CN214392795U - 一种采用双辅助气体的水导激光加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水导激光加工领域，具体地说是一种采用双辅助气体的水导激光加工装置，包括壳体、前座体和后座体，前座体和后座体均设于壳体中，且前座体和后座体之间形成液压腔，后座体中设有聚焦透镜和窗口透镜，前座体中设有喷嘴和喷射腔，激光依次经过聚焦透镜和窗口透镜后聚焦于喷嘴处，液压腔中的液体经由喷嘴形成水射流并经由所述喷射腔喷出，前座体后端侧壁上设有与所述喷射腔连通的第一辅助气体腔，前座体前端侧壁上设有第二辅助气体腔以及与外部连通的喷气口，且所述第二辅助气体腔和喷气口一一对应连通。本实用新型可以产生双辅助气体射流，能够有效抑制加工过程中从工件表面反射的水滴对水射流的干扰作用，增强加工过程的稳定性。

Description

一种采用双辅助气体的水导激光加工装置

技术领域

本实用新型涉及水导激光加工领域，具体地说是一种采用双辅助气体的水导激光加工装置。

背景技术

水导激光加工技术是一种新型激光加工技术，属于精密特种加工领域，该技术使用稳定状态的水射流作为激光能量的载体，将激光能量限制在直径极细的稳态水射流内，利用水射流内极高的激光能量密度实现材料去除，但在加工过程中水射流喷射在工件表面极易产生反射水滴，进而干扰水射流的稳定状态，因此在水导激光加工过程中如何防止反射水滴对水射流的干扰对提高加工过程的稳定性及加工能力有重要意义。

随着科技发展，现有技术中出现了一些避免反射水滴干扰水射流的结构，但结构复杂，如授权公告号为CN105817760B的中国实用新型专利中公开了一种水导激光加工系统的喷嘴防溅装置，其在工作缸下方设有可旋转的挡盘，挡盘处于工件上方，水束通过挡盘的中心孔到达工件表面，水束冲击工件后向上溅射的水珠被挡盘阻挡，离心力将落在旋转挡盘上的水珠甩出，在水束附件不会有水珠，水束不再受影响，但是该装置传动结构较为复杂，占用了较大的空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种采用双辅助气体的水导激光加工装置，可以产生双辅助气体射流，能够有效抑制加工过程中从工件表面反射的水滴对水射流的干扰作用，从而增强加工过程的稳定性，大大提高水导激光加工精度与效率。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种采用双辅助气体的水导激光加工装置，包括壳体、前座体和后座体，所述前座体和后座体均设于所述壳体中，且所述前座体和后座体之间形成液压腔，所述后座体中设有聚焦透镜和窗口透镜，所述前座体中设有喷嘴和喷射腔，激光依次经过所述聚焦透镜和窗口透镜后聚焦于所述喷嘴处，液压腔中的液体经由所述喷嘴形成水射流并经由所述喷射腔喷出，所述前座体后端侧壁上设有与所述喷射腔连通的第一辅助气体腔，所述前座体前端侧壁上设有第二辅助气体腔以及与外部连通的喷气口，且所述第二辅助气体腔和喷气口一一对应连通。

所述前座体后端侧壁上沿着圆周方向均布有多个第一辅助气体腔、前端侧壁上沿着圆周方向均布有多个第二辅助气体腔和多个喷气口。

所述壳体上设有入液口与所述液压腔相通。

所述壳体上设有第一入气口和第二入气口，且第一入气口与第一辅助气体腔相通，第二入气口与第二辅助气体腔相通。

所述第一辅助气体腔和第二辅助气体腔腔内气体种类和流量均不同。

本实用新型的优点与积极效果为：

1、本实用新型中的第一辅助气体腔喷出的第一辅助气体射流均匀分布在水射流周边与水射流同轴喷出，第二辅助气体腔中的气体经由对应喷气口形成第二辅助气体射流喷出，从而形成双辅助气体射流，能够有效抑制加工过程中从工件表面反射的水滴对水射流的干扰作用，从而增强加工过程的稳定性，大大提高水导激光加工精度与效率。

2、本实用新型可直接在前座体中加工出第一辅助气体腔、第二辅助气体腔等结构，不会占用额外空间，相比于现有技术结构大大简化。

3、本实用新型的第一辅助气体腔和第二辅助气体腔互不连通，从而可以形成互不干扰的双辅助气流，并且可采用不同气体种类和流量的辅助气流配合抑制加工过程中从工件表面反射的水滴对水射流的干扰作用，增强加工过程的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1为后座体，2为激光，3为聚焦透镜，4为窗口透镜，5为液压腔，6为水射流，7为喷嘴，8为第一辅助气体腔，9为第二辅助气体腔，10为喷气口，11为第二辅助气体射流，12为前座体，13为喷射腔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

