CN110039175A - 一种激光切割头喷嘴导气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种激光切割头喷嘴导气装置，包括中空的壳体、下保护镜座和喷嘴，壳体靠近光纤的一端设置有下保护镜座，壳体远离光纤的一端设置有喷嘴，壳体分别与下保护镜座和喷嘴固定连接，壳体、下保护镜座和喷嘴的内部依次连通形成贯通的激光通路，喷嘴上还设置有贯通的进气管，进气管将气源与激光通路连通，进气管输送切割用的气体；还包括中空的导向筒，导向筒设置在激光通路内，导向筒分别与壳体、下保护镜座和喷嘴的内表面固定连接，导向筒分别与进气管和激光通路连通。本发明采用导向筒来调整气流的方向和流速，使得气流更加稳定；储气槽与导流槽组合，能起到重新分配气流的效果。
Description
技术领域
本发明涉及激光切割设备领域，尤其涉及一种激光切割头喷嘴导气装置。
背景技术
激光加工设备是利用激光高能量和高效率的优势，使得生产与加工更加快捷和安全的设备。激光加工设备主要包括激光焊接、激光切割、激光打标和激光打孔等应用。其中，激光切割是利用激光切割头发出的高功率密度的激光束，将金属材料表面温度快速升至沸点，从而完成切割作业，激光切割的断面光滑无毛刺，对各种厚度的板材均与较好的切割效果。
激光切割头主要包括将光纤导入切割头的激光接口部分、将光纤的发散光进行收敛的准直镜片组件、将准直后的平行激光束聚焦的聚焦镜片组件、调整激光焦距的调焦组件、激光喷嘴、冷却水路或者气路以及保护镜片等。现有激光切割头上均设置有吹气喷嘴，一方面该喷嘴可以作为激光的出口；另一方面，喷嘴可以引导对保护镜和喷嘴进行冷却后的气流流向激光切割处，辅助激光进行切割作业。但是，现有激光切割时的气流气压并不稳定，对激光切割质量和切割速度产生了不利的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种可稳定喷嘴气流气压的激光切割头喷嘴导气装置。
本发明的技术方案是这样实现的：一种激光切割头喷嘴导气装置，包括中空的壳体(1)、下保护镜座(2)和喷嘴(3)，所述壳体(1)靠近光纤的一端设置有下保护镜座(2)，壳体(1)远离光纤的一端设置有喷嘴(3)，壳体(1)分别与下保护镜座(2)和喷嘴(3)固定连接，壳体(1)、下保护镜座(2)和喷嘴(3)的内部依次连通形成贯通的激光通路(4)，喷嘴(3)上还设置有贯通的进气管(31)，进气管(31)将气源与激光通路(4)连通，进气管(31)输送切割用的气体；还包括中空的导向筒(5)，导向筒(5)设置在激光通路(4)内，导向筒(5)分别与壳体(1)、下保护镜座(2)和喷嘴(3)的内表面固定连接，导向筒(5)分别与进气管(31)和激光通路(4)连通。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述导向筒(5)具有中空的内腔(51)，内腔(51)与激光通路(4)连通；导向筒(5)外表面开设有储气槽(52)和若干导流槽(53)，储气槽(52)设置在导向筒(5)远离下保护镜座(2)的一端，储气槽(52)环绕导向筒(5)表面设置，储气槽(52)与进气管(31)连通；导流槽(53)沿导向筒(5)表面周向分布，导流槽(53)靠近下保护镜座(2)的一端与激光通路(4)连通，导流槽(53)靠近喷嘴(3)的一端与储气槽(52)连通。
进一步优选的，所述导流槽(53)包括第一凹槽(531)、第二凹槽(532)和第三凹槽(533)，第一凹槽(531)、第二凹槽(532)和第三凹槽(533)依次连通，第一凹槽(531)还与储气槽(52)连通，且第一凹槽(531)与储气槽(52)连通的一端的宽度大于第一凹槽(531)与第二凹槽(532)连通的一端的宽度；第三凹槽(533)还与激光通路(4)连通；第三凹槽(533)与激光通路(4)连通的一端到导向筒(5)中心轴的距离小于第三凹槽(533)与第二凹槽(532)连通的一端到导向筒(5)中心轴的距离。
更进一步优选的，所述导流槽(53)沿着导向筒(5)的中心轴的轴向延伸，且导流槽(53)相对于导向筒(5)的中心轴对称设置。
