CN103212825B - 一种薄壁管材激光湿切设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种薄壁管材激光湿切设备，包括旋转轴、激光切割头、导水管、连接器。连接器包括第一连接机构、第二连接机构，第一连接机构、第二连接机构通过锁紧机构锁紧，锁紧处还设有一个或多个密封圈；所述第一连接机构设有第一弹性橡胶管，所述第二连接机构设有第二弹性橡胶管；所述导水管的一端接入旋转轴，插入连接器中，把第一弹性橡胶管顶起。当需要给薄壁管材导水时，薄壁管材插入连接器中，把第二弹性橡胶管顶起；当不需要给薄壁管材中导水时，第二弹性橡胶管收紧，使得水不能从连接器中泄漏。本发明提出的薄壁管材激光湿切设备，采用连接器的形式把导水管和管材连接起来，拆装方便，不会对管材造成损伤。

Description

一种薄壁管材激光湿切设备

技术领域

本发明属于激光加工技术领域，涉及一种激光湿切设备，特别涉及一种薄壁管材激光湿切设备。

背景技术

在激光切割大管径的管材时，小区域热损伤带来的影响不大。但是，很多应用中需要切割微小管径的管材（管径一般小于5mm），在激光加工过程中会快速产生热量，零件的热扩散会产生热损伤，无论是热影响区、融化区域、重铸，还是渣滓，都改变了微结构。零件热影响区域危害了零件的完整性，进而明显降低加工产量。

在激光加工时引入一定压力的冷却水到切割点以冷却管材同时减少加工过程中产生的污染。如图1、图2所示，一般在后置导水的时候，通常是把导水管1的一端伸入旋转轴11，管材6尾部也伸入旋转轴11，切割头13的喷嘴14对管材6的另一端进行加工；导水管1与管材6尾部通过卡箍17或者绳索直接连接。这种刚性的连接形式由于采用人工操作，夹紧力无法控制；如果施加的夹紧力太大，会造成导水管断裂；如果夹紧力太小，在管材不断向前进给的拖曳过程中，极易造成水泄露存在安全隐患。

有鉴于此，如今迫切需要一种可更好地控制夹紧力的薄壁管材激光湿切设备。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决现有设备存在水泄露、导水管易断裂的问题。

为达到上述目的，本发明提出了一种薄壁管材激光湿切设备，包括旋转轴、激光切割头、导水管、连接器；所述激光切割头包括激光喷嘴；所述旋转轴用于夹持薄壁管材，并带动薄壁管材高精度旋转。所述连接器包括第一连接机构、第二连接机构，第一连接机构、第二连接机构通过锁紧机构锁紧，锁紧处还设有一个或多个密封圈；所述第一连接机构设有第一弹性橡胶管，所述第二连接机构设有第二弹性橡胶管；所述导水管的一端接入旋转轴，插入连接器中，把第一弹性橡胶管顶起。当需要给薄壁管材导水时，薄壁管材插入连接器中，把第二弹性橡胶管顶起；当不需要给薄壁管材中导水时，第二弹性橡胶管收紧，使得水不能从连接器中泄漏。

在本发明的一个实施例中，所述旋转轴包括电机、联轴器、蜗杆、蜗轮、拉杆模块、外壳、端盖、夹头；所述拉杆模块包括拉杆盖、活塞、拉杆座、滚动轴承、轴套、拉杆，拉杆为中空结构；所述外壳的一端设置拉杆盖、拉杆座，另一端设置端盖；所述拉杆盖、拉杆座之间设有活塞、轴套、滚动轴承；活塞的两侧分别设有第一气腔、第二气腔，第一气腔、第二气腔分别设有出入口，通过出入口充放气,所述出入口连接辅助高压气体供气单元；所述夹头设置于拉杆的一端，穿过端盖露出一部分；夹头通过从旋转轴靠近拉杆盖的一端拧入拉杆模块的另一端螺纹孔中；所述联轴器将电机的输出轴和蜗杆轴连接，蜗杆与蜗轮配合，所述蜗轮与拉杆共轴，蜗轮轴即为拉杆轴；电机的转动最终带动拉杆轴旋转运动。