如图1所示，本实用新型包括壳体、前座体12和后座体1，所述前座体12和后座体1均设于所述壳体中，且所述前座体12和后座体1之间形成液压腔5，所述后座体1中设有聚焦透镜3和窗口透镜4，所述前座体12中设有喷嘴7和喷射腔13，激光2依次经过所述聚焦透镜3和窗口透镜4后聚焦于所述喷嘴7处，液压腔5中的液体经由所述喷嘴7形成水射流6并经由所述喷射腔13喷出，激光2沿着所述水射流6传播形成用于加工的水导激光，所述前座体12后端侧壁上沿着圆周方向均布有多个与所述喷射腔13连通的第一辅助气体腔8，所述前座体12前端侧壁上沿着圆周方向均布有多个第二辅助气体腔9和多个与外部连通的喷气口10，且各个第二辅助气体腔9和各个喷气口10一一对应连通。本实用新型工作时，第一辅助气体腔8喷出的第一辅助气体射流进入所述喷射腔13中，并在所述喷射腔13内均匀分布在水射流6周边与水射流6同轴喷出，而第二辅助气体腔9中的气体经由对应喷气口10形成第二辅助气体射流11喷出并分布在水射流6周围稍远的地方，两路气流可充分保证吹散加工过程中产生的反射水滴，减少加工过程中反射水滴对水射流稳定性的干扰。

所述壳体上设有入液口与所述液压腔5相通，本实施例中，所述液压腔5的液体为高压水。

所述壳体上设有第一入气口与所述第一辅助气体腔8相通，所述第一辅助气体腔8直径取值范围为0.1～5mm，腔体数量为3～20个。本实施例中，所述第一辅助气体腔8直径为3mm，且沿圆周方向共均布有12个第一辅助气体腔8。

所述壳体上设有第二入气口与所述第二辅助气体腔9相通，所述第二辅助气体腔9直径取值范围为0.1～10mm，腔体数量为3～20个，喷气口10直径和数量与第二辅助气体腔9相等。本实施例中，所述第二辅助气体腔9和喷气口10直径均为5mm，且沿圆周方向共均布有12个第二辅助气体腔9。

所述第一辅助气体腔8和第二辅助气体腔9互不连通，其中第一辅助气体腔8喷射的气体流量取值范围为0.1～50L/min，第二辅助气体腔9喷射的气体流量取值范围为0.1～100L/min，第一辅助气体腔8和第二辅助气体腔9内可通入的气体包括氢气、氦气、氮气、氧气、空气、二氧化碳、氩气等，但需保证第一辅助气体腔8和第二辅助气体腔9气体种类和流量不同。

本实用新型的工作原理为：

本实用新型工作时，激光2依次经过所述聚焦透镜3和窗口透镜4后聚焦于所述喷嘴7处，液压腔5中的液体经由所述喷嘴7形成水射流6并经由所述喷射腔13喷出，激光2沿着所述水射流6传播形成用于加工的水导激光，第一辅助气体腔8喷出的第一辅助气体射流进入所述喷射腔13中，并在所述喷射腔13内均匀分布在水射流6周边与水射流6同轴喷出，而第二辅助气体腔9中的气体经由对应喷气口10形成第二辅助气体射流11喷出，进而通过双路辅助气体形成与水射流6同轴的辅助气体射流，当加工过程中产生的反射水滴前进到水射流附近时，双辅助气体射流均布于水射流周围，能及时将反射水滴吹除，防止其影响水射流6的稳定性，有利于提高加工精度与加工效率，此外本实用新型可直接在前座体12中加工出两路辅助气体腔，不会占用额外空间，相比于现有技术结构大大简化。

Claims (5)

1.一种采用双辅助气体的水导激光加工装置，其特征在于：包括壳体、前座体(12)和后座体(1)，所述前座体(12)和后座体(1)均设于所述壳体中，且所述前座体(12)和后座体(1)之间形成液压腔(5)，所述后座体(1)中设有聚焦透镜(3)和窗口透镜(4)，所述前座体(12)中设有喷嘴(7)和喷射腔(13)，激光(2)依次经过所述聚焦透镜(3)和窗口透镜(4)后聚焦于所述喷嘴(7)处，液压腔(5)中的液体经由所述喷嘴(7)形成水射流(6)并经由所述喷射腔(13)喷出，所述前座体(12)后端侧壁上设有与所述喷射腔(13)连通的第一辅助气体腔(8)，所述前座体(12)前端侧壁上设有第二辅助气体腔(9)以及与外部连通的喷气口(10)，且所述第二辅助气体腔(9)和喷气口(10)一一对应连通。

2.根据权利要求1所述的采用双辅助气体的水导激光加工装置，其特征在于：所述前座体(12)后端侧壁上沿着圆周方向均布有多个第一辅助气体腔(8)、前端侧壁上沿着圆周方向均布有多个第二辅助气体腔(9)和多个喷气口(10)。

3.根据权利要求1所述的采用双辅助气体的水导激光加工装置，其特征在于：所述壳体上设有入液口与所述液压腔(5)相通。

4.根据权利要求1所述的采用双辅助气体的水导激光加工装置，其特征在于：所述壳体上设有第一入气口和第二入气口，且第一入气口与第一辅助气体腔(8)相通，第二入气口与第二辅助气体腔(9)相通。

5.根据权利要求4所述的采用双辅助气体的水导激光加工装置，其特征在于：所述第一辅助气体腔(8)和第二辅助气体腔(9)腔内气体种类和流量均不同。

Images