用于薄壁管材激光濕加工的防水密封結構制造技術

本發明專利技術公開了一種用于薄壁管材激光濕加工的防水密封結構。該防水密封結構包括：具有中空結構且內部密封的旋轉軸，所述中空結構允許拉桿從中通過以實現管材輸送和進行濕切割作業；由中空的薄壁無縫管形成的拉桿，拉桿的內徑大于管材外徑以容納待加工的管材；用于將冷卻水導入到待加工管材內部的導水管，導水管是外徑比管材內徑小的無縫管,且管材的末端由密封堵頭密封以防止水流溢出；以及夾頭部件，用于與拉桿協作實現管材的夾緊和松開，其中所述夾頭部件采用迷宮式密封形式且其各部分的連接處用橡膠O型圈密封。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及激光微加工
，具體涉及用于激光濕加工過程的防水密封結構。
技術介紹
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優點，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生熱量，而濕切加工在保持熱影響區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勢。在濕切加工時需要導水機構把高壓冷卻水導入到切割點對加工零件進行冷卻，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出許多網孔，水也會從這些網孔中向四周飛濺。這些水流容易進入旋轉軸內部，進而對機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器或者進入電控系統、光學系統等。因此，本領域亟需一種激光濕切設備的防水密封效果更好的結構。
技術實現思路
本專利技術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孔中飛濺以致進入設備內部等問題。為解決上述技術問題，本專利技術提出了一種用于激光濕切加工過程的防水密封結構。該防水密封結構包括:具有中空結構且內部密封的旋轉軸，所述中空結構允許拉桿從中通過以實現管材輸送和進行濕切割作業；由中空的薄壁無縫管形成的拉桿，拉桿的內徑大于管材外徑以容納待加工的管材；用于將冷卻水導入到待加工管材內部的導水管，導水管是外徑比管材內徑小的無縫管，且管材的末端由密封堵頭密封以防止水流溢出；以及夾頭部件，用于與拉桿協作實現管材的夾緊和松開，其中所述夾頭部件采用迷宮式密封形式且其各部分的連接處用橡膠O型圈密封。本專利技術提出的這種結構密封效果好，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域以致影響電控系統、光學系統等的正常工作。附圖說明圖1根據本專利技術一個實施例的濕切加工示意圖。圖2根據本專利技術一個實施例的旋轉軸夾頭部分剖視圖；以及 附圖標記: 1.直線軸，2.旋轉軸，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，2-10.旋轉軸外壁，2-11.拉桿，3.待加工管材具體實施例方式以下將討論本專利技術的各個較佳實施例。但本領域技術人員應當理解，此處的詳細說明并不作為對本專利技術保護范圍的限制，本專利技術還可通過以下各實施例的變型或其它等同方式得以實現。在激光濕切加工過程中，可以利用后置導水、前置導水、與激光束同軸導水、與激光束不同軸導水等多種導水方式。在本專利技術的一個實施例中，可以采用后置導水方式。如圖1所示，本專利技術中的導水管為一個外徑比待加工管材內徑小的無縫管，導水管與供水模塊連接，以將具有一定壓力的冷卻水導入到待加工管材內部，為防止水流從管材溢出，在管材末端用密封堵頭進行密封。整個管材連同導水管是從中空的旋轉軸內部穿過的。因此需對旋轉軸的內部進行密封，以防止導水管斷裂或者導水管與管材尾部連接處有水滲漏，水流進入電機影響電機的正常工作或者燒壞電機。更具體地，旋轉軸是內部中空的結構，以便能使拉桿從中間通過，同時中空的旋轉軸還能夠實現管材輸送功能和濕切割作業功能。另外，可將穿過中空的旋轉軸的管材整個地密封在拉桿中，如圖1所示。