CN201856036U - 具有用于喷淋和/或冷却管件内壁的机构的激光加工设备 - Google Patents

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Abstract

一种借由激光束来加工管件(4)的激光加工装置包括在激光加工过程之前和期间用于喷淋和/或冷却管件内壁的机构。所述机构包含用于流体的喷嘴(9)。喷嘴(9)在管件(4)的纵向方向上布置在激光束的加工点前面且产生锥形流体喷射，该锥形流体喷射在激光束的加工点水平处和在位于与激光束的加工点直径上相对的侧面上碰撞管件内壁。在借由激光束加工管件(4)的方法中，喷嘴(9)在管件(4)的纵向上被引入到管件(4)中，直到喷嘴(9)布置在激光束的加工点前面为止。接着，喷嘴(9)产生前述的锥形流体喷射。

Description

具有用于喷淋和/或冷却管件内壁的机构的激光加工设备 
技术领域
本发明涉及一种借由激光束来加工管件的激光加工设备，该激光加工设备具有在激光加工操作之前或期间借由流体来喷淋和/或冷却管件内壁的机构，其中用于喷淋和/或冷却管件内壁的机构具有用于流体的喷嘴，该喷嘴在管件的纵向上被引入到管件中。 
背景技术
在激光切削期间，溅片或熔渣在与切削边缘相对的工件的内部处附连到工件。这使得后加工工件成本高昂，后加工例如喷砂。尤其在由特种钢制造的工件时会出现这种问题。 
类似地，由在刺穿或切削中过量的激光能量引起的工件上与切削边缘相对的侧面上的变色可能导致成本高昂的后加工，后加工例如研磨或抛光。在具有大壁厚和复杂轮廓的管件中，可能发生由材料中的急剧加热引起的热腐蚀。尤其在由特种钢制造的工件时会出现这种问题。 
EP 154700A1提出了一种刚性冷却和/或冲洗喷枪。喷枪被引入到要加工的工件中且使得可能实施吸出提取和冷却。气体/空气混合物被用来捕获在喷枪内部的熔渣。 
从JP 62-183985A和从JP 11-090661A可获知现有技术，独立权利要求的前序部分基于该现有技术。 
JP 62-183985A描述了一种用于包层钢材管件的设备和方法。用于包层的粉末被施加到管件的外壁且借由激光束熔化。在管件的内部，冷却水在朝向激光束的加工点的方向上借由安装到管道的末端的喷嘴被喷洒到管件内壁上。 
JP 11-090661A公开了一种用于激光切削管材的设备和方法。为了加工管材，激光束从外部被导向到管材的壁上。在切削期间，用于冷却空气的管道被插入到管材的内部一定深度，使得布置在管道的末端 的喷嘴在插入方向上设置成超出激光束的加工点。从喷嘴逸出的冷却空气以与管道的插入方向相反的方向被导向且随后传送经过激光束的加工点。 
发明内容
本发明的目标是更加有效地防止源自加工的在管件内部的附连沉积。 
该目标是通过一种借由激光束来加工管件的激光加工设备来实现的，所述激光加工设备具有在激光加工操作之前或者期间借由流体来喷淋和/或冷却管件内壁的机构，其中，用于喷淋和/或冷却管件内壁的机构具有用于流体的喷嘴，其中喷嘴在管件的纵向上被引入到管件中，其特征在于，所述喷嘴设置在管件纵向上位于激光束的加工点前面，且产生锥形流体，所述锥形流体在激光束的加工点的水平处和在与激光束的加工点直径上相对的侧面上冲击管件内壁。 
在本发明的情形中，用于喷淋和/或冷却管件内壁的流体的喷嘴设置在管件纵向中的激光束的加工点前面。喷嘴在此处将锥形流体在激光束的加工点的水平处和在与激光束的加工点直径相反处导向到管件内壁上。喷淋和/或冷却介质可以优化计量的量引入。涉及的管件的喷淋和/或冷却在不同时间都是可能的。在激光加工操作期间的喷淋和/或冷却的情形中，可直接冷却切削边缘。流体也可被引导到与激光束的加工点相反的侧面处。尤其是在工件由特种钢(VA)制造的工件的情形中，防止了溅片材料的附连。当结构钢被加工时，出现更少的热变形和/或改善了切削质量。当喷淋和/或冷却与激光加工操作同时进行时，捕获加工烟雾。结果是，可构想地省却了用于抽走加工烟雾的单元。 
在本发明优选形式的情形中，提供一种用于喷淋和/或冷却管件内壁的软管系统，其中柔性软管系统可借由压缩空气被引入到并定位到要加工的工件中。软管系统使得能够在无生产加工时间期间或者在激光加工操作期间进行喷淋和/或冷却。 
在本发明的进一步优选的实施例中，在软管一端提供喷嘴，且喷嘴具有用于插入和定位软管的产生压缩空气的背压的机构。 
双壁软管使得能够将压缩空气和用于喷淋和/或冷却管件内壁的流体都流动到软管末端处的喷嘴。流体不必要必须是水。水/油混合物、具有冲洗剂的水都是可设想到的。 
在本发明的进一步优选的实施例中，软管系统包括用于软管的卷收单元。软管借由卷收单元可进行存储并保持拉紧。 
用于喷淋和/或冷却管件的内壁的机构可设置在激光加工设备上的任何期望位置。可构想的配置包括在工件的进给工位上或者在工件的加载装置上的配置。 
附图说明
在附图中描述了本发明的优选描述性实施例，且优选描述性实施例将参考附图在下文进行说明，在附图中： 
图1是用于以流体喷淋和/或冷却管件内壁的设备的侧视图； 
图2示出了图1中所示的通过管件的纵截面； 
图3示出了图1中所示的通过设备的喷嘴的纵截面。 
具体实施方式
如图1所示，以设备1的形式用于喷淋和/或冷却管件4的内壁2的机构设置在激光加工设备的进给工位3上，其中进给工位3提供用于管件4。管件4由卡盘装置5固定。设备1的尺寸或者更确切地说软管系统的尺寸(尤其是最大外径)被选择成使得可能加工小型面直径(最小内径在从10至12mm)。 
设备1包括具有用于软管7的鼓的卷收单元6，软管7被引入到管件4中。卷收单元6确保软管7不与离开激光加工头的激光束直接接触。使用马达驱动器10，以将软管7卷收于管件4中或从管件4抽出。 
如图2所示，精细水喷射11将管件4冷却以及还将由加工得到的熔渣冷却。在喷嘴9处产生的背压将喷嘴9保持到位。喷嘴9保持固定，恰好在激光束的加工点前面，且喷嘴9从此处喷淋和/或冷却切削刃和位于激光束的加工点直径上相对的管件内壁2的区域。 
如图3所示，软管7是双壁构造且是柔性的。用于喷淋和/或冷却 管件内壁2的流体经由软管7的第一通道15在位于管件4的内部的软管末端处被供应到喷嘴9。压缩空气(例如，在激光加工设备中在任何情形下可用的压缩空气)流经软管7的第二通道14。软管7可借由压缩空气而推动到管件4中。 
图3还示出了形成设备1的中心单元的喷嘴9。喷嘴9具有用于压缩空气的环形开口12和用于水的喷嘴小孔13。环形开口12和喷嘴小孔13将在软管7的内部延伸的用于压缩空气和水的通道14和15毗连。供应的水用于喷淋和/或冷却管件内壁2。压缩空气借由反应而将喷嘴9移动到管件4中，且在与喷嘴9的插入方向相反的方向上逸出。如果需要的话，喷嘴9可以变化。喷嘴小孔13产生同心且因此是锥形的水喷射，该水喷射冷却切削刃且同时冷却管件内壁2的相对侧。位于软管一端的喷嘴9通过背压将软管7保持处于张紧、调节流体流动且施加流体到管件内壁2。 

