含前置噴淋導水結構的激光切割機制造技術

本實用新型專利技術涉及一種含前置噴淋導水結構的激光切割機，主要解決現有技術中激光切割機加工微小管徑管材的過程中，產生的熱量對零件造成熱損傷，碎屑不易清除的問題，本實用新型專利技術通過采用一種激光切割機，包括同軸式噴嘴和前置導水系統，前置導水系統的電機（1）通過聯軸器（2）、襯套（3）和導水管（4）相連，襯套（3）一端位于聯軸器（2）內，另一端和導水管（4）密封連接，導水管（4）靠近襯套（3）一端具有進水口（6），進水口（6）和自動供水系統（5）密封軸承（7）連接，導水管（4）的外徑小于待加工管材（8）的內徑，導水管（4）遠離襯套（3）端插入待加工管材的內部的技術方案，較好地解決了該問題，可用于激光濕切割加工的工業生產中。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種含前置噴淋導水結構的激光濕切割機。
技術介紹
激光切割技術由于具有減少加工時間，降低加工成本，提高工件質量的優點，被廣泛應用于金屬和非金屬材料的加工中，而激光切割加工也漸漸有取代傳統刀具的趨勢。激光微加工由于加工效率高、切割殘渣少、非接觸加工、易實現加工過程的自動化等特點，因而成為薄壁管材加工的主要方法。薄壁管材的激光切割是由相互重疊的激光脈沖點在管材上沿切割線移動，同時輸入高壓氧輔助熔化切割。激光聚焦點處材料熔融氣化，熔渣被氣體吹出，在金屬管壁上形成切割軌跡。熔融氣體和熔渣起初向外發射，但是最 后，大部分的蒸汽都變成了碎屑，散布在燒蝕圖樣表面四周和刻槽內。碎屑的形成破壞了零件的外觀和性能。它也降低了燒蝕效率，由于前一次留下來的碎屑可能擋住下一次掃描時激光光束傳播的路徑。在激光切割大管徑的管材時，小區域過熱帶來的影響不大。但是，很多應用中需要切割微小管徑的管材，(管徑一般小于5mm)在激光加工過程中會快速產生熱量，零件的熱擴散會產生熱損傷，無論是熱影響區、融化區域、重鑄，還是渣滓，都改變了微結構。零件熱影響區域危害了零件的完整性，進而明顯降低了加工產量。一般激光微加工工藝有干切和濕切兩種工藝，干切工藝是將輔助氣體吹在激光與材質作用區域，用于去除切口的碎渣并冷卻激光作用區。濕切通常在小零件切割中有優勢，因為小的金屬零件在切割過程中會快速產生熱量，濕切在保持熱影響區溫度最小方面具有重要作用，尤其是因為特擴散導致的溫度增加，濕切能幫助維持工件中最佳的熱管理。同時由于熔化及凝結后的材料仍殘留在切口及切割表面。為了消除它們，有限氣壓的輔助氣流通常在激光束附近被生成。但是，這一氣流并不十分有效，因為僅有一小部分的氣體穿透進入切口。除了切口附近的碎屑，還有熔化顆粒以及蒸發材料在表面的沉積。而引入高壓水到切割點，在工件表面會產生一層很薄的水膜。落在薄膜上的顆粒很快冷卻并無法粘結在工件的表面。導水方式的具體實現相比于干切工藝，濕切工藝多了導水環節，需要向切表I]點位直導入冷卻水。CN202006338U公開一種高功率激光切割機和導光系統領域，尤其是水冷激光切割頭，其包括水冷聚焦鏡內筒、水冷聚焦鏡外套，水冷聚焦鏡內筒、水冷聚焦鏡外套之間通有冷卻水，聚集鏡及其保護片安裝在水冷聚焦鏡內筒中，所述水冷聚焦鏡內筒的激光輸出端安裝有縱向截面呈兩端小、中間大的雙錐形吹氣套，在吹氣套的上錐部外側表面上設置有進氣接頭。CN1827282公開了一種用于CO2數控激光切割機的數控激光切割頭及其制造方法。數控激光切割頭包括水冷組件，所述水冷組件的上、下部分均是整體式環形冷卻水道結構，其環形冷卻水槽是一次性機械加工成型的；采用以上技術使數控激光切割頭在使用時氣壓與光能量的損耗小、聚焦效果好、密封性好、被切割的板材厚度更大、板材利用率高，并具有聞強度、聞耐壓性和聞導熱性。