CN209010559U - 激光热处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种激光热处理装置，主要设有一激光热处理单元，并在该激光热处理单元的激光头相对位置处设有一待加热工件定位单元，以提供待加热工件夹持固定，藉此，当使用该激光热处理装置时，使激光热处理单元经激光头将激光光束投射向待加热工件，藉由该激光光束投射于待加热工件的单点热集中效应，以有效避免加热温度不当扩散情形，以提高对待加热工件的加热稳定性，另利用与激光头相组接的纵向进给单元及横向进给单元的进给量调整，即可适应不同形状待加热工件的热处理，以提高热处理作业便利性。

Description

激光热处理装置

技术领域

本实用新型有关于一种激光热处理装置，尤指一种可提高热处理作业的加热稳定性及便利提供不同形状待加热工件实施热处理作业的激光热处理装置。

背景技术

热处理包含淬火、退火及回火等，其主要是将金属材料加热到一定的温度后，再以一定速率降温，藉以改变金属材料组织结构，进而提高金属材料的强度、硬度、韧性等机械性质。

其中，高周波热处理为现有普遍采用的一种热处理方式，请参阅图4所示，为现有高周波热处理装置(6)，该高周波热处理装置(6)主要包含有一主机(61)及与该主机 (61)相连接的线圈(62)，在使用时将为金属材料的待加热工件(7)放入线圈(62)中，再使主机(61)对线圈(62)供应交流电流，以使线圈(62)产生交变磁束，该交变磁束会贯通该待加热工件(7)，并通过电磁感应在待加热工件(7)内产生涡电流，而对该待加热工件(7)诱导加热。然而，现有高周波热处理装置(6)因为电磁场不易控制及对该待加热工件(7)的加热温度易发生扩散等因素，导致对待加热工件(7)的加热效果缺乏稳定性，而影响热处理品质，另外由于线圈(62)不具通用性，因此，不同形状的待加热工件(7)即须制作与其形状相对应形状的线圈(62)，不仅耗费制造成本，且待加热工件(7)体积较大时，该线圈(62)体积亦相对增大，从而易受到作业环境空间不足等限制，另高周波热处理装置(6)仅适用于形状单纯工件，对形状复杂工件由于线圈(62) 制作困难性，而难以进行热处理作业。

因此，本实用新型申请人有鉴于现有高周波热处理在实施使用上仍有上述缺失，于是藉其多年在相关领域的制造及设计经验和知识的辅佐，并经多方巧思，研创出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型有关于一种激光热处理装置，其主要目的为提供一种可提高热处理作业的加热稳定性及便利提供不同形状待加热工件实施热处理作业的激光热处理装置。

为了达到上述实施目的，申请人研拟如下激光热处理装置，主要包含有一激光热处理单元，该激光热处理单元设有一激光产生器，及一与该激光产生器相连接的激光头，又在该激光热处理单元的激光头相对位置处设有一待加热工件定位单元。其中，该激光热处理装置包含有一纵向进给单元，该纵向进给单元包含有一纵向传动部及一与该纵向传动部相连接的纵向位移部，并使该激光热处理单元的激光头与该纵向位移部相组设，该待加热工件定位单元包含有一旋转动力源及与该旋转动力源的传动轴相组接的治具。其中，该激光热处理装置进一步包含有一控制单元，该控制单元与该纵向进给单元的纵向传动部、激光热处理单元的激光产生器及该待加热工件定位单元的旋转动力源以有线或无线信号连接。

如上所述的激光热处理装置，其中，该纵向进给单元为线性滑轨。

如上所述的激光热处理装置，其中，该激光热处理装置包含有一横向进给单元及一纵向进给单元，该横向进给单元包含有一横向传动部及一与该横向传动部相连接的横向位移部，该纵向进给单元包含有一纵向传动部及一与该纵向传动部相连接的纵向位移部，该纵向传动部组接于该横向进给单元的横向位移部上，并使该激光热处理单元的激光头与该纵向进给单元的纵向位移部相组接，该待加热工件定位单元包含有一旋转动力源及与该旋转动力源的传动轴相组接的治具。

如上所述的激光热处理装置，其中，该激光热处理装置包含有一横向进给单元及一纵向进给单元，该横向进给单元包含有一横向传动部及一与该横向传动部相连接的横向位移部，该纵向进给单元包含有一纵向传动部及一与该纵向传动部相连接的纵向位移部，该横向传动部组接于该纵向进给单元的纵向位移部上，该激光热处理单元的激光头与该横向进给单元的横向位移部相组接，该待加热工件定位单元包含有一旋转动力源及与该旋转动力源的传动轴相组接的治具。

如上所述的激光热处理装置，其中，该激光热处理装置进一步包含有一控制单元，该控制单元与该纵向进给单元的纵向传动部、横向进给单元的横向传动部、激光热处理单元的激光产生器及该待加热工件定位单元的旋转动力源以有线或无线信号连接。