Claims (8)

1.一种借由激光束来加工管件(4)的激光加工设备，所述激光加工设备具有在激光加工操作之前或者期间借由流体来喷淋和/或冷却管件内壁(2)的机构，其中，用于喷淋和/或冷却管件内壁(2)的机构具有用于流体的喷嘴(9)，其中喷嘴(9)在管件(4)的纵向上被引入到管件(4)中，其特征在于，所述喷嘴(9)设置在管件(4)纵向上位于激光束的加工点前面，且产生锥形流体，所述锥形流体在激光束的加工点的水平处和在与激光束的加工点直径上相对的侧面上冲击管件内壁(2)。
2.根据权利要求1所述的激光加工设备，其特征在于，用于喷淋和/或冷却管件内壁(2)的机构由用于喷淋和/或冷却管件内壁(2)的软管系统形成，所述软管系统包括柔性软管(7)，柔性软管(7)的一部分借由压缩空气被引入到要加工的管件(4)中并定位到管件(4)中。
3.根据权利要求2所述的激光加工设备，其特征在于，所述喷嘴(9)提供在软管(7)的一端且具有用于产生压缩空气的背压的机构。
4.根据权利要求3所述的激光加工设备，其特征在于，所述喷嘴(9)具有用于压缩空气的环形开口(12)。
5.根据权利要求2所述的激光加工设备，其特征在于，所述软管(7)是双壁的，且具有用于压缩空气的第一通道(14)和第二通道(15)，所述第二通道用于喷淋和/或冷却管件内壁(2)的流体。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的激光加工设备，其特征在于，所述软管系统具有用于软管(7)的卷收单元(6)。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的激光加工设备，其特征在于， 所述设备具有用于管件(4)的进给工位(3)，其特征在于，用于喷淋和/或冷却管件内壁(2)的机构设置在进给工位(3)的区域中。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的激光加工设备，其特征在于，所述设备具有用于管件(4)的加载工位，其特征在于，用于喷淋和/或冷却管件内壁(2)的机构设置在加载工位的区域中。 
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