現有技術中的激光切割機導水系統供水不穩定，結構不緊湊，整個設備占據空間大，也不利于設備成本的控制，現有技術也沒報道自動控制、供水穩定的自動供水系統。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是激光加工微小管徑管材的過程中，產生的熱量對零件造成熱損傷，碎屑不易清除的問題，提供一種激光切割機，采用該激光切割機具有對零件造成的熱損傷小，同時切割過程中產生的碎屑易清除的優點。為解決上述技術問題，本技術采用的技術方案如下一種含前置噴淋導水結構的激光濕切割機，包括同軸式噴嘴9、夾具10、密封堵頭11和前置噴淋導水機構，前置噴淋導水機構含有自動供水系統；所述的前置噴淋導水機構，包括電機I、聯軸器2、襯套3、導水管4、自動供水系統5和進水口 6，電機I通過聯軸器2、襯套3和導水管4相連，襯套3 —端位于聯軸器2內，另一端和導水管4密封連接，導水管4靠近襯套3 —端具有進水口 6，進 水口 6和自動供水系統5的密封軸承7連接，導水管4的外徑小于待加工管材8的內徑，導水管4遠離襯套3端深入待加工管材的內部。上述技術方案中，優選的技術方案導水管上有長槽形的噴水口，高壓水進入導水管后從噴水口噴出。在待加工管材切割過程中，導水管4在電機I的帶動下做與待加工管材8反方向的旋轉。自動供水系統5包括水箱、液位傳感器、進水口、電磁閥、出水口、離心泵、水管和液位線；液位傳感器位于水箱內的中上部液位線位置，進水口的一端連接在水箱上部，另一端通過電磁閥和水源相連；水管的一端位于水箱的底部或側面，并位于液位線以下；水管的另一端和離心泵相連，出水口的一端位于離心泵上，另一端和激光切割機的導水管相連。上述技術方案中，優選的技術方案水箱由透明材質制成；優選的技術方案液位傳感器、電磁閥、離心泵由可編程控制器(PLC)控制。同軸式噴嘴，包括三部分上部分為與激光發生器連接的連接模塊I，中部為過渡模塊II，下部為噴嘴模塊III，上連接座I內部上設有聚焦鏡10，連接模塊I上設有上連接座1，上連接座I上端有外螺紋與激光發生器連接，下端的螺紋與過濾連接套4連接，并在接合處安裝硅膠墊2和滾花調節螺釘3 ;過渡模塊II上設有過渡連接套4，過渡連接套4上設有輔助氣體入口 5 ;噴嘴模塊III由噴嘴內芯9和噴嘴外芯7組成，在噴嘴內芯9和噴嘴外芯7上有螺紋，二者通過螺紋配合連接，并在連接處通過O形密封圈6密封；高壓水入口 8設置于噴嘴外芯7的側壁上，開口方向與噴嘴方向垂直。上述同軸式噴嘴技術方案中，優選的技術方案為輔助氣體入口 5用于向切割區噴射輔助氣體，通入的輔助氣體與激光束同軸。優選的技術方案為從激光發生器出射的激光通過安裝在上連接座I上的聚焦鏡10聚焦后，發射到噴嘴內芯9上，冷卻水通過噴嘴外芯7上的聞壓水入口 8,進入嗔嘴外芯的通道內。優選的技術方案為嗔嘴內芯9和嗔嘴外芯7采用紫銅材料制作。優選的技術方案為噴嘴內芯9比噴嘴外芯7長。優選的技術方案為在噴嘴內芯9上有外螺紋，噴嘴外芯7上有內螺紋，二者通過螺紋配合連接。優選的技術方案為高壓水為進行脫氣處理的純凈水或二次過濾后的純凈水。上述技術方案中，優選的技術方案同軸水射流裝置還包括工作臺面放置待加工管材14,待加工管材14位于噴嘴11下方。優選的技術方案激光發生器6為光纖激光發生器。優選的技術方案噴嘴11呈圓環形，水射流12呈柱狀。聚焦鏡調焦微分頭8用于水平或垂直調節聚焦鏡7。