用于薄壁管材激光湿加工的防水密封设计方法技术

本发明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设计方法。该方法包括：将旋转轴设计为中空结构以允许拉杆通过，并对旋转轴的内部进行密封；将拉杆设计为中空的薄壁无缝管，且使拉杆内径大于管材外径以容纳待加工管材；将导水管设计为外径比管材内径小的无缝管，以将具有一定压力的冷却水导入到待加工管材内部；以及使用密封堵头对管材末端进行密封以防止水流从管材溢出,其中加工过程是在接料装置的密封腔内进行的，使得加工时产生的水雾被局限于接料装置的密封腔内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光微加工
，具体涉及在激光湿加工过程中的防水密封方法。
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，本领域亟需一种对激光湿切设备的防水密封结构进行细节设计的方法。
技术实现思路
本专利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，本专利技术提出了一种用于激光湿切加工过程的防水密封方法。该方法包括:将旋转轴设计为中空结构以允许拉杆通过，并对旋转轴的内部进行密封；将拉杆设计为中空的薄壁无缝管，且使拉杆内径大于管材外径以容纳待加工管材；将导水管设计为外径比管材内径小的无缝管，以将具有一定压力的冷却水导入到待加工管材内部；以及使用密封堵头对管材末端进行密封以防止水流从管材溢出，其中加工过程是在接料装置的密封腔内进行的，使得加工时产生的水雾被局限于接料装置的密封腔内。实际使用证明，本专利技术提出的这种结构设计方法密封效果好，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1是根据本专利技术一个实施例的湿切加工示意图。图2是根据本专利技术一个实施例设计的旋转轴夹头部分的剖视图；以及 附图标记:1.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例方式以下将讨论本专利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专利技术保护范围的限制，本专利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。在本专利技术的一个实施例中，可以采用后置导水方式。如图1所示，本专利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，将旋转轴设计成内部中空的结构，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，将穿过中空旋转轴的管材整个地密封在拉杆中，如图2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。如图2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。在本专利技术的一个示例中，将圆端盖、端内盖、端卡圈与夹头设计成迷宫式密封形式，并将上述部件的各个连接处采用橡胶O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。在本专利技术的一个示例中，可采用外壳防水结构。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，还可以弓丨入安全报警装置。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，可以立刻发出警报，从而停止工作。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方法，包括：将旋转轴设计为中空结构以允许拉杆通过，并对旋转轴的内部进行密封；将拉杆设计为中空的薄壁无缝管，且使拉杆内径大于管材外径以容纳待加工管材；将导水管设计为外径比管材内径小的无缝管，以将具有一定压力的冷却水导入到待加工管材内部；以及使用密封堵头对管材末端进行密封以防止水流从管材溢出,其中加工过程是在接料装置的密封腔内进行的，使得加工时产生的水雾被局限于接料装置的密封腔内。

【技术特征摘要】
1.一种用于激光湿切加工过程的防水密封方法，包括: 将旋转轴设计为中空结构以允许拉杆通过，并对旋转轴的内部进行密封； 将拉杆设计为中空的薄壁无缝管，且使拉杆内径大于管材外径以容纳待加工管材； 将导水管设计为外径比管材内径小的无缝管，以将具有一定压力的冷却水导入到待加工管材内部；以及 使用密封堵头对管材末端进行密封以防止水流从管...

【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：发明
国别省市：