进一步优选的，所述导向筒(5)其内腔(51)靠近下保护镜座(2)的一端的直径大于内腔(51)远离下保护镜座(2)一端的直径。
再进一步优选的，所述喷嘴(3)内部的激光通路(4)与内腔(51)的形状相吻合。
再进一步优选的，所述导向筒(5)其内腔(51)与激光通路(4)同心设置。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述下保护镜座(2)上还设置有第四凹槽(21)，第四凹槽(21)与激光通路(4)连通；第四凹槽(21)内嵌设有下保护镜(22)，下保护镜(22)垂直于激光通路(4)设置。
本发明提供的一种激光切割头喷嘴导气装置，相对于现有技术，具有以下有益效果：
(1)本发明采用导向筒来调整气流的流向和流速，使得气流更加稳定；
(2)导向筒的储气槽可作为气体容置空间，使气流环绕导向筒表面均匀分布；
(3)导流槽的第一凹槽能使储气槽的气体进入导流槽时更加顺畅，第三凹槽能使从导流槽排出的气体朝向下保护镜座的方向流动，对下保护镜起到清洁和降温的作用，气流在碰到下保护镜座以后再经内腔流向喷嘴；
(4)采用不同尺寸的储气槽和不同数量的导流槽，可以改变气流从喷嘴流出的速度，使切割材料的截面更加细腻，切割过程更加稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种激光切割头喷嘴导气装置的壳体、下保护镜座和喷嘴的组合状态立体图；
图2为图1的俯视图；
图3为图2的A-A向正剖视图；
图4为本发明一种激光切割头喷嘴导气装置的导向筒的立体图；
图5为图4的正剖视图；
图6为本发明一种激光切割头喷嘴导气装置的喷嘴的立体图；
图7为图6的俯视图；
图8为图7的A-A向正剖视图；
图9为本发明一种激光切割头喷嘴导气装置在切割头上的使用状态立体图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1结合图2所示，本发明提供了一种激光切割头喷嘴导气装置，包括中空的壳体1、下保护镜座2、喷嘴3和导向筒5，其壳体1靠近光纤的一端设置有下保护镜座2，壳体1远离光纤的一端设置有喷嘴3，壳体1分别与下保护镜座2和喷嘴3固定连接，壳体1、下保护镜座2和喷嘴3的内部依次连通形成贯通的激光通路4，喷嘴3上还设置有贯通的进气管31，进气管31将气源与激光通路4连通，进气管31输送切割用的气体；导向筒5设置在激光通路4内，导向筒5分别与壳体1、下保护镜座2和喷嘴3的内表面固定连接，导向筒5分别与进气管31和激光通路4连通。导气筒5能将气源送入的气体进行流向调整，使其在流经下保护镜座2后再进入激光通路4中，由喷嘴3排出，辅助激光切割。
如图3和图4所示，导向筒5具有中空的内腔51，内腔51与激光通路4连通；导向筒5外表面开设有储气槽52和若干导流槽53，储气槽52设置在导向筒5远离下保护镜座2的一端，储气槽52环绕导向筒5表面设置，储气槽52与进气管31连通；导流槽53沿导向筒5表面周向分布，导流槽53靠近下保护镜座2的一端与激光通路4连通，导流槽53靠近喷嘴3的一端与储气槽52连通。储气槽52具有储气功能，使得经进气管31进入的气体能充满储气槽52，然后储气槽52内的气体再经导流槽53进一步分配，等分成多股气流沿着导向筒5表面流向内腔51。这种结构，可改善现有结构中气体进入喷嘴后流向不稳定，且对下保护镜座2的清洁效果不理想的不足。
如图4和图5所示，提供了导流槽53的一种具体结构。导流槽53包括第一凹槽531、第二凹槽532和第三凹槽533，第一凹槽531、第二凹槽532和第三凹槽533依次连通，第一凹槽531还与储气槽52连通，且第一凹槽531与储气槽52连通的一端的宽度大于第一凹槽531与第二凹槽532连通的一端的宽度；第三凹槽533还与激光通路4连通，第三凹槽533与激光通路4连通的一端到导向筒5中心轴的距离小于第三凹槽533与第二凹槽532连通的一端到导向筒5中心轴的距离。由图可知，第一凹槽531的结构可以使得气流更加顺畅，在调整气流方向的同时压力损失较小。第二凹槽532与第三凹槽533宽度相同。第三凹槽533与激光通路4连通的一端到导向筒5中心轴的距离较小，第三凹槽533能进一步改变气流的方向，使得气流在离开导流槽53时均指向下保护镜座2的中心方向，有利于对下保护镜座2进行吹扫除尘，随后气流快速进入内腔51中。