本技術提出的同軸式的激光噴嘴中上連接座上端攻有外螺紋與激光發生器連接，下端的螺紋與過濾連接套連接，在連接的接合處安裝硅膠墊，起緩沖和微調作用。滾花調節螺釘用于手動調節噴嘴模塊與激光發生器的同軸度。在輔助氣體入口通入高壓輔助氣體，從激光發生器出射的激光通過安裝在上連接座上的聚焦鏡聚焦后，發射到噴嘴內芯。因此噴嘴內芯為高壓輔助氣體和激光束的共同通道。冷卻水通過噴嘴外芯上的高壓水入口，進入噴嘴外芯的通道內。在噴嘴內芯和外芯的連接處通過O形密封圈密封，防止水流進入噴嘴內芯。高壓水入口設置于噴嘴外芯的側壁上，通孔的方向與噴嘴芯垂直。控制水流壓力使工作水射流不會在水容積中變成渦流。輔助氣體入口用于向切割區噴射輔助氣體，通入的輔助氣體與激光束同軸。若氣流與光束不同軸時，則在切割時易產生大量飛濺。因為紫銅具有優良的導電性、導熱性、延展性和耐蝕性，因此噴嘴內外芯采用紫銅材料制作。噴嘴內芯孔壁光滑，可本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含前置噴淋導水結構的激光切割機，包括同軸式噴嘴（9）、夾具（10）、密封堵頭（11）和前置噴淋導水機構，其特征在于，前置噴淋導水機構含有自動供水系統，所述的前置噴淋導水機構，包括電機（1）、聯軸器（2）、襯套（3）、導水管（4）、自動供水系統（5）和進水口（6），電機（1）通過聯軸器（2）、襯套（3）和導水管（4）相連，襯套（3）一端位于聯軸器（2）內，另一端和導水管（4）密封連接，導水管（4）靠近襯套（3）一端具有進水口（6），進水口（6）通過密封軸承（7）和自動供水系統（5）連接，導水管（4）的外徑小于待加工管材（8）的內徑，導水管（4）遠離襯套（3）端插入待加工管材的內部。

【技術特征摘要】
1.一種含前置噴淋導水結構的激光切割機，包括同軸式噴嘴(9)、夾具(10)、密封堵頭(11)和前置噴淋導水機構，其特征在于，前置噴淋導水機構含有自動供水系統，所述的前置噴淋導水機構，包括電機(I)、聯軸器(2)、襯套(3)、導水管(4)、自動供水系統(5)和進水口(6)，電機(I)通過聯軸器(2)、襯套(3)和導水管(4)相連，襯套(3) —端位于聯軸器(2)內，另一端和導水管(4)密封連接，導水管(4)靠近襯套(3) —端具有進水口(6)，進水口(6)通過密封軸承(7)和自動供水系統(5)連接，導水管(4)的外徑小于待加工管材(8)的內徑，導水管(4)遠離襯套(3)端插入待加工管材的內部。2.根據權利要求I所述的含前置噴淋導水結構的激光切割機，其特征在于導水管(4)上有長槽形的噴水口，聞壓水進入導水管后從噴水口噴出。3.根據權利要求I所述的含前置噴淋導水結構的激光切割機，其特征在于在待加工管材切割過程中，導水管(4)在電機(I)的帶動下做與待加工管材(8)反方向的旋轉。4.根據權利要求I所述的含前置噴淋導水結構的激光切割機，其特征在于自動供水系統包括水箱、液位傳感器、進水口、電磁閥、出水口、離心泵、水管和液位線；液位傳感器位于水箱內的中上部液位線位置，進水口的一端連接在水箱上部，另一端通過電磁閥和水源相連；水管的一端位于水箱的底部或側面，并位于液位線以下；水管的另一端和離心泵相連，出水口的一端位于離心泵上，另一端和激光切割機前置噴淋導水機構的導水管相連，液位傳感器、電磁閥、離心泵由可編程控制器控制。5.根據權利要求I所述的含前置噴淋導水結構的激光切割機，其特征在于所述的同...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏志凌，寧軍，夏發平，馬秀云，
申請(專利權)人：昆山思拓機器有限公司，
類型：實用新型
國別省市：