專利名稱：一種彩色顯像管玻屏制造用凸模熔覆修復(fù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械加工領(lǐng)域，特別是涉及一種彩色顯像管玻屏制造用凸模 激光熔覆修復(fù)裝置，屬于利用激光進(jìn)行的機(jī)械制造與加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
彩色顯像管玻屏是將高溫玻璃熔液滴在玻屏模具中，并通過(guò)玻屏壓機(jī)壓制成型 的。彩色顯像管玻屏模具主要由屏凸模、模圈以及底模三部分組成。玻屏壓制時(shí)，通過(guò)料滴 剪刀機(jī)將高溫熔化的玻璃料滴剪切滴入底模中，在玻屏壓機(jī)的作用下，屏凸模向下運(yùn)動(dòng)，與 底模一起將玻璃熔液壓制成型，玻璃成型后通過(guò)模具的冷卻而固化成玻屏。在此過(guò)程中，凸 模的冷卻主要是通過(guò)凸模內(nèi)腔流動(dòng)的冷卻水而降低凸模表面和側(cè)壁的溫度。在壓制過(guò)程 中，凸模的溫度控制對(duì)玻屏的成型起著關(guān)鍵性作用。由于玻屏的內(nèi)面數(shù)據(jù)直接影響到電視畫面的成像效果，因此凸模的表面質(zhì)量以及 凸模內(nèi)腔的冷卻結(jié)構(gòu)對(duì)玻屏的質(zhì)量有著決定性的作用。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，為了提高生產(chǎn)效率，隨著玻屏壓機(jī)工作節(jié)拍不斷提高， 致使玻屏的保壓時(shí)間(也即玻屏的定型時(shí)間)縮短，從而對(duì)凸模表面及側(cè)壁的溫度控制提 出了更高的要求。此外，為了降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，對(duì)凸模的使用壽命也提出了越 來(lái)越高的要求。近年來(lái)，為了滿足日益提高玻屏產(chǎn)量、提高屏凸模表面及側(cè)壁的溫度控制、提升屏 凸模使用壽命的迫切要求，彩色顯像管模具領(lǐng)域的技術(shù)人員不斷開拓創(chuàng)新。其主要發(fā)展集 中體現(xiàn)在通過(guò)改進(jìn)屏凸模內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以提高凸模的溫控及散熱性能，進(jìn)而保證高 品質(zhì)的玻屏成型。例如河南安飛電子玻璃有限公司張曉慶在《模具制造》2008年第8卷 第1期《彩色顯像管屏玻殼凸模內(nèi)腔的改進(jìn)》一文中提出了一種彩色顯像管屏凸模內(nèi)腔改 進(jìn)設(shè)計(jì)的基本思路及改進(jìn)后的加工方法，以及中國(guó)專利“彩色顯像管玻殼成型模具保溫裝 置”(專利號(hào):ZL200420086270. 0)與中國(guó)專利“彩色顯像管玻屏成型用凸?！?專利號(hào) ZL200420118649. 5)。然而在實(shí)際壓制玻屏?xí)r，屏凸模表面在生產(chǎn)過(guò)程中將不可避免地因壓制玻屏以保 證玻屏數(shù)據(jù)而不斷加工，致使凸模壁厚不斷變薄。此外，為了滿足日益提高玻屏產(chǎn)量的迫切 要求，隨著玻屏壓機(jī)工作節(jié)拍的不斷提高，勢(shì)必加快屏凸模壁厚不斷變薄的速度，這對(duì)于進(jìn) 一步延長(zhǎng)凸模的使用壽命將是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，因此，如何對(duì)屏凸模進(jìn)行修復(fù)以延長(zhǎng)其使 用壽命并適應(yīng)不斷提高的玻屏壓機(jī)工作節(jié)拍是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為提供一種彩色顯像管玻屏制造用凸模熔覆修復(fù)裝置，該裝置能夠?qū)?壁厚經(jīng)磨損變薄而無(wú)法滿足壓制玻屏要求的凸模內(nèi)腔進(jìn)行激光熔覆修復(fù)，以進(jìn)一步延長(zhǎng)凸 模的使用壽命。