣、氬氣和空氣中的一種或幾種的混合。
7.根據權利要求2至4所述的任意一種單光源并聯旋轉通氣激光加工主軸系統，其特征在于:主軸電機的轉速為0-1800轉/分鐘，主軸電機(I)的運動輸出端裝配小電機帶輪(60)，激光加工主軸A (9)、激光加工主軸B (22)、激光加工主軸C (23)和激光加工主軸D (24)端裝配大主軸帶輪(61)，主軸電機(I)和各激光加工主軸間為降速傳動；激光加工主軸A (9)、激光加工主軸B (22)、激光加工主軸C (23)和激光加工主軸D (24)的轉速為0-600轉/分鐘，通過激光對缸孔表面進行微加工，刻蝕出微凹坑或微溝槽形貌，所述微凹坑形貌的直徑尺寸為10 μ m-lmm，所述微溝槽的寬度10 μ m-0.5mm，長度大于0.5mm。
【文檔編號】B23K26/00GK104475969SQ201410677465
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】康正陽, 符永宏, 王林森, 陳天陽, 符號, 紀敬虎 申請人:江蘇大學