CN2548746Y - 数控超高压水切割机 - Google Patents

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武子全
张行舫
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Abstract

数控超高压水切割机，包括数控水射流切割平台和超高压水射流发生器。按机器的X、Y、Z三坐标轴配置了进给电机，通过数控X轴电机、Y轴电机、Z轴电机，分别驱动X轴丝杠螺母、Y轴丝杠、Z轴丝杠，带动高压枪头沿X轴左右、沿Y轴前后、沿Z轴升降移动。超高压水射流发生器，包括柱塞泵、蓄能器、能量转换器，经柱塞泵形成的超高压水进入蓄能器，蓄能器将超高压水供给能量转换器，形成超高压水射流，超高压水射流混同沙子一起由高压枪头射出形成水刀，通过数控使水刀沿设计的图形切割。本实用新型具有切割速度快、切缝小、切口光滑、加工成本低、无污染等优点。

Description

数控超高压水切割机
(一)技术领域
本实用新型属于一种金属及非金属材料切割机械，特别涉及将水压增至超高压混同沙子一起由高压枪头射出形成水刀，通过数控使水刀沿设计图形移动切割材料的一种数控超高压水切割机。
(二)背景技术
现在应用在生产中的有剪刀式切割、砂轮切割、锯式切割、气体切割等许多切割方式，每种切割对所切割的材料都有局限性，如坚硬的石材、陶瓷、玻璃等很难切割。用上述的切割方法，不但切缝较宽浪费材料，而且切口有飞边毛刺、不够光滑平整、还会带来热变形，切口处还得需要二次加工，加工效率低，加大成本。
(三)发明内容
本实用新型要解决的技术问题，是使数控水射流切割平台与超高压水射流发生器组合，成为数控超高压水切割机。
采用的技术方案是：
数控超高压水切割机，是由数控水射流切割平台和超高压水射流发生器组成。
数控水射流切割平台，包括横梁、立柱、导轨架、滚珠丝杠、直线导轨、水槽、进给电机、电脑数控电路。按机器的X、Y、Z三坐标轴配置，滚珠丝杠又分为X轴丝杠、Y轴丝杠和Z轴丝杠，直线导轨又分为X轴导轨、Y轴导轨进给电机又分为X轴电机、Y轴电机和Z轴电机。2个Y轴导轨水平固定在导轨架两侧，横梁固定在两个立柱顶端，构成龙门式结构，两立柱架设在2个Y轴导轨上，可沿Y轴导轨滑动，导轨架顶部装设水槽。水槽上面铺设刚性筛网。X轴导轨固定在横梁上。X轴丝杠配装丝杠螺母固定在横梁上，2个Y轴丝杠配装丝杠螺母其两端以轴承支撑安装在导轨架两侧，Z轴丝杠配装丝杠螺母一端以轴承支撑安装在连接套内，连接套与丝杠螺母固定连接。X轴电机装在X轴溜板上，X轴电机与X轴丝杠螺母通过齿型带连接，Y轴电机装在电机支撑座上并固定在导轨架上，Y轴电机与安装在导轨架两侧的Y轴丝杠通过两条同步齿型带连接。Z轴电机装在Z轴溜板上，Z轴电机与Z轴丝杠连接，连接套与高压枪头固定连接，连接套可沿Z轴溜板升降滑动，Z轴溜板固定在X轴溜板上。数控电路(外购成套电路)连接X、Y、Z轴驱动器，再分别连接X轴电机、Y轴电机、Z轴电机。当X轴电机工作，驱动X轴齿型带，将动力传给X轴丝杠螺母，带动高压枪头沿X轴左右移动，当Y轴电机工作，驱动两个Y轴同步齿型带，将动力传给导轨架两侧Y轴丝杠上，带动高压枪头沿Y轴前后移动，当Z轴电机工作，驱动Z轴丝杠，将动力传给Z轴丝杠螺母，再传给与Z轴丝杠螺母相连接的连接套，带动高压枪头升降移动，三座标轴配置的电机，通过电脑数控可使由高压枪头形成的水刀沿复杂的平面曲线和图形精确切割材料。