本實(shí)用新型所提供的一種彩色顯像管玻屏制造用凸模熔覆修復(fù)裝置，包括激光器和數(shù)控機(jī)床，所述機(jī)床的床身上裝有導(dǎo)光系統(tǒng)、X向平移導(dǎo)軌、在X向平移導(dǎo)軌上的且與其 垂直設(shè)置的Y向平移導(dǎo)軌以及設(shè)置在Y向平移導(dǎo)軌上的工作平臺(tái)，導(dǎo)光系統(tǒng)出射光路上安 裝有激光加工頭，待修復(fù)的屏凸模安裝在工作平臺(tái)上，導(dǎo)光系統(tǒng)的輸入端聯(lián)接激光器的輸 出，激光加工頭的輸入端聯(lián)接導(dǎo)光系統(tǒng)的輸出端，激光加工頭的光軸與待修復(fù)的屏凸模的 內(nèi)腔表面垂直，待修復(fù)的屏凸模以其內(nèi)腔表面垂直面向于激光加工頭光軸的方向安裝在工 作平臺(tái)上，所述激光器為大功率激光器，數(shù)控機(jī)床中設(shè)置有調(diào)節(jié)與控制激光加工頭在Z向 上激光離焦量的裝置，所述激光加工頭內(nèi)設(shè)有位于導(dǎo)光系統(tǒng)出射光路上的聚焦透鏡，所述 激光加工頭內(nèi)設(shè)有位于導(dǎo)光系統(tǒng)出射光路上的反射鏡以及拋物面反射式聚焦鏡。本實(shí)用新型采用高功率激光器作為加工光源，對(duì)壁厚經(jīng)磨損變薄而無(wú)法滿足壓制 玻屏要求的凸模內(nèi)腔進(jìn)行激光熔覆修復(fù)，進(jìn)而保證凸模進(jìn)行玻屏壓制時(shí)的壁厚要求，可以 進(jìn)一步延長(zhǎng)凸模的使用壽命，在工作過(guò)程中采用金屬拋物面聚焦系統(tǒng)，所以散熱快，熱變形 小，工作穩(wěn)定，采用三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)與激光加工頭和工作平臺(tái)移動(dòng)速度的計(jì)算機(jī)控制相 結(jié)合，能夠在線調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)界面熔合完整、熔覆質(zhì)量好的熔覆層，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用 壽命長(zhǎng)，工作穩(wěn)定，且加工效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為導(dǎo)光系統(tǒng)4的結(jié)構(gòu)示意圖圖3為激光加工頭采用透射方式聚焦的示意圖圖4為激光加工頭采用拋物面反射方式聚焦的示意圖圖5為現(xiàn)有技術(shù)中的彩色顯像管玻屏成型用凸模的一般結(jié)構(gòu)主視圖圖6為利用激光熔覆修復(fù)屏凸模內(nèi)腔的原理示意圖。
具體實(shí)施方式
為進(jìn)一步理解本發(fā)明，給出具體實(shí)施方式
，實(shí)施例中給出的數(shù)據(jù)僅為解釋本發(fā)明 所用，并非限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本實(shí)用新型主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做 等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型所述的X、Y、Z方向?yàn)橥ǔ５牧Ⅲw坐標(biāo)系。本實(shí)用新型是一種彩色顯像管玻屏制造用凸模熔覆修復(fù)裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1、圖2 所示，數(shù)控機(jī)床3上設(shè)有激光器1，所述機(jī)床3的機(jī)身上裝有導(dǎo)光系統(tǒng)4、X向平移導(dǎo)軌301、 置放在X向平移導(dǎo)軌301上的且與其垂直放置的Y向平移導(dǎo)軌302以及置放在Y向平移導(dǎo) 軌302上的工作平臺(tái)303，導(dǎo)光系統(tǒng)4出射光路上安裝有激光加工頭5，工作平臺(tái)303上安 裝有待修復(fù)的屏凸模6，其中，激光器1為高功率激光器，導(dǎo)光系統(tǒng)4的輸入端聯(lián)接所述激光 器1的輸出端，激光加工頭5的輸入端聯(lián)接所述導(dǎo)光系統(tǒng)4的輸出端，所述激光加工頭5的 光軸與待修復(fù)的屏凸模6的內(nèi)腔表面垂直，待修復(fù)的屏凸模6以其內(nèi)腔表面垂直面向于激 光加工頭5光軸的方向安裝在工作平臺(tái)303上。上述的激光器1可采用二氧化碳C02激光器，其輸出功率從1000 6000瓦連續(xù)可 調(diào)，激光輸出波長(zhǎng)為10. 6 u m,也可以根據(jù)實(shí)際需要選擇其它種類的激光器，例如Nd: YAG激 光器。