一种水导激光加工系统的喷嘴防溅装置制造方法及图纸

技术编号:13962198 阅读:797 留言:0更新日期:2016-11-04 14:18
本发明专利技术为一种水导激光加工系统的喷嘴防溅装置,工作缸顶部为激光聚光透镜,底部装喷嘴,其中部密封隔离石英窗下方多支入水管注水,经喷嘴孔形成引导激光束的水束。工作缸下方固连中空的中间壳体,定子固定于中间壳体下部,转子可转动地安装于定子外侧,挡盘固定于转子下方,挡盘大于中间壳体底部开口,挡盘中心孔径大于工作缸底部通孔径。定子、转子、挡盘中心孔、中间壳体与喷嘴孔的中心线重合。使用时,转子带动挡盘高速旋转,挡盘阻挡加工时溅射的水,挡盘上的水珠被甩下,不会积聚影响出射水束,防止拉偏水束烧蚀喷嘴,利于提高加工精度,改进水导激光加工质量,也延长了水导激光装置的工作寿命。本装置方便在现有水导激光设备上加装。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水导激光加工技术,具体为一种水导激光加工系统的喷嘴防溅装置
技术介绍
水导激光的原理如下,激光束聚焦到喷嘴,光束与喷嘴产生的水束共轴,光束在稳定的水束中进行多次全反射,之后光能在水束中能量均匀分布,激光随细小的水束深入切缝内部。当稳定的激光水束冲击到工件上时,激光加热熔化准备切割的工件的局部材料,水束剥离熔化的材料并冷却工件。目前水导激光已获得较高的切削质量和较大的切深。水导激光加工时必须采用水流引导激光,水流的特点是受冲击就易分散。加工过程中当水流冲击到工件表面,高速水流必会产生溅射,向上飞溅的水珠造成引导激光的水束不稳定。当四溅的水珠落在喷嘴附近,水珠会移动聚集到喷嘴出口处,因液体之间的相容特性,水珠会把水束拉偏易在短时间内烧毁喷嘴,并且激光偏离预定加工点,影响加工精度,水导激光喷嘴造价高昂且易烧毁限制了其工业应用范围。因此水导激光需要解决水束的溅射问题。已有水导激光防溅装置采用加热机构,将飞溅的水滴汽化,避免溅射的水珠聚集干扰水束。加热方式不仅结构复杂,而且加热对水束产生影响,且加热无法将所有的飞溅的水滴汽化,故此方法效果不佳。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种水导激光加工系统的喷嘴防溅装置,在工作缸下方经连接壳体固接可旋转的挡盘,挡盘处于工件上方,水束通过挡盘的中心孔到达工件表面,水束冲击工件后向上溅射的水珠被挡盘阻挡,离心力将落在旋转挡盘上的水珠甩出,在水束附近不会有水珠,水束不再受影响。本专利技术设计的一种水导激光加工系统的喷嘴防溅装置,工作缸顶部为激光聚光透镜,底部中心有通孔,喷嘴嵌装于工作缸底部通孔,工作缸底部通孔直径为喷嘴孔直径的50~100倍。工作缸内腔中部固定石英窗,石英窗将工作缸内腔分为相互密封隔离的上、下两部分。工作缸内腔下部有多支入水管,入水汇聚于喷嘴孔的上口,激光束聚焦于喷嘴孔的上口,从喷嘴孔流下的水束引导激光射向喷嘴下方。本专利技术在工作缸下方固定连接中间壳体,中间壳体为中空的壳体,中间壳体底部开口直径为工作缸底部通孔直径的15~30倍;定子固定于中间壳体下部,转子可转动地安装于定子的外侧,挡盘固定于转子下方,挡盘的直径为中间壳体底部开口直径的1.0~1.5倍,挡盘中心孔直径为工作缸底部通孔直径的1.1~1.5倍。定子与转子的中轴线、挡盘中心孔中心线、中间壳体中空部分的中心线、工作缸底部通孔中心线与喷嘴孔的中心线重合,为同一铅垂线,水束引导激光穿过中间壳体和挡盘中心孔到达工件表面。所述挡盘的盘面为开口向下的圆锥面,中心角为125~145度。所述挡盘底面的边缘有向下的凸沿,凸沿高度为2~6毫米。