如上所述的激光热处理装置，其中，该纵向进给单元及横向进给单元为线性滑轨。

如上所述的激光热处理装置，其中，该激光热处理单元的激光产生器的输出功率为200～3000瓦。

如上所述的激光热处理装置，其中，该激光热处理单元的激光头与待加热工件定位单元间的距离为15～22毫米。

藉此，当使用激光热处理装置时，激光热处理单元经激光头将激光光束投射向待加热工件，藉由该激光光束投射于待加热工件的单点热集中效应，以有效避免加热温度不当扩散情形，以提高对待加热工件的加热稳定性，另外利用与激光头相组接的纵向进给单元及横向进给单元的进给量调整，即可适应不同形状待加热工件的热处理，以提高热处理作业便利性。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型的架构方块图；

图3为本实用新型的使用状态示意图；

图4为现有的高周波热处理装置的使用状态示意图。

附图标号

<本实用新型>

(1)进给单元

(11)纵向进给单元

(111)纵向传动部

(112)纵向位移部

(12)横向进给单元

(121)横向传动部

(122)横向位移部

(2)激光热处理单元

(21)激光产生器

(22)激光头

(3)待加热工件定位单元

(31)旋转动力源

(32)治具

(4)控制单元

(5)待加热工件

<现有>

(6)高周波热处理装置

(61)主机

(62)线圈

(7)待加热工件

具体实施方式

为了使本实用新型的技术手段及其所能达成的效果，能够有更完整且清楚的揭露，兹详细说明如下，请一并参阅揭露的图式及附图标号：

首先，请参阅图1、图2所示，为本实用新型的激光热处理装置，主要包含：

至少一进给单元(1)，主要设有一纵向进给单元(11)，该纵向进给单元(11)的进给方向与待加热工件(5)的长度向同向设立，该纵向进给单元(11)包含有一纵向传动部(111)及一与该纵向传动部(111)相连接的纵向位移部(112)，另可再设有一横向进给单元(12)，该横向进给单元(12)包含有一横向传动部(121)及一与该横向传动部(121)相连接的横向位移部(122)，又使该纵向进给单元(11)的纵向传动部(111)组接于该横向进给单元(12)的横向位移部(122)上，该纵向进给单元(11)及横向进给单元(12)可为线性滑轨；

一激光热处理单元(2)，该激光热处理单元(2)包含有一激光产生器(21)，该激光产生器(21)连接有一激光头(22)，该激光头(22)组接于该纵向进给单元(11)的纵向位移部(112)上，该激光产生器(21)输出功率以200～3000瓦(W)为最佳；

一待加热工件定位单元(3)，该待加热工件定位单元(3)设置于该激光热处理单元(2)的激光头(22)相对位置处，该激光头(22)与待加热工件定位单元(3)间的距离以 15～22毫米(mm)为最佳，该待加热工件定位单元(3)包含有一为马达的旋转动力源 (31)及与该旋转动力源(31)的传动轴相组接的治具(32)；

一控制单元(4)，该控制单元(4)与该纵向进给单元(11)的纵向传动部(111)、横向进给单元(12)的横向传动部(121)、激光热处理单元(2)的激光产生器(21)及待加热工件定位单元(3)的旋转动力源(31)以有线或无线信号连接。

据此，当使用激光热处理装置时，请一并参阅图3所示，将一待加热工件(5)设置于该待加热工件定位单元(3)的治具(32)处，以由治具(32)将该待加热工件(5)夹持定位，之后施工人员可由控制单元(4)输入该激光产生器(21)的脉冲功率及脉冲速率等参数，与该纵向进给单元(11)、横向进给单元(12)的进给量及进给速率等参数，以及该旋转动力源(31)的旋转速率等参数的设定，以由控制单元(4)驱使进给单元(1)、激光热处理单元(2)及待加热工件定位单元(3)对该待加热工件(5)进行热处理作业。

在此，当对该待加热工件(5)实施热处理时，由激光热处理单元(2)的激光产生器(21)经激光头(22)将激光光束射向待加热工件(5)处，利用激光光束投射于该待加热工件(5)表面的聚焦光斑直径约1毫米的单点热集中效应，即可有效避免加热温度不当扩散情形，以提高对该待加热工件(5)的加热稳定性，另外在激光头(22)将激光光束投射向待加热工件(5)的同时，该待加热工件定位单元(3)的旋转动力源(31)会带动其治具 (32)夹持的待加热工件(5)转动，以使投射向待加热工件(5)的激光光束对该待加热工件 (5)周侧均匀加热，随之，纵向进给单元(11)的纵向传动部(111)会带动组设于纵向位移部(112)上的激光头(22)沿着该待加热工件(5)长度向位移，以对该待加热工件(5)所需加热范围进行热处理。