作为本发明的一种优选方案，导流槽53沿着导向筒5的中心轴的轴向延伸，且导流槽53相对于导向筒5的中心轴对称设置。当然，导流槽53也可以采用沿着导向筒5表面倾斜设置的形式，其功能基本相同。
由图3结合图6、图7和图8可知，导向筒5其内腔51靠近下保护镜座2的一端的直径大于内腔51远离下保护镜座2一端的直径。喷嘴3内部的激光通路4与内腔51的形状相吻合。内腔51与激光通路4同心设置。激光通路4在导向筒5和喷嘴3处形成一边大一边小的锥形结构，有利于气体高速喷出。
如图3所示，下保护镜座2上还设置有第四凹槽21，第四凹槽21与激光通路4连通；第四凹槽21内嵌设有下保护镜22，下保护镜22垂直于激光通路4设置。下保护镜22能对壳体1内的光学组件起到保护作用，避免切割时产生的异物进入壳体1内。图9是本发明在激光切割头上的安装位置示意。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种激光切割头喷嘴导气装置，包括中空的壳体(1)、下保护镜座(2)和喷嘴(3)，所述壳体(1)靠近光纤的一端设置有下保护镜座(2)，壳体(1)远离光纤的一端设置有喷嘴(3)，壳体(1)分别与下保护镜座(2)和喷嘴(3)固定连接，壳体(1)、下保护镜座(2)和喷嘴(3)的内部依次连通形成贯通的激光通路(4)，喷嘴(3)上还设置有贯通的进气管(31)，进气管(31)将气源与激光通路(4)连通，进气管(31)输送切割用的气体；其特征在于：还包括中空的导向筒(5)，导向筒(5)设置在激光通路(4)内，导向筒(5)分别与壳体(1)、下保护镜座(2)和喷嘴(3)的内表面固定连接，导向筒(5)分别与进气管(31)和激光通路(4)连通。
2.如权利要求1所述的一种激光切割头喷嘴导气装置，其特征在于：所述导向筒(5)具有中空的内腔(51)，内腔(51)与激光通路(4)连通；导向筒(5)外表面开设有储气槽(52)和若干导流槽(53)，储气槽(52)设置在导向筒(5)远离下保护镜座(2)的一端，储气槽(52)环绕导向筒(5)表面设置，储气槽(52)与进气管(31)连通；导流槽(53)沿导向筒(5)表面周向分布，导流槽(53)靠近下保护镜座(2)的一端与激光通路(4)连通，导流槽(53)靠近喷嘴(3)的一端与储气槽(52)连通。
3.如权利要求2所述的一种激光切割头喷嘴导气装置，其特征在于：所述导流槽(53)包括第一凹槽(531)、第二凹槽(532)和第三凹槽(533)，第一凹槽(531)、第二凹槽(532)和第三凹槽(533)依次连通，第一凹槽(531)还与储气槽(52)连通，且第一凹槽(531)与储气槽(52)连通的一端的宽度大于第一凹槽(531)与第二凹槽(532)连通的一端的宽度；第三凹槽(533)还与激光通路(4)连通；第三凹槽(533)与激光通路(4)连通的一端到导向筒(5)中心轴的距离小于第三凹槽(533)与第二凹槽(532)连通的一端到导向筒(5)中心轴的距离。
4.如权利要求3所述的一种激光切割头喷嘴导气装置，其特征在于：所述导流槽(53)沿着导向筒(5)的中心轴的轴向延伸，且导流槽(53)相对于导向筒(5)的中心轴对称设置。
5.如权利要求2所述的一种激光切割头喷嘴导气装置，其特征在于：所述导向筒(5)其内腔(51)靠近下保护镜座(2)的一端的直径大于内腔(51)远离下保护镜座(2)一端的直径。
6.如权利要求5所述的一种激光切割头喷嘴导气装置，其特征在于：所述喷嘴(3)内部的激光通路(4)与内腔(51)的形状相吻合。
7.如权利要求5所述的一种激光切割头喷嘴导气装置，其特征在于：所述导向筒(5)其内腔(51)与激光通路(4)同心设置。
8.如权利要求1所述的一种激光切割头喷嘴导气装置，其特征在于：所述下保护镜座(2)上还设置有第四凹槽(21)，第四凹槽(21)与激光通路(4)连通；第四凹槽(21)内嵌设有下保护镜(22)，下保护镜(22)垂直于激光通路(4)设置。
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