进一步地，所述旋转轴在夹紧管材时，对第一气腔充气，高压气体会推动拉杆模块朝第一方向运动，从而带动外壳、端内盖和端盖一起朝第一方向运动，直到端盖的内圆锥面与夹头的外圆锥面紧贴为止，端盖继续向第一方向运动，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，为第二气腔充气、第一气腔放气，高压气体带动拉杆模块朝第二方向运动从而推动外壳、端内盖和端盖朝第二方向运动，进而使得弹性夹头的外圆锥面与端盖的内圆锥面相脱离，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。

在本发明的一个实施例中，所述第一连接机构、第二连接机构为中空结构，第一弹性橡胶管、第二弹性橡胶管分别作为第一连接机构、第二连接机构的阀门，通常处于关闭状态；当导水管、薄壁管材插入后，第一连接机构、第二连接机构才得以连通。

本发明提出的薄壁管材激光湿切设备，采用连接器的形式把导水管和管材连接起来，在切割完一根管材换管时二者拆装方便，不存在刚性夹持力，因此不会对管材造成损伤。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为激光湿切设备后置导水示意图；

图2为激光湿切设备刚性连接示意图；

图3为连接器第一连接机构的结构示意图；

图4为连接器第二连接机构的结构示意图；

图5为连接器的剖视图；

图6为旋转轴的立体图；

图7为旋转轴主要部件的剖视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的主要创新之处在于，本发明创新地提出了薄壁管材激光湿切设备，拆装方便，不会对管材造成损伤。

本发明薄壁管材激光湿切设备包括旋转轴、激光切割头、导水管、连接器，所述激光切割头包括激光喷嘴。所述旋转轴用于夹持薄壁管材，并带动薄壁管材高精度旋转。

请参阅图3、图4、图5，所述连接器包括第一连接机构2（如图3所示）、第二连接机构4（如图4所示），第一连接机构2、第二连接机构4通过锁紧机构锁紧，锁紧处还设有一个或多个密封圈3；所述第一连接机构2设有第一弹性橡胶管7，所述第二连接机构4设有第二弹性橡胶管5；所述导水管1的一端接入旋转轴，插入连接器中，把第一弹性橡胶管7顶起。当需要给薄壁管材导水时，薄壁管材6插入连接器中，把第二弹性橡胶管5顶起；当不需要给薄壁管材6中导水时，第二弹性橡胶管5收紧，使得水不能从连接器中泄漏。

如图5所示，本实施例中，所述第一连接机构2、第二连接机构4为中空结构，第一弹性橡胶管7、第二弹性橡胶管5分别作为第一连接机构2、第二连接机构4的阀门，通常处于关闭状态；当导水管1、薄壁管材6插入后，第一连接机构2、第二连接机构4才得以连通。

请参阅图6、图7，以下介绍本实施例中旋转轴的结构，当然，旋转轴还可以为其他形状。旋转轴包括伺服电机114、联轴器116、蜗杆117、蜗轮109、拉杆模块、外壳108、端内盖111、端盖112、夹头113。所述旋转轴装置包括底座115，所述外壳108设置于该底座115上。由此，旋转轴整体可以非常方便的安装固定在直线轴平台上，整体便于安装（安装到直线轴平台上），利用定位销，可以实现粗定位。

如图7所示，所述拉杆模块包括拉杆盖102、活塞（包括活塞套103、活塞内套104，活塞套103、活塞内套104设有0形密封圈密封）、拉杆座105、滚动轴承107、轴套106、拉杆110，拉杆110为中空无缝结构。本实施例中，旋转轴是内部中空的结构，能让拉杆110从中间通过，同时中空的旋转轴能够实现管材输送功能和湿切割作业功能。拉杆110为一个中空的薄壁无缝管，当湿切加工时，采用后置导水方式：整根管材浸入导水管中，一旦导水管泄露，水流也是在拉杆的中空密封腔内，不会影响电机114的正常工作。