飞溅到挡盘表面的水,顺圆锥面流下,有凸沿的阻挡,挡盘转动时其底面的水被向下甩落,可避免甩向四周。为排出中间壳体腔内可能的少量水,所述挡盘上表面有4~8个均布的径向泄流槽,每个泄流槽靠近挡盘边缘处有向下与挡盘底面相通的泄流孔,泄流槽的深度为挡盘盘面厚度的1/4至1/3。水落在挡盘上表面时,沿泄流槽流到泄流孔,然后向下流,以避免挡盘转动时其上表面的水被甩向四周。所述中间壳体的中空腔体为两个顶部相接的圆锥体,该中空腔体最窄处的直径为工作缸底部通孔直径的1.1~1.5倍。当有少量的水从水束溅到中间壳体的内壁,可沿锥面下流落到下方的挡盘上。所述转子的转速为2000r/min~3600r/min,以保证挡盘高速旋转产生足够的离心力,将溅射水珠甩下,避免溅射水珠对水导激光水束造成影响。所述工作缸内腔下部有均匀布置的12~36支入水管,入水沿径向射向喷嘴孔的上口,汇聚于喷嘴孔的上口。本装置使用时,先接通定子电源,转子带动挡盘高速旋转。然后开启激光水导装置,激光聚焦于喷嘴孔上口,和水束耦合,激光在水束里传导,穿过中间壳体的中空腔和挡盘的中心孔,激光和水束打到待加工工件表面进行加工。水束冲击工件表面产生的水花向上溅射,挡盘阻挡溅射的水,防止水束被拉偏,保护喷嘴免于被激光烧蚀。挡盘上的水珠在自身重力和旋转的离心力作用下,沿挡盘的倾斜锥面流至凸沿,被甩下。中间壳体内腔中的水也沿壳体内壁流下落在挡盘上表面,沿挡盘的泄流槽流出,不会积聚影响出射水束。与现有技术相比,本专利技术一种水导激光加工系统的喷嘴防溅装置的优点为:1、有效防止溅射的水珠拉偏水束激光烧蚀喷嘴,挡盘的高速旋转离心力使水珠向挡盘外缘移动,最终被甩下,被甩下之前,也是处于向外缘移动的状态,水珠不可能聚集于喷嘴下方,在水束经过的径向附近均不存在聚集的水滴,保证水束的稳定,利于提高加工精度,明显改进水导激光加工质量,也延长了水导激光装置的工作寿命;2、本装置的安装无需改变原水导激光装置的结构,方便在现有水导激光设备上加装。附图说明图1为本水导激光加工系统的喷嘴防溅装置实施例示意图;图2为图1中挡盘的俯视图;图3为图1中挡盘的纵向剖面图。图中标号为:1、挡盘,11、中心孔,12泄流槽,13、泄流孔,14,凸沿,2、转子,3、定子,4、中间壳体,5、喷嘴,6、石英窗,7、聚焦透镜,8、激光束,9、工作缸。具体实施方式下面结合附图对本水导激光喷嘴防溅装置实施例详细说明。本水导激光加工系统的喷嘴防溅装置实施例如图1所示,工作缸9顶部为激光聚光透镜7,底部中心有通孔安装喷嘴5,工作缸9底部通孔直径为喷嘴5孔直径的80倍;工作缸9内腔中部固定石英窗6,石英窗6将工作缸9内腔分为相互密封隔离的上、下两部分;工作缸9内腔下部有均匀布置的24支入水管,入水沿径向射向喷嘴孔的上口,汇聚于喷嘴孔的上口,激光束8聚焦于喷嘴孔的上口,从喷嘴孔流下的水束引导激光射向喷嘴5下方。所述工作缸9下方固定连接中间壳体4,中间壳体4为中空的壳体,中间壳体4底部开口直径为工作缸9底部通孔直径的20倍;定子3固定于中间壳体4下部,转子2可转动地安装于定子3的外侧,挡盘1固定于转子2下方,挡盘1的直径为中间壳体4底部开口直径的1.2倍,挡盘1中心孔11直径为工作缸9底部通孔直径的1.2倍;定子3与转子2的中轴线、挡盘1中心孔11中心线、中间壳体4中空部分的中心线、工作缸9底部通孔中心线与喷嘴孔的中心线重合,为同一铅垂线,水束引导激光穿过中间壳体4和挡盘1中心孔11到达工件表面。本例挡盘1的盘面为开口向下的圆锥面,中心角为135度。本例挡盘1底面的边缘有向下的凸沿14,凸沿14高度为5毫米。本例挡盘1上表面有6个均布的径向泄流本文档来自技高网...