由激光器1輸出的激光束經(jīng)如圖2所示導(dǎo)光系統(tǒng)4中反射鏡401反射后，光路改變90°，從上述導(dǎo)光系統(tǒng)4中出射的激光束進(jìn)入激光加工頭5，再由其聚焦后對(duì)所述待加工的 屏凸模6的內(nèi)腔進(jìn)行熔覆加工，上述熔覆加工過(guò)程中，激光離焦量的大小可由數(shù)控機(jī)床3對(duì) 所述激光加工頭5在Z向進(jìn)行精密調(diào)節(jié)與控制。待修復(fù)的屏凸模6以其內(nèi)腔表面垂直面向于激光加工頭5光軸的方向安裝在工作 平臺(tái)303上，所述待修復(fù)的屏凸模6可由工作平臺(tái)303帶動(dòng)其在X向與Y向作二維運(yùn)動(dòng)，其 運(yùn)動(dòng)速度由數(shù)控機(jī)床3控制。數(shù)控機(jī)床3可采用現(xiàn)有的機(jī)床設(shè)備，例如XL9數(shù)控機(jī)床。所述的激光加工頭可采用透射方式聚焦或采用拋物面反射方式聚焦?，F(xiàn)舉例如 下透射方式聚焦如圖3所示，激光加工頭5內(nèi)設(shè)有位于導(dǎo)光系統(tǒng)4出射光路上的聚 焦透鏡501。從導(dǎo)光系統(tǒng)4出射的激光束入射到聚焦透鏡501，并由其聚焦后對(duì)所述待修復(fù) 的屏凸模內(nèi)腔進(jìn)行熔覆加工。熔覆過(guò)程中，激光離焦量的大小可由數(shù)控機(jī)床3對(duì)激光加工 頭5在Z向進(jìn)行精確調(diào)節(jié)與控制。拋物面反射方式聚焦如圖4所示，激光加工頭5內(nèi)設(shè)有位于導(dǎo)光系統(tǒng)4出射光 路上的反射鏡502以及拋物面反射式聚焦鏡503。從導(dǎo)光系統(tǒng)4出射的激光束經(jīng)過(guò)反射鏡 502后，光路改變90°，然后入射到拋物面反射式聚焦鏡503，并由其聚焦后對(duì)所述待加工 的屏凸模內(nèi)腔進(jìn)行熔覆加工。熔覆過(guò)程中，激光離焦量的大小可由數(shù)控機(jī)床3對(duì)激光加工 頭5在Z向進(jìn)行精確調(diào)節(jié)與控制?，F(xiàn)有技術(shù)中，彩色顯像管玻屏成型用凸模的一般結(jié)構(gòu)如圖5所示它包括凸模本 體和凸模內(nèi)腔。在屏凸模6的內(nèi)腔中沿凸模的周邊開有冷卻溝槽601，在所述屏凸模6的由 冷卻溝槽601所限定的四個(gè)角部的外側(cè)、以及沿所述冷卻溝槽601的長(zhǎng)短邊分別開有冷卻 斜孔602和冷卻孔603，且所述冷卻孔603呈對(duì)稱型設(shè)置。本實(shí)用新型所提出的利用激光熔覆對(duì)屏凸模內(nèi)腔進(jìn)行修復(fù)的基本原理，如圖6所 示屏凸模內(nèi)腔在激光熔覆前，要進(jìn)行預(yù)處理。首先用與所述屏凸模6相同的材料將冷卻斜 孔602和冷卻孔603堵住，再將鎳粉用涂刷、噴涂等方法預(yù)置在所述待修復(fù)的屏凸模6的內(nèi) 腔表面(包括冷卻溝槽601表面)，由激光器1輸出的激光束2進(jìn)入導(dǎo)光系統(tǒng)4，經(jīng)全反鏡 401反射后，光路改變90°，沿垂直于待修復(fù)的屏凸模內(nèi)腔表面方向射入激光加工頭5，并 經(jīng)其聚焦后對(duì)所述屏凸模6的內(nèi)腔表面進(jìn)行熔覆加工，工作時(shí)激光離焦量的大小，工作平 臺(tái)303的X向與Y向平移速度都由數(shù)控機(jī)床3通過(guò)設(shè)定的參數(shù)集中進(jìn)行運(yùn)算控制。實(shí)施例采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，選擇壁厚經(jīng)磨損變薄而無(wú)法滿足壓制玻屏要求的彩 色顯像管玻屏成型用凸模為實(shí)施對(duì)象，對(duì)其內(nèi)腔表面進(jìn)行了激光熔覆實(shí)驗(yàn)。首先用與所述 屏凸模6相同的材料將冷卻斜孔602和冷卻孔603堵住，再將鎳粉用涂刷、噴涂等方法預(yù)置 在待修復(fù)的屏凸模內(nèi)腔表面，采用大功率橫流C02激光器，調(diào)整其輸出功率為2000瓦，通過(guò) 數(shù)控機(jī)床精確調(diào)節(jié)與控制激光離焦量的大小，以確保熔覆過(guò)程中待加工的屏凸模內(nèi)腔表面 光斑直徑保持為D = 3mm,并通過(guò)數(shù)控機(jī)床控制工作平臺(tái)的平移速度為600mm/min。實(shí)驗(yàn)過(guò) 程中，采用多道往復(fù)掃描方式進(jìn)行熔覆，且多道搭接處理的搭接率為50%。