CN204136147U - 高压水切割专用高效耐用金刚石聚晶喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及机械加工行业应用的水切割设备专用喷嘴，尤其是高压水切割专用高效耐用金刚石聚晶喷嘴。所述的包括不锈钢套，不锈钢套的上端面开设有圆形沉孔，其下端面设置有锥形连接端；圆形沉孔内安装有喷嘴芯，所述的喷嘴芯包括不锈钢压头、合金粉烧结体及金刚石聚晶料芯，不锈钢套、不锈钢压头、金刚石聚晶料芯通过合金粉烧结体固定连接。本实用新型使用寿命及耐磨性高，密封性好，使用方便，水切割效率高效。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械加工行业应用的后混式高压水切割设备专用喷嘴，尤其是高压水切割专用高效耐用金刚石聚晶喷嘴。
背景技术
水切割，又称水刀切割，是一种利用高压水流切割的机器。该设备能在计算机控制下任意雕琢工件，而且工件的切割质量受材料质地影响小，成品率高，加工成本低、容易操作，因此，水切割已经成为机械工业切割技术方面的主流切割方式。喷嘴是高压水切割设备水射流的发生元件，它能够将高压水转化为具有优良切割性能的高速水流，对于水切割设备来说，喷嘴的好坏将直接影响工件切割的效果。喷嘴是水切割设备最容易损坏的部件，高压水通过喷嘴高速射出，造成了喷嘴的快速磨损。
针对现在市场上用的喷嘴，主要存在以下几个方面问题：一是现有喷嘴一般是市场上最常见的宝石喷嘴，宝石材料的硬度等级为9，在实际应用场合，喷嘴耐磨性能和强度不够高，导致其使用寿命和使用效率降低；二是一般情况下宝石喷嘴国外主要采用密封圈密封，而国内主要采用铜环密封，两种密封性能不高，强度不够，专利公开号CN103862525A的悬浮液射流喷嘴采用的是金属粉末烧结密封只是简单的采用料芯上端密封，密封性能差，强度不高，国内的喷嘴都是一次性的使用过后就报废了，上述几种密封方式的强度都无法满足二次修磨，无法修磨继续使用；三是宝石喷嘴料芯的厚度和定径带不够长，料芯的出水端没有防止外气流干扰的抗干扰区，高压水柱不易集中易发散，工作水出长度不够，切割深度浅、水切割效率低。
现有的宝石喷嘴存在上述缺点，目前，对于喷嘴的研究主要包括三个方面：一是用坚硬耐磨的材料制作喷嘴，以提高喷嘴的寿命；二是优化喷嘴的内壁形状，以降低喷嘴的磨损；三是采用更为先进的密封方式，提高密封强度，以利于后期的修磨，改成大号的喷嘴继续使用，提高利用率；四是优化喷嘴结构，从而得到更为优质的切割水出长度，提高切割深度和切割效率。
综上所述，市场上现有的宝石喷嘴越来越不能满足水切割加工行业的实际需要，目前聚晶金刚石材料比宝石材料硬度高，耐磨性好，可以作为喷嘴的制作材料，因此，用聚晶金刚石材料为制造出耐用高效的喷嘴提供了条件。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供高压水切割专用高效耐用金刚石聚晶喷嘴，该装置通过采用更为先进的烧结方式将聚晶金刚石体和不锈钢套烧结成一体，所述的喷嘴使用寿命及耐磨性能显著提高，密封性好，密封强度高，优化了喷嘴内部孔型，保证高压水柱集中且不易发散，得到的切割水出长，增加了切割深度，提高水切割效率。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：
高压水切割专用高效耐用金刚石聚晶喷嘴，该装置包括不锈钢套，不锈钢套的上端面开设有圆形沉孔，其下端面设置有锥形连接端；圆形沉孔内安装有喷嘴芯，所述的喷嘴芯包括不锈钢压头、合金粉烧结体及金刚石聚晶料芯，合金粉烧结体在一定的温度和压力下将不锈钢压头、金刚石聚晶料芯及不锈钢套烧结成一体；不锈钢压头内设有入口段圆锥形孔和中间段圆柱形孔，入口段圆锥形孔的小端与中间段圆柱形孔的一端连接，金刚石聚晶料芯内开设有900抗干扰区及出口段圆柱形孔，中间段圆柱形孔的另一端与900抗干扰区的一端连接，900抗干扰区的另一端与出口段圆柱形孔的一端连接。
进一步，所述的锥形连接端的形状为下小上大的燕尾形孔，其深度在0.5mm-0.6mm之间，其锥度为90°。
进一步，所述的不锈钢套的上端面开设的圆形沉孔深度为4.5mm-5.5mm，圆形沉孔的直径为5mm-6mm；
进一步，所述的金刚石聚晶料芯的外表面形状为圆柱形，不锈钢套外表面的横截面形状为圆形；
进一步，所述的金刚石聚晶料芯外圆与不锈钢套外圆的同轴度误差在0.05mm以内，金刚石聚晶料芯的端面与不锈钢套的端面平行度误差应小于0.02mm；
