用于薄壁管材激光湿加工的防水密封结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于薄壁管材激光湿加工的防水密封结构。该防水密封结构包括：具有中空结构且内部密封的旋转轴，所述中空结构允许拉杆从中通过以实现管材输送和进行湿切割作业；由中空的薄壁无缝管形成的拉杆，拉杆的内径大于管材外径以容纳待加工的管材；用于将冷却水导入到待加工管材内部的导水管，导水管是外径比管材内径小的无缝管,且管材的末端由密封堵头密封以防止水流溢出；以及夹头部件，用于与拉杆协作实现管材的夹紧和松开，其中所述夹头部件采用迷宫式密封形式且其各部分的连接处用橡胶O型圈密封。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光微加工
，具体涉及用于激光湿加工过程的防水密封结构。
技术介绍
激光微加工由于加工效率高、切割残渣少、非接触加工、易实现加工过程的自动化等优点，成为薄壁管材加工的主要方法。由于激光加工过程中小金属零件在切割过程中会快速产生热量，而湿切加工在保持热影响区温度最小方面具有重要作用，因此在微小尺寸零件的加工中具有优势。在湿切加工时需要导水机构把高压冷却水导入到切割点对加工零件进行冷却，此时会有一定压力的水从管材中流出，而且随着切割过程中不断在管材上切割出许多网孔，水也会从这些网孔中向四周飞溅。这些水流容易进入旋转轴内部，进而对机器的正常工作造成不良影响。 有鉴于此，激光湿切加工工艺对机器防水密封性能提出了更高的要求，尤其要求绝对防止水雾溢出机器或者进入电控系统、光学系统等。因此，本领域亟需一种激光湿切设备的防水密封效果更好的结构。
技术实现思路
本技术旨在解决激光湿切加工过程中高压水从管材中溢出以及切割过程中水雾从切割的网孔中飞溅以致进入设备内部等问题。为解决上述技术问题，本技术提出了一种用于激光湿切加工过程的防水密封结构。该防水密封结构包括具有中空结构且内部密封的旋转轴，所述中空结构允许拉杆从中通过以实现管材输送和进行湿切割作业；由中空的薄壁无缝管形成的拉杆，拉杆的内径大于管材外径以容纳待加工的管材；用于将冷却水导入到待加工管材内部的导水管，导水管是外径比管材内径小的无缝管，且管材的末端由密封堵头密封以防止水流溢出；以及夹头部件，用于与拉杆协作实现管材的夹紧和松开，其中所述夹头部件采用迷宫式密封形式且其各部分的连接处用橡胶0型圈密封。本技术提出的这种结构密封效果好，不会有高压水流从管材溢出或者在切割过程中飞溅到切割区域以致影响电控系统、光学系统等的正常工作。附图说明图I根据本技术一个实施例的湿切加工示意图。图2根据本技术一个实施例的旋转轴夹头部分剖视图；以及附图标记I.直线轴，2.旋转轴，3.待加工管材，4.管材夹具，5.激光头，6.激光头喷嘴，7.接料模块，7-1.接料模块的挡水圈，7-2.接料模块的密封腔，7-3.接料模块污水回收管，8.供水模块，9.导水管，10.密封堵头，11真空吸尘模块2-1.连接柱，2-2.圆端盖，2-3.端内盖，2-4.销轴，2-5.端卡圈，2-6.夹头，2-7.活塞柱，2-8.弹簧，2-9.夹头安装环，2-10.旋转轴外壁，2-11.拉杆，3.待加工管材具体实施方式以下将讨论本技术的各个较佳实施例。但本领域技术人员应当理解，此处的详细说明并不作为对本技术保护范围的限制，本技术还可通过以下各实施例的变型或其它等同方式得以实现。在激光湿切加工过程中，可以利用后置导水、前置导水、与激光束同轴导水、与激光束不同轴导水等多种导水方式。在本技术的一个实施例中，可以采用后置导水方式。如图I所示，本技术中的导水管为一个外径比待加工管材内径小的无缝管，导水管与供水模块连接，以将具有一定压力的冷却水导入到待加工管材内部，为防止水流从管材溢出，在管材末端用密封堵头进行密封。整个管材连同导水管是从中空的旋转轴内部穿过的。因此需对旋转轴的内部进行密封，以防止导水管断裂或者导水管与管材尾部连接处有水渗漏，水流进入电机影响电机的正常工作或者烧坏电机。更具体地，旋转轴是内部中空的结构，以便能使拉杆从中间通过，同时中空的旋转轴还能够实现管材输送功能和湿切割作业功能。另外，可将穿过中空的旋转轴的管材整个地密封在拉杆中，如图I所示。