當(dāng)對(duì)所述屏凸 模內(nèi)腔表面完成一次激光熔覆后，可獲得界面熔合完整、熔覆質(zhì)量好的熔覆層，其厚度可達(dá) 1mm，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程，當(dāng)對(duì)所述屏凸模內(nèi)腔表面完成五次激光熔覆后，其熔覆層厚度可 達(dá) ，且界面熔合完整、熔覆質(zhì)量好。[0028] 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，本實(shí)用新型滿足了前述的目的，通過(guò)對(duì)壁厚經(jīng)磨損變薄而無(wú) 法滿足壓制玻屏要求的凸模內(nèi)腔進(jìn)行激光熔覆修復(fù)，進(jìn)而保證了凸模在進(jìn)行玻屏壓制時(shí)的 壁厚要求，進(jìn)一步延長(zhǎng)了凸模的使用壽命。
權(quán)利要求一種彩色顯像管玻屏制造用凸模熔覆修復(fù)裝置，包括激光器(1)和數(shù)控機(jī)床(3)，所述機(jī)床的床身上裝有導(dǎo)光系統(tǒng)(4)、X向平移導(dǎo)軌(301)、在X向平移導(dǎo)軌(301)上的且與其垂直設(shè)置的Y向平移導(dǎo)軌(302)以及設(shè)置在Y向平移導(dǎo)軌(302)上的工作平臺(tái)(303)，導(dǎo)光系統(tǒng)(4)出射光路上安裝有激光加工頭(5)，待修復(fù)的屏凸模(6)安裝在工作平臺(tái)(303)上，其特征在于導(dǎo)光系統(tǒng)(4)的輸入端聯(lián)接激光器(1)的輸出，激光加工頭(5)的輸入端聯(lián)接導(dǎo)光系統(tǒng)(4)的輸出端，激光加工頭(5)的光軸與待修復(fù)的屏凸模(6)的內(nèi)腔表面垂直，待修復(fù)的屏凸模(6)以其內(nèi)腔表面垂直面向于激光加工頭(5)光軸的方向安裝在工作平臺(tái)(303)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色顯像管玻屏制造用凸模熔覆修復(fù)裝置，其特征在于所 述激光器(1)為大功率激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色顯像管玻屏制造用凸模熔覆修復(fù)裝置，其特征在于數(shù) 控機(jī)床(3)中設(shè)置有調(diào)節(jié)與控制激光加工頭(5)在Z向上激光離焦量的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色顯像管玻屏制造用凸模熔覆修復(fù)裝置，其特征在于所 述激光加工頭(5)內(nèi)設(shè)有位于導(dǎo)光系統(tǒng)(4)出射光路上的聚焦透鏡(501)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色顯像管玻屏制造用凸模熔覆修復(fù)裝置，其特征在于所 述激光加工頭(5)內(nèi)設(shè)有位于導(dǎo)光系統(tǒng)(4)出射光路上的反射鏡(502)以及拋物面反射式 聚焦鏡(503)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種彩色顯像管玻屏成型用凸模熔覆修復(fù)裝置，該裝置設(shè)有激光器(1)和數(shù)控機(jī)床(3)，所述機(jī)床的床身上裝有導(dǎo)光系統(tǒng)(4)、X向平移導(dǎo)軌(301)、置放在X向平移導(dǎo)軌(301)上的且與其呈垂直設(shè)置的Y向平移導(dǎo)軌(302)以及設(shè)置在Y向平移導(dǎo)軌(302)上的工作平臺(tái)(303)，導(dǎo)光系統(tǒng)(4)出射光路上安裝有激光加工頭(5)，工作平臺(tái)(303)上安裝有待修復(fù)的屏凸模(6)，從激光頭射出的能量按照控制參數(shù)完成對(duì)凸模的熔覆修復(fù)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、工作穩(wěn)定，并且加工效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好。
文檔編號(hào)C23C24/10GK201762444SQ20102026150
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月12日
發(fā)明者杜建偉 申請(qǐng)人:安陽(yáng)市睿愚運(yùn)銷有限責(zé)任公司