进一步，所述的金刚石聚晶料芯采用国际代号D6的聚晶料芯；
进一步，所述的不锈钢压头的形状为圆柱形，不锈钢压头的直径小于不锈钢套的上端面开设的圆形沉孔的直径0.01-0.02mm，不锈钢压头的长度在4mm-5mm之间；
进一步，900抗干扰区的形状为锥形，其两腰之间的夹角为900，900抗干扰区上端孔的直径大于下端孔的直径。
本实用新型相比现有技术的有益效果：
本实用新型使用寿命及耐磨性高，密封性好，密封强度高，可以二次修磨，使用方便，水切割深度深，切割效率高效。具体优点如下：
（1）传统宝石材料的硬度等级为9，相对于硬度等级为10的金刚石聚晶材料来说，其耐磨性能和强度远不及聚晶金刚石材料，根据实验得出的数据可知，金刚石聚晶喷嘴使用寿命是宝石喷嘴使用寿命的3-4倍。
（2）宝石喷嘴国外主要采用密封圈密封，国内主要采用铜环密封，两种密封性能远不及粉镶工艺，粉镶工艺是将聚晶金刚石材料和不锈钢套完全烧结成一体，相比宝石喷嘴，金刚石聚晶喷嘴的密封性能好、强度高，本新型采用更为先进的粉镶工式及工艺，大大优于其他粉镶工艺的喷嘴。
（3）随着聚晶金刚石材料合成工艺的提升，聚晶金刚石越来越大，聚晶金刚石喷嘴的厚度远大于宝石喷嘴，其定径带远比宝石喷嘴长，在出口添加一个带有锥度的抗干扰区，防止流体突然离开喷嘴，外界气流对喷射流带来的影响形成局部涡流，使射流水出更集中更长，切割效率高，切割深度深。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中:1-不锈钢套；2-不锈钢压头；3-合金粉烧结体；4-金刚石聚晶料芯；5-入口段圆锥形孔；6-中间段圆柱形孔；7-900抗干扰区；8-出口段圆柱形孔；9-不锈钢套锥形连接端。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
如图1所示，高压水切割专用高效耐用金刚石聚晶喷嘴，该装置包括不锈钢套1，不锈钢套1的尺寸形状与型号DICM-11597-V1AM的水切割设备配合安装的尺寸形状相匹配，不锈钢套1的上端面开设有圆形沉孔，其下端面设置有锥形连接端9；圆形沉孔内安装有喷嘴芯，所述的喷嘴芯包括不锈钢压头2、合金粉烧结体3及金刚石聚晶料芯4，合金粉烧结体3在一定的温度和压力下将不锈钢压头2、金刚石聚晶料芯4及不锈钢套1烧结成一体；不锈钢压头2内设有入口段圆锥形孔5和中间段圆柱形孔6，入口段圆锥形孔5的小端与中间段圆柱形孔6的一端连接，金刚石聚晶料芯4内开设有900抗干扰区7及出口段圆柱形孔8，中间段圆柱形孔6的另一端与900抗干扰区7的一端连接，900抗干扰区7的另一端与出口段圆柱形孔8的一端连接。
在上述的实施例所述技术方案的基础上，优选地，所述的不锈钢套锥形连接端9为设置在不锈钢套1下端面上的锥形孔，该锥形连接端9的形状呈下小上大的燕尾形孔，其深度在0.5mm-0.6mm之间，其锥度为90°，锥形连接端9上端孔的直径小于下端孔的直径，锥形连接端9上端孔的直径大于出口段圆柱形孔8的直径。
优选地，所述的不锈钢套1的上端面开设的圆形沉孔深度为4.5mm-5.5mm，圆形沉孔的直径为5mm-6mm。
优选地，所述的金刚石聚晶料芯4的外表面形状为圆柱形，不锈钢套1外表面的横截面形状为圆形；
优选地，所述的金刚石聚晶料芯4的外圆与不锈钢套1的外圆的同轴度误差在0.05mm以内，金刚石聚晶料芯4的端面与不锈钢套1的端面平行度误差应小于0.02mm；
优选地，所述的金刚石聚晶料芯4采用国际代号D6的聚晶料芯；
优选地，所述的不锈钢压头2的形状为圆柱形，不锈钢压头2的直径小于不锈钢套1的上端面开设的圆形沉孔的直径0.01-0.02mm，不锈钢压头2的长度在4mm-5mm之间；
优选地，900抗干扰区7的形状为锥形，其两腰之间的夹角为900，900抗干扰区7的上端孔的直径大于下端孔的直径。
本实用新型的特点：
1）采用更加先进的粉镶工艺：将金刚石聚晶完全包裹在合金粉烧结体中间，采用先冷压后热压工艺，冷压包括冷压底粉、冷压环粉，冷压过后可以大大提高烧结粉的密实度，冷压环粉可以大大提高烧结粉对聚晶金刚石的环向的补强，最后加上面粉，盖上压盖，再通过热压将烧结粉和聚晶金刚石牢牢的烧结成为一体。此种烧结工艺可以大大提高密封性能和机械强度，用过后的喷嘴可以通过二次修磨加工改成孔径大一点的喷嘴继续使用。
2）在金刚石聚晶料芯出水端上增加了一个900抗干扰区，增加900抗干扰区为使水射流突然离开喷嘴时在喷嘴内部形成一个缓慢的过度区，防止外界气流对水射流的干扰，造成水流不稳定或形成涡流，900抗干扰区大大提高了水出的聚集程度，从而提高了水出长度，提高切割效率和切割深度。