拉杆是一个内径大于管材外径的中空薄壁无缝管，因此即使导水管断裂、或者导水管与管材连接处有水泄露，水流也只是泄露在拉杆的密封腔中，不会散逸到旋转轴内部。在一个示例中，当湿切加工采用后置导水方式时，整根管材浸入导水管中，这时即使导水管泄露，水流也是被限制在拉杆的中空密封腔内，不会泄露到旋转轴内部影响电机的正常工作。在本技术的一个实施例中，管材的夹紧和松开是通过拉杆与夹头部件协作并藉由气缸原理来实现的。当左气腔充气时，高压气体会推着拉杆朝右运动，从而带动拉杆将夹头朝右端拉紧，直到夹头的外圆锥面与旋转轴左端的端卡圈的内圆锥面贴死为止，由于所配的夹头为弹性夹头，该夹头被端卡圈的内圆锥面卡死，同时承受朝右的拉力，导致弹性夹头收紧，将管材抱住，保持该状态，管材将一直被夹头抱紧。需要松开管材时，给右气腔充气，左气腔放气，高压气体推动活塞柱朝左侧运动，从而带动拉杆朝左侧运动，进而使得弹性夹头的外圆锥面与端卡圈的内圆锥面相脱离，保持松开状态，此时弹性夹头依靠自身的弹性回复力保持松开状态，管材将被松开。为了保证气密性各个部分之间采用0形密封圈密封。如图I所示，用深色在夹头部分示出水可能进入的危险区域，即圆端盖与端内盖、端内盖与端卡圈、以及端卡圈与夹头之间的连接部位。在本技术的一个实施例中，圆端盖、端内盖、端卡圈与夹头形成迷宫式密封形式。如图所示，圆端盖与端内盖、端内盖与端卡圈、以及端卡圈与夹头之间互相嵌套。另外，还可将上述部件的各个连接处采用橡胶0形圈密封。如此，可防止水从这些危险区域进入到旋转轴内部。无论是前置导水还是与激光束同轴或者不同轴导水方式，在加工时旋转轴2上的夹头2-6夹持待加工管材3高速旋转，同时管材夹具4实现对管材的支撑。即夹头2-6和管材夹具4对待加工管材3实现两端夹持，一端切IllJ。激光头能够上下移动，在激光加工过程中激光头下移，使得激光头喷嘴下陷到接料模块的挡水圈中，挡水圈能够防止加工过程中产生的熔融金属残渣等飞溅出来，加工过程是在接料模块的密封腔内进行的。接料模块与真空吸附模块连接，加工金属管材时产生的金属残渣和加工非金属管材时产生的烟尘等由真空吸尘模块及时吸除，湿切加工时，产生的水雾冷却后通过接料模块的污水回收管回收进行过滤净化后排出或者循环再利用。因此，在整个加工过程中产生的水雾、气体等被局限于接料模块的密封腔内，不会扩展到整个加工区域中去，以致影响电控系统、光学系统等的正常工作。在本技术的一个示例中，外壳采用了防水结构。例如，旋转轴的外壳可采用防水材料密封，并引入IP65的防水等级。此时，即便有水雾 飞溅到加工区域也不会从外壳进入旋转轴内部。此外，还可以引入安全报警装置。在一个示例中，可将传感器安装在拉杆的密封腔内。一旦导水管断裂有水流泄露的可能性或者导水管与管材尾部连接处有水渗漏，传感器可以立刻发出警报，从而使机器停止工作。实际使用证明，本技术提出的这种结构密封效果好，不会有高压水流从管材溢出或者在切割过程中飞溅到切割区域以致影响电控系统、光学系统等的正常工作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于激光湿切加工过程的防水密封结构，包括：具有中空结构且内部密封的旋转轴，所述中空结构允许拉杆从中通过以实现管材输送和进行湿切割作业；由中空的薄壁无缝管形成的拉杆，拉杆的内径大于管材外径以容纳待加工的管材；用于将冷却水导入到待加工管材内部的导水管，导水管是外径比管材内径小的无缝管,且管材的末端由密封堵头密封以防止水流溢出；以及夹头部件，用于与拉杆协作实现管材的夹紧和松开，其中所述夹头部件采用迷宫式密封形式且其各部分的连接处用橡胶O型圈密封。

【技术特征摘要】
1.一种用于激光湿切加工过程的防水密封结构，包括 具有中空结构且内部密封的旋转轴，所述中空结构允许拉杆从中通过以实现管材输送和进行湿切割作业； 由中空的薄壁无缝管形成的拉杆，拉杆的内径大于管材外径以容纳待加工的管材；用于将冷却水导入到待加工管材内部的导水管，导水管是外径比管材内径小的无缝管，且管材的末端由密封堵头密封以防止水流溢出；以及 夹头部件，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏志凌，宁军，夏发平，马秀云，
申请(专利权)人：昆山思拓机器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：