一种水导激光加工系统的喷嘴防溅装置

【技术保护点】
一种水导激光加工系统的喷嘴防溅装置,工作缸(9)顶部为激光聚光透镜(7),底部中心有通孔安装喷嘴(5),工作缸(9)底部通孔直径为喷嘴(5)孔直径的50~100倍;工作缸(9)内腔中部固定石英窗(6),石英窗(6)将工作缸(9)内腔分为相互密封隔离的上、下两部分;工作缸(9)内腔下部有多支入水管,入水汇聚于喷嘴孔的上口,激光束(8)聚焦于喷嘴孔的上口,从喷嘴孔流下的水束引导激光射向喷嘴(5)下方;其特征在于:所述工作缸(9)下方固定连接中间壳体(4),中间壳体(4)为中空的壳体,中间壳体(4)底部开口直径为工作缸(9)底部通孔直径的15~30倍;定子(3)固定于中间壳体(4)下部,转子(2)可转动地安装于定子(3)的外侧,挡盘(1)固定于转子(2)下方,挡盘(1)的直径为中间壳体(4)底部开口直径的1.0~1.5倍,挡盘(1)中心孔(11)直径为工作缸9底部通孔直径的1.1~1.5倍;定子(3)与转子(2)的中轴线、挡盘(1)中心孔(11)中心线、中间壳体(4)中空部分的中心线、工作缸(9)底部通孔中心线与喷嘴孔的中心线重合,为同一铅垂线,水束引导激光穿过中间壳体(4)和挡盘(1)中心孔(11)到达工件表面。...

【技术特征摘要】
1.一种水导激光加工系统的喷嘴防溅装置,工作缸(9)顶部为激光聚
光透镜(7),底部中心有通孔安装喷嘴(5),工作缸(9)底部通孔直径为喷
嘴(5)孔直径的50~100倍;工作缸(9)内腔中部固定石英窗(6),石英
窗(6)将工作缸(9)内腔分为相互密封隔离的上、下两部分;工作缸(9)
内腔下部有多支入水管,入水汇聚于喷嘴孔的上口,激光束(8)聚焦于喷嘴
孔的上口,从喷嘴孔流下的水束引导激光射向喷嘴(5)下方;其特征在于:
所述工作缸(9)下方固定连接中间壳体(4),中间壳体(4)为中空的
壳体,中间壳体(4)底部开口直径为工作缸(9)底部通孔直径的15~30
倍;定子(3)固定于中间壳体(4)下部,转子(2)可转动地安装于定子(3)
的外侧,挡盘(1)固定于转子(2)下方,挡盘(1)的直径为中间壳体(4)
底部开口直径的1.0~1.5倍,挡盘(1)中心孔(11)直径为工作缸9底部
通孔直径的1.1~1.5倍;定子(3)与转子(2)的中轴线、挡盘(1)中心
孔(11)中心线、中间壳体(4)中空部分的中心线、工作缸(9)底部通孔
中心线与喷嘴孔的中心线重合,为同一铅垂线,水束引导激光穿过中间壳体
(4)和挡盘(1)中心孔(11)到达工件表面。
2.根据权利要求1所述的水导激光加工...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘清原龙芋宏唐文斌鲍家定刘鑫毛建东周嘉
申请(专利权)人:桂林电子科技大学
类型:发明
国别省市:广西;45

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