所述拉杆的一端设有拉杆旋钮101，可手动旋转拉杆110。所述外壳108的一端设置拉杆盖102、拉杆座105，另一端设置端盖112；所述拉杆盖102、拉杆座105之间设有活塞、轴套106、滚动轴承107。活塞的两侧分别设有第一气腔118、第二气腔119，第一气腔118、第二气腔119分别设有出入口，通过出入口充放气；所述夹头113设置于拉杆110的一端，穿过端盖112露出一部分；夹头113通过从旋转轴靠近拉杆盖102的一端拧入拉杆模块的另一端螺纹孔中。所述联轴器116将电机114的输出轴和蜗杆117的轴连接，蜗杆117与蜗轮109配合，所述蜗轮109与拉杆110共轴，蜗轮轴即为拉杆轴。电机114的转动最终带动拉杆轴旋转运动。

旋转轴夹紧管材时，对第一气腔118充气，高压气体会推动拉杆模块朝第一方向（如图7中的右边）运动，从而带动外壳108、端内盖111和端盖112一起朝第一方向运动，直到端盖112的内圆锥面与夹头113的外圆锥面紧贴为止，端盖112继续向第一方向运动，导致弹性夹头113收紧，将管材抱住，保持该状态，管材将一直被夹头113抱紧。需要松开管材时，为第二气腔119充气、第一气腔118放气，高压气体带动拉杆模块朝第二方向运动从而推动外壳108、端内盖111和端盖112朝第二方向（如图7中的左边）运动，进而使得弹性夹头113的外圆锥面与端盖112的内圆锥面相脱离，保持松开状态，此时弹性夹头113依靠自身的弹性回复力保持松开状态，管材将被松开。此外，为了保证气密性各个部分之间采用0形密封圈密封。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (3)

1.一种薄壁管材激光湿切设备，包括旋转轴、激光切割头、导水管、连接器；所述激光切割头包括激光喷嘴；所述旋转轴用于夹持薄壁管材，并带动薄壁管材高精度旋转；

所述连接器包括第一连接机构、第二连接机构，第一连接机构、第二连接机构通过锁紧机构锁紧，锁紧处还设有一个或多个密封圈；

所述第一连接机构设有第一弹性橡胶管，所述第二连接机构设有第二弹性橡胶管；

所述导水管的一端接入旋转轴，插入连接器中，把第一弹性橡胶管顶起；

当需要给薄壁管材导水时，薄壁管材插入连接器中，把第二弹性橡胶管顶起；当不需要给薄壁管材中导水时，第二弹性橡胶管收紧，使得水不能从连接器中泄漏；

其特征在于，所述旋转轴包括电机、联轴器、蜗杆、蜗轮、拉杆模块、外壳、端盖、夹头；所述拉杆模块包括拉杆盖、活塞、拉杆座、滚动轴承、轴套、拉杆，拉杆为中空结构；所述外壳的一端设置拉杆盖、拉杆座，另一端设置端盖；所述拉杆盖、拉杆座之间设有活塞、轴套、滚动轴承；活塞的两侧分别设有第一气腔、第二气腔，第一气腔、第二气腔分别设有出入口，通过出入口充放气,所述出入口连接辅助高压气体供气单元；所述夹头设置于拉杆的一端，穿过端盖露出一部分；夹头通过从旋转轴靠近拉杆盖的一端拧入拉杆模块的另一端螺纹孔中；所述联轴器将电机的输出轴和蜗杆轴连接，蜗杆与蜗轮配合，所述蜗轮与拉杆共轴，蜗轮轴即为拉杆轴；电机的转动最终带动拉杆轴旋转运动。

2.如权利要求1所述的薄壁管材激光湿切设备，其特征在于，所述旋转轴在夹紧管材时，对第一气腔充气，高压气体会推动拉杆模块朝第一方向运动，从而带动外壳、端内盖和端盖一起朝第一方向运动，直到端盖的内圆锥面与夹头的外圆锥面紧贴为止，端盖继续向第一方向运动，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，为第二气腔充气、第一气腔放气，高压气体带动拉杆模块朝第二方向运动从而推动外壳、端内盖和端盖朝第二方向运动，进而使得弹性夹头的外圆锥面与端盖的内圆锥面相脱离，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。

3.如权利要求1所述的薄壁管材激光湿切设备，其特征在于，所述第一连接机构、第二连接机构为中空结构，第一弹性橡胶管、第二弹性橡胶管分别作为第一连接机构、第二连接机构的阀门，通常处于关闭状态；当导水管、薄壁管材插入后，第一连接机构、第二连接机构才得以连通。