[实用新型]一种用于激光加工的真空装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种在激光加工设备中用于隔离空气、创造真空环境或者保护气环境、保证被加工零件加工质量的真空装置，特别是涉及一种用于激光加工的真空装置。

背景技术：

激光是二十世纪自然科学的重大实用新型之一。自从1960年世界上第一台激光器诞生以来，在近五十年里，激光科学技术以其独有的特性和强大的生命力在国防、科技、工业、农业、医学、日常生活等几乎所有领域得到了迅速发展和广泛应用。

激光的优异特性使激光加工具备了其他加工方法不具备的优异特点：

1)无接触加工，而且高能激光束的能量和移动速度均可调，可以实现多种加工目的；

2)可以加工高硬度、高脆性及高熔点的多种金属、非金属材料；

3)无“切削力”作用在工件上，“刀具”无磨损；

4)局部加工。由于激光束能量密度较高、加工速度快、对非激光照射部分没有影响或影响极小，其热影响区小、工件热变形小、后续加工量小；

5)可以通过透明介质对密封容器内的工件进行各种加工；

6)加工方法极为灵活，与数控系统结合后可对复杂工件进行加工；

7)生产效率高，加工质量可靠，经济效益好。

目前，激光加工的类型与应用主要包括：激光表面工程、激光材料去除、激光材料连接、激光原型制造等等。然而，有很多金属材料都无法在无保护状态下进行激光加工。例如，用激光焊接钛合金，钛合金是一种非常活泼的金属材料，由于表面形成致密的氧化膜，使其在常温下非常稳定。但是在高温下，钛合金则有强烈的吸氢、氧、氮的能力；空气中钛合金在250℃开始吸氢，500℃开始吸氧，600℃开始吸氮。随着温度提高，钛合金吸收气体的能力更强，最终致使钛合金焊缝质量下降以至无法应用。因此要求钛合金的激光焊接必须在充分保护气状态或者真空状态下进行。

发明内容：

为了解决上述众多金属材料无法在无保护状态下进行激光加工的问题，本实用新型提供一种用于激光加工的真空装置，它包含于激光加工设备系统之中，在所述激光加工设备上配有激光加工的真空装置，该装置主要由真空箱本体、与之配套的抽真空、充气组件以及将它们控制连接的工业控制计算机(1)构成。

所述真空箱本体内的工作台组件(3)置于底座组件(2)上，通过真空箱体组件(9)和真空箱盖组件(7)将其密封于箱体内；在所述真空箱盖组件(7)上还设有真空箱窗口组件(8)。

在所述真空箱体组件(9)顶端的真空箱盖法兰盘(38)上设有箱盖定位孔(33)，沿法兰盘周线设有箱盖橡胶密封槽(34)，真空箱侧壁(37)上设有真空传感器连接口(35)、真空压力表连接口(36)和真空抽气口(39)。

所述抽真空、充气组件，通过真空传感器连接口(35)与真空传感器(5)连接，真空传感器(5)再与真空测控仪(4)连接，真空压力表(6)接在连接口(36)上；通过真空抽气口(39)与箱体外部的罗茨式真空泵(14)和旋转式机械泵(16)连接。

所述工业控制计算机(1)通过真空测控仪(4)与真空传感器(5)电连接；通过运动控制卡与电磁放气阀(10)、电磁充气阀(11)、罗茨式真空泵(14)、电磁隔离阀(15)及旋转式机械泵(16)电连接；以及通过工作台组件(3)上的X轴驱动器和Y轴驱动器分别与X轴步进电机和Y轴步进电机电连接。可实现在真空环境下或者保护气环境下进行二维平面内的激光加工操作。

本实用新型的优点及有益效果为：

1.本实用新型不仅可以实现在小于1Pa的真空环境下进行二维平面内的激光加工操作，而且可以实现在1个大气压保护气环境下进行二维平面内的激光加工操作。

2.本实用新型采用硒化锌透镜作为激光窗口，激光吸收率低、可透过可见光、使用寿命较长。

3.本实用新型采用罗茨式真空泵与旋转式机械泵组合方式建立起中真空装置进行抽真空操作，工作真空度提高、抽真空效率提高，有利于提高激光加工效率和质量。

4.本实用新型采用真空传感器和真空压力表两种方式读取真空箱内的真空度，既方便了操作者在不同角度的观察，又使真空度读数的可靠性进一步提高，有利于保证激光加工质量。

5.本实用新型采用计算机集成控制管理，通过ZKY2000C-T型真空测控仪和PCI-1240型运动控制卡的组合应用，使激光加工过程自动化程度、性能稳定性和可靠性大大提高。