專利名稱：用于薄壁管材激光濕加工的防水密封設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光微加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及在激光濕加工過程中的防水密封方法。
背景技術(shù)：
激光微加工由于加工效率高、切割殘?jiān)佟⒎墙佑|加工、易實(shí)現(xiàn)加工過程的自動化等優(yōu)點(diǎn)，成為薄壁管材加工的主要方法。由于激光加工過程中小金屬零件在切割過程中會快速產(chǎn)生熱量，而濕切加工在保持熱影響區(qū)溫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優(yōu)勢。在濕切加工時需要導(dǎo)水機(jī)構(gòu)把高壓冷卻水導(dǎo)入到切割點(diǎn)對加工零件進(jìn)行冷卻，此時會有一定壓力的水從管材中流出，而且隨著切割過程中不斷在管材上切割許多網(wǎng)孔，水也會從這些網(wǎng)孔中向四周飛濺。這些水流容易進(jìn)入旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部，進(jìn)而對機(jī)器的正常工作造成不良影響。有鑒于此，激光濕切加工工藝對機(jī)器防水密封性能提出了更高的要求，尤其要求絕對防止水霧溢出機(jī)器或者進(jìn)入電控系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)等。因此，本領(lǐng)域亟需一種對激光濕切設(shè)備的防水密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)的方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決激光濕切加工過程中高壓水從管材中溢出以及切割過程中水霧從切割的網(wǎng)孔中飛濺以致進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部等問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種用于激光濕切加工過程的防水密封方法。該方法包括:將旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)為中空結(jié)構(gòu)以允許拉桿通過，并對旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部進(jìn)行密封；將拉桿設(shè)計(jì)為中空的薄壁無縫管，且使拉桿內(nèi)徑大于管材外徑以容納待加工管材；將導(dǎo)水管設(shè)計(jì)為外徑比管材內(nèi)徑小的無縫管，以將具有一定壓力的冷卻水導(dǎo)入到待加工管材內(nèi)部；以及使用密封堵頭對管材末端進(jìn)行密封以防止水流從管材溢出，其中加工過程是在接料裝置的密封腔內(nèi)進(jìn)行的，使得加工時產(chǎn)生的水霧被局限于接料裝置的密封腔內(nèi)。實(shí)際使用證明，本發(fā)明提出的這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法密封效果好，不會有高壓水流從管材溢出或者在切割過程中飛濺到切割區(qū)域以致影響電控系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)等的正常工作。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的濕切加工示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)軸夾頭部分的剖視圖；以及 附圖標(biāo)記:
1.直線軸，2.旋轉(zhuǎn)軸，3.待 加工管材，4.管材夾具，5.激光頭，6.激光頭噴嘴，7.接料模塊，7-1.接料模塊的擋水圈，7-2.接料模塊的密封腔，7-3.接料模塊污水回收管，8.供水模塊，9.導(dǎo)水管，10.密封堵頭，11真空吸塵模塊
2-1.連接柱，2-2.圓端蓋，2-3.端內(nèi)蓋，2-4.銷軸，2-5.端卡圈，2-6.夾頭，2-7.活塞柱，2-8.彈簧，2-9.夾頭安裝環(huán)，2-10.旋轉(zhuǎn)軸外壁，2-11.拉桿，3.待加工管材
具體實(shí)施例方式以下將討論本發(fā)明的各個較佳實(shí)施例。但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，此處的詳細(xì)說明并不作為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明還可通過以下各實(shí)施例的變型或其它等同方式得以實(shí)現(xiàn)。在激光濕切加工過程中，可以利用后置導(dǎo)水、前置導(dǎo)水、與激光束同軸導(dǎo)水、與激光束不同軸導(dǎo)水等多種導(dǎo)水方式。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，可以采用后置導(dǎo)水方式。如圖1所示，本發(fā)明中的導(dǎo)水管為一個外徑比待加工管材內(nèi)徑小的無縫管，導(dǎo)水管與供水模塊連接，以將具有一定壓力的冷卻水導(dǎo)入到待加工管材內(nèi)部，為防止水流從管材溢出，在管材末端用密封堵頭進(jìn)行密封。整個管材連同導(dǎo)水管是從中空的旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部穿過的。因此需對旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部進(jìn)行密封，以防止導(dǎo)水管斷裂或者導(dǎo)水管與管材尾部連接處有水滲漏，水流進(jìn)入電機(jī)影響電機(jī)的正常工作或者燒壞電機(jī)。