再者，在纵向进给单元(11)带动激光头(22)沿着该待加热工件(5)长度向位移同时，该横向进给单元(12)的横向传动部(121)会经由其横向位移部(122)带动组设其上的纵向进给单元(11)与激光头(22)做横向位移，以配合该待加热工件(5)形状，使由激光头(22)射出激光光束的焦点可确实投射于该待加热工件(5)表面，藉此，将能量最大、最稳定的激光光束焦点投射于该待加热工件(5)的设计，即可提高对待加热工件(5)的热处理效率及品质。另由于本实用新型藉由对纵向进给单元(11)及横向进给单元(12)进给量调整，即可适用于各种不同形状的待加热工件(5)热处理作业，在此，不仅可节省对不同形状待加热工件(5)进行热处理成本，更不会受作业环境空间限制，以提高对各种不同形状待加热工件(5)实施热处理作业的便利性。

前述的实施例或图式并非限定本实用新型的激光热处理装置实施方式，本实用新型的进给单元(1)亦可使激光热处理单元(2)的激光头(22)组接于横向进给单元(12)的横向位移部(122)上，横向进给单元(12)的横向传动部(121)组接于纵向进给单元(11)的纵向位移部(112)上，依此，以同样达到使激光头(22)沿待加热工件(5)长度向位移，及使激光头(22)依照待加热工件(5)的形状，调整与待加热工件(5)间远近距离，而达到使激光光束焦点确实投射于待加热工件(5)表面的效果，在此，凡所属技术领域中相关技术人员所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

由上述结构及实施方式可知，本实用新型具有如下优点：

1.本实用新型的激光热处理装置使激光热处理单元的激光光束投射于待加热工件的聚焦光斑直径约为1毫米，依此单点热集中作用，即可有效避免加热温度不当扩散情形，以提高对待加热工件加热的稳定性。

2.本实用新型的激光热处理装置可配合待加热工件形状，调整激光头与待加热工件间的距离，以使由激光头射出的激光光束焦点确实投射于该待加热工件表面，藉此将能量最大、最稳定的激光光束焦点投射于待加热工件设计，提高对待加热工件的热处理效率及品质。

3.本实用新型的激光热处理装置经由对纵向进给单元及横向进给单元的进给量调整，即可适应不同形状的待加热工件的热处理，依此，不仅可节省对不同形状待加热工件的加工成本，也不会受到作业环境空间限制，以提高热处理作业便利性。

Claims (8)

1.一种激光热处理装置，其特征在于，主要包含有一激光热处理单元，该激光热处理单元设有一激光产生器，及一与该激光产生器相连接的激光头，又在该激光热处理单元的激光头相对位置处设有一待加热工件定位单元；

该激光热处理装置包含有一纵向进给单元，该纵向进给单元包含有一纵向传动部及一与该纵向传动部相连接的纵向位移部，该激光热处理单元的激光头与该纵向位移部相组设，该待加热工件定位单元包含有一旋转动力源及与该旋转动力源的传动轴相组接的治具；

该激光热处理装置进一步包含有一控制单元，该控制单元与该纵向进给单元的纵向传动部、激光热处理单元的激光产生器及该待加热工件定位单元的旋转动力源以有线或无线信号连接。

2.如权利要求1所述激光热处理装置，其特征在于，该纵向进给单元为线性滑轨。

3.如权利要求1所述激光热处理装置，其特征在于，该激光热处理装置包含有一横向进给单元及一纵向进给单元，该横向进给单元包含有一横向传动部及一与该横向传动部相连接的横向位移部，该纵向进给单元包含有一纵向传动部及一与该纵向传动部相连接的纵向位移部，该纵向传动部组接于该横向进给单元的横向位移部上，并使该激光热处理单元的激光头与该纵向进给单元的纵向位移部相组接，该待加热工件定位单元包含有一旋转动力源及与该旋转动力源的传动轴相组接的治具。

4.如权利要求1所述激光热处理装置，其特征在于，该激光热处理装置包含有一横向进给单元及一纵向进给单元，该横向进给单元包含有一横向传动部及一与该横向传动部相连接的横向位移部，该纵向进给单元包含有一纵向传动部及一与该纵向传动部相连接的纵向位移部，该横向传动部组接于该纵向进给单元的纵向位移部上，该激光热处理单元的激光头与该横向进给单元的横向位移部相组接，该待加热工件定位单元包含有一旋转动力源及与该旋转动力源的传动轴相组接的治具。

5.如权利要求3或4所述激光热处理装置，其特征在于，该激光热处理装置进一步包含有一控制单元，该控制单元与该纵向进给单元的纵向传动部、横向进给单元的横向传动部、激光热处理单元的激光产生器及该待加热工件定位单元的旋转动力源以有线或无线信号连接。

6.如权利要求3或4所述激光热处理装置，其特征在于，该纵向进给单元及横向进给单元为线性滑轨。

7.如权利要求1所述激光热处理装置，其特征在于，该激光热处理单元的激光产生器的输出功率为200～3000瓦。

8.如权利要求1所述激光热处理装置，其特征在于，该激光热处理单元的激光头与待加热工件定位单元间的距离为15～22毫米。