拉桿是一個內徑大于管材外徑的中空薄壁無縫管，因此即使導水管斷裂、或者導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，不會散逸到旋轉軸內部。在一個示例中，當濕切加工采用后置導水方式時，整根管材浸入導水管中，這時即使導水管泄露，水流也是被限制在拉桿的中空密封腔內，不會泄露到旋轉軸內部影響電機的正常工作。在本專利技術的一個實施例中，管材的夾緊和松開是通過拉桿與夾頭部件協作并藉由氣缸原理來實現的。當左氣腔充氣時，高壓氣體會推著拉桿朝右運動，從而帶動拉桿將夾頭朝右端拉緊，直到夾頭的外圓錐面與旋轉軸左端的端卡圈的內圓錐面貼死為止，由于所配的夾頭為彈性夾頭，該夾頭被端卡圈的內圓錐面卡死，同時承受朝右的拉力，導致彈性夾頭收緊，將管材抱住，保持該狀態，管材將一直被夾頭抱緊。需要松開管材時，給右氣腔充氣，左氣腔放氣，高壓氣體推動活塞柱朝左側運動，從而帶動拉桿朝左側運動，進而使得彈性夾頭的外圓錐面與端卡圈的內圓錐面相脫離，保持松開狀態，此時彈性夾頭依靠自身的彈性回復力保持松開狀態，管材將被松開。為了保證氣密性各個部分之間采用O形密封圈密封。如圖1所示，用深色在夾頭部分示出水可能進入的危險區域，即圓端蓋與端內蓋、端內蓋與端卡圈、以及端卡圈與夾頭之間的連接部位。在本專利技術的一個實施例中，圓端蓋、端內蓋、端卡圈與夾頭形成迷宮式密封形式。如圖所示，圓端蓋與端內蓋、端內蓋與端卡圈、以及端卡圈與夾頭之間互相嵌套。另外，還可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域進入到旋轉軸內部。無論是前置導水還是與激光束同軸或者不同軸導水方式，在加工時旋轉軸2上的夾頭2-6夾持待加工管材3高速旋轉，同時管材夾具4實現對管材的支撐。即夾頭2-6和管材夾具4對待加工管材3實現兩端夾持，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生的熔融金屬殘渣等飛濺出來，加工過程是在接料模塊的密封腔內進行的。接料模塊與真空吸附模塊連接，加工金屬管材時產生的金屬殘渣和加工非金屬管材時產生的煙塵等由真空吸塵模塊及時吸除，濕切加工時，產生的水霧冷卻后通過接料模塊的污水回收管回收進行過濾凈化后排出或者循環再利用。因此，在整個加工過程中產生的水霧、氣體等被局限于接料模塊的密封腔內，不會擴展到整個加工區域中去，以致影響電控系統、光學系統等的正常工作。在本專利技術的一個示例中，外殼采用了防水結構。例如，旋轉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域也不會從外殼進入旋轉軸內部。此外，還可以引入安全報警裝置。在一個示例中，可將傳感器安裝在拉桿的密封腔內。一旦導水管斷裂有水流泄露的可能性或者導水管與管材尾部連接處有水滲漏，傳感器可以立刻發出警報，從而使機器停止工作。實際使用證明，本專利技術提出的這種結構密封效果好，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域以致影響電控系統、光學系統等的正常工作。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于激光濕切加工過程的防水密封結構，包括：具有中空結構且內部密封的旋轉軸，所述中空結構允許拉桿從中通過以實現管材輸送和進行濕切割作業；由中空的薄壁無縫管形成的拉桿，拉桿的內徑大于管材外徑以容納待加工的管材；用于將冷卻水導入到待加工管材內部的導水管，導水管是外徑比管材內徑小的無縫管,且管材的末端由密封堵頭密封以防止水流溢出；以及夾頭部件，用于與拉桿協作實現管材的夾緊和松開，其中所述夾頭部件采用迷宮式密封形式且其各部分的連接處用橡膠O型圈密封。

【技術特征摘要】
1.一種用于激光濕切加工過程的防水密封結構，包括: 具有中空結構且內部密封的旋轉軸，所述中空結構允許拉桿從中通過以實現管材輸送和進行濕切割作業； 由中空的薄壁無縫管形成的拉桿，拉桿的內徑大于管材外徑以容納待加工的管材；用于將冷卻水導入到待加工管材內部的導水管，導水管是外徑比管材內徑小的無縫管，且管材的末端由密封堵頭密封以防止水流溢出；以及 夾頭部件，用于...

【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：發明
國別省市：