更具體地，將旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)成內(nèi)部中空的結(jié)構(gòu)，以便能使拉桿從中間通過，同時中空的旋轉(zhuǎn)軸還能夠?qū)崿F(xiàn)管材輸送功能和濕切割作業(yè)功能。另外，將穿過中空旋轉(zhuǎn)軸的管材整個地密封在拉桿中，如圖2所示。拉桿是一個內(nèi)徑大于管材外徑的中空薄壁無縫管，因此即使導(dǎo)水管斷裂、或者導(dǎo)水管與管材連接處有水泄露，水流也只是泄露在拉桿的密封腔中，不會散逸到旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部。在一個示例中，當(dāng)濕切加工采用后置導(dǎo)水方式時，整根管材浸入導(dǎo)水管中，這時即使導(dǎo)水管泄露，水流也是被限制在拉桿的中空密封腔內(nèi)，不會泄露到旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部影響電機(jī)的正常工作。如圖2所示，用深色在夾頭部分示出水可能進(jìn)入的危險區(qū)域，即圓端蓋與端內(nèi)蓋、端內(nèi)蓋與端卡圈、以及端卡圈與夾頭之間的連接部位。在本發(fā)明的一個示例中，將圓端蓋、端內(nèi)蓋、端卡圈與夾頭設(shè)計(jì)成迷宮式密封形式，并將上述部件的各個連接處采用橡膠O形圈密封。如此，可防止水從這些危險區(qū)域進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部。無論是前置導(dǎo)水還是與激光束同軸或者不同軸導(dǎo)水方式，在加工時旋轉(zhuǎn)軸2上的夾頭2-6夾持待加工管材3高速旋轉(zhuǎn)，同時管材夾具4實(shí)現(xiàn)對管材的支撐。即夾頭2-6和管材夾具4對待加工管材3實(shí)現(xiàn)兩端夾持，一端切IllJ。激光頭能夠上下移動，在激光加工過程中激光頭下移，使得激光頭噴嘴下陷到接料模塊的擋水圈中，擋水圈能夠防止加工過程中產(chǎn)生的熔融金屬殘?jiān)蕊w濺出來，加工過程是在接料模塊的密封腔內(nèi)進(jìn)行的。接料模塊與真空吸附模塊連接，加工金屬管材時產(chǎn)生的金屬殘?jiān)图庸し墙饘俟懿臅r產(chǎn)生的煙塵等由真空吸塵模塊及時吸除，濕切加工時，產(chǎn)生的水霧冷卻后通過接料模塊的污水回收管回收進(jìn)行過濾凈化后排出或者循環(huán)再利用。因此，在整個加工過程中產(chǎn)生的水霧、氣體等被局限于接料模塊的密封腔內(nèi)，不會擴(kuò)展到整個加工區(qū)域中去，以致影響電控系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)等的正常工作。在本發(fā)明的一個示例中，可采用外殼防水結(jié)構(gòu)。例如，旋轉(zhuǎn)軸的外殼可采用防水材料密封，并引入IP65的防水等級。此時，即便有水霧飛濺到加工區(qū)域也不會從外殼進(jìn)入旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部。此外，還可以弓丨入安全報警裝置。一旦導(dǎo)水管斷裂有水流泄露的可能性或者導(dǎo)水管與管材尾部連接處有水滲漏，可以立刻發(fā)出警報，從而停止工作。
權(quán)利要求
1.一種用于激光濕切加工過程的防水密封方法，包括: 將旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)為中空結(jié)構(gòu)以允許拉桿通過，并對旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部進(jìn)行密封； 將拉桿設(shè)計(jì)為中空的薄壁無縫管，且使拉桿內(nèi)徑大于管材外徑以容納待加工管材； 將導(dǎo)水管設(shè)計(jì)為外徑比管材內(nèi)徑小的無縫管，以將具有一定壓力的冷卻水導(dǎo)入到待加工管材內(nèi)部；以及 使用密封堵頭對管材末端進(jìn)行密封以防止水流從管材溢出， 其中加工過程是在接料裝置的密封腔內(nèi)進(jìn)行的，使得加工時產(chǎn)生的水霧被局限于接料裝置的密封腔內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的防水密封方法，其特征在于，利用防水材料對旋轉(zhuǎn)軸的外殼進(jìn)行密封，以防止水從外殼進(jìn)入旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求1所述的防水密封方法，其特征在于，當(dāng)導(dǎo)水管斷裂或者導(dǎo)水管與管材尾部連接處有水滲漏時，可 發(fā)出報警停止操作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于薄壁管材激光濕加工的防水密封設(shè)計(jì)方法。該方法包括將旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)為中空結(jié)構(gòu)以允許拉桿通過，并對旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部進(jìn)行密封；將拉桿設(shè)計(jì)為中空的薄壁無縫管，且使拉桿內(nèi)徑大于管材外徑以容納待加工管材；將導(dǎo)水管設(shè)計(jì)為外徑比管材內(nèi)徑小的無縫管，以將具有一定壓力的冷卻水導(dǎo)入到待加工管材內(nèi)部；以及使用密封堵頭對管材末端進(jìn)行密封以防止水流從管材溢出,其中加工過程是在接料裝置的密封腔內(nèi)進(jìn)行的，使得加工時產(chǎn)生的水霧被局限于接料裝置的密封腔內(nèi)。
文檔編號B23K26/42GK103212903SQ20121001590
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者魏志凌, 寧軍, 夏發(fā)平, 馬秀云 申請人:昆山思拓機(jī)器有限公司