综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高压水切割专用高效耐用金刚石聚晶喷嘴，包括不锈钢套（1）和固定在不锈钢套（1）中的喷嘴芯，其特征在于：该装置包括不锈钢套（1），不锈钢套（1）的上端面开设有圆形沉孔，其下端面设置有锥形连接端（9）；圆形沉孔内安装有喷嘴芯，所述的喷嘴芯包括不锈钢压头（2）、合金粉烧结体（3）及金刚石聚晶料芯（4），不锈钢套（1）、不锈钢压头（2）、金刚石聚晶料芯（4）通过合金粉烧结体（3）固定连接成一体；不锈钢压头（2）内设有入口段圆锥形孔（5）和中间段圆柱形孔（6），入口段圆锥形孔（5）的小端与中间段圆柱形孔（6）的一端连接，金刚石聚晶料芯（4）内开设有900抗干扰区（7）及出口段圆柱形孔（8），中间段圆柱形孔（6）的另一端与900抗干扰区（7）的一端连接，900抗干扰区（7）的另一端与出口段圆柱形孔（8）的一端连接。
2.根据权利要求1所述的高压水切割专用高效耐用金刚石聚晶喷嘴，其特征在于：所述的不锈钢套锥形连接端（9）的形状为下小上大的燕尾形孔，其深度在0.5mm-0.6mm之间，其锥度为90°。
3.根据权利要求1所述的高压水切割专用高效耐用金刚石聚晶喷嘴，其特征在于：所述的不锈钢套（1）的上端面开设的圆形沉孔深度为4.5mm-5.5mm，圆形沉孔的直径为5mm-6mm。
4.根据权利要求1所述的高压水切割专用高效耐用金刚石聚晶喷嘴，其特征在于：所述的金刚石聚晶料芯（4）的外表面形状为圆柱形，不锈钢套（1）外表面的横截面形状为圆形。
5.根据权利要求4所述的高压水切割专用高效耐用金刚石聚晶喷嘴，其特征在于：所述的金刚石聚晶料芯（4）的外圆与不锈钢套（1）的外圆的同轴度误差在0.05mm以内，金刚石聚晶料芯（4）的端面与不锈钢套（1）的端面平行度误差应小于0.02mm。
6.根据权利要求1所述的高压水切割专用高效耐用金刚石聚晶喷嘴，其特征在于：所述的金刚石聚晶料芯（4）采用国际代号D6的聚晶料芯。
7.根据权利要求1所述的高压水切割专用高效耐用金刚石聚晶喷嘴，其特征在于：所述的不锈钢压头（2）的形状为圆柱形，不锈钢压头（2）的直径小于不锈钢套（1）的上端面开设的圆形沉孔的直径0.01-0.02mm，不锈钢压头（2）的长度在4mm-5mm之间。
8.根据权利要求1所述的高压水切割专用高效耐用金刚石聚晶喷嘴，其特征在于：所述的900抗干扰区（7）的形状为锥形，其两腰之间的夹角为900，900抗干扰区（7）的上端孔的直径大于下端孔的直径。
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| CN201420566886.1U CN204136147U (zh) | 2014-09-29 | 2014-09-29 | 高压水切割专用高效耐用金刚石聚晶喷嘴 |
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| CN201420566886.1U CN204136147U (zh) | 2014-09-29 | 2014-09-29 | 高压水切割专用高效耐用金刚石聚晶喷嘴 |
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ID=52412861
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| CN201420566886.1U Active CN204136147U (zh) | 2014-09-29 | 2014-09-29 | 高压水切割专用高效耐用金刚石聚晶喷嘴 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023039793A1 (zh) * | 2021-09-16 | 2023-03-23 | 深圳市摆渡微电子有限公司 | 一种点胶用喷嘴及其制造方法 |
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2014
- 2014-09-29 CN CN201420566886.1U patent/CN204136147U/zh active Active
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