超高压水射流发生器，由增压、驱动和水源三部分组成。增压部分，包括柱塞泵、蓄能器、单向阀组、高压管和能量转换器、驱动部分，包括油泵、电磁溢流阀、电液换向阀、输油管、水源部分，包括低压水泵、低压水软管。单向阀组、蓄能器、能量转换器之间通过高压管高压密封连接，形成高压密封管路，柱塞泵上的高压缸两端与高压密封管路上的单向阀组连接，低压水泵通过低压水软管连接在单向阀组上。油泵、电磁溢流阀、电液换向阀及柱塞泵上的油缸之间通过输油管连接，形成输油管路。当油泵启动，油泵输出的液压油经电磁溢流阀调整好压力，经电液换向阀，将液压力传给柱塞泵上的油缸，推动油缸活塞往返方向运动，同时低压水泵启动，水通过低压水软管，经单向阀组送入柱塞泵高压缸内，由于油缸活塞往返运动，带动活塞杆往返运动，将低压水压缩增至高压，由单向阀组进入蓄能器，形成超高压水，超高压水由高压管进入能量转换器，由通量转换器形成超高压水射流，高压水射流混同沙子一起由高压枪头射出形成水刀，切割材料。
上述的沙由装设在横梁上的供沙装置供给，通过针形阀调整沙量，沙靠超高压水射流产生的负压进入水刀。
本实用新型具有效率高、能耗低、切割速度快、切缝小、切口光滑、加工成本低、可广泛应用于航空、船舶、汽车、制衣、电子、建筑、广告等行业。
(四)附图说明
图1为数控超高压水切割机结构示意图。图2为数控超高压水切割机的数控水射流切割平台传动原理图。图3为数控超高压水切割机的超高压水射流发生器原理图。
(五)具体实施方式
数控超高压水切割机，包括数控水射流切割平台和超高压水射流发生器。数控水射流切割平台，包括横梁1、立柱2、导轨架3、滚珠丝杠、直线导轨、水槽12、进给电机和电脑数控电路。按机器的X、Y、Z三坐标轴配置，滚珠丝杠又分为X轴丝杠4、Y轴丝杠5和Z轴丝杠6，直线导轨又分为X轴导轨7、Y轴导轨8，进给电机又分为X轴电机9、Y轴电机10和Z轴电机11。2个Y轴导轨8水平固定在导轨架3两侧，横梁1固定在两个立柱2顶端，构成龙门式结构，两立柱2架设在2个Y轴导轨8上，可沿Y轴导轨8滑动，导轨架3顶部装设水槽12。水槽12上面铺设刚性筛网。X轴导轨7固定在横梁1上。X轴丝杠4配装X轴丝杠螺母13，其两端以支撑座固定在横梁1上，2个Y轴丝杠5配装Y轴丝杠螺母14，其两端以轴承支撑安装在导轨架3两侧，Z轴丝杠6配装Z轴丝杠螺母15一端以轴承支撑安装在连接套16内，连接套16与Z轴丝杠螺母15固定连接。X轴电机9装在X轴溜板17上，X轴电机9与X轴丝杠螺母13通过X轴齿型带19连接，Y轴电机10装在电机支撑座上并固定在导轨架3上，Y轴电机10与安装在导轨架3两侧Y轴丝杠5通过两条同步Y轴齿型带20连接，Z轴电机11装在Z轴溜板18上，Z轴电机11与Z轴丝杠6连接。连接套16下端与高压枪头21固定连接，连接套16上端与Z轴丝杠螺母15固定连接，连接套16装设在Z轴溜板18上，可沿Z轴溜板18升降滑动，Z轴溜板18固定在X轴溜板17上。数控电路(外购成套电路)连接X、Y、Z轴驱动器，再分别连接X轴电机9、Y轴电机10、Z轴电机11。当X轴电机9工作，驱动齿型带19，将动力传给X轴丝杠螺母13，带动高压枪头21沿X轴左右移动，当Y轴电机10工作，驱动两个同步齿型带20，将动力传给导轨架3两侧Y轴丝杠5上，带动高压枪头21沿Y轴前后移动，当Z轴电机11工作，驱动Z轴丝杠6，将动力传给Z轴丝杠螺母15，再传给与Z轴丝杠螺母15连接的连接套16带动高压枪头21升降移动，三座标轴配置的电机，通过电脑数控可使由高压枪头形成的水刀沿复杂的平面曲线和图形精确切割材料。
超高压水射流发生器，由增压、驱动和水源三部分组成。增压部分，包括柱塞泵22、蓄能器23、单向阀组24、高压管25和能量转换器26。驱动部分，包括油泵27、电磁溢流阀28、电液换向阀29、输油管30。水源部分，包括低压水泵31、低压水软管32。单向阀组24、蓄能器23、能量转换器26之间通过高压管25连接，高压枪头21连接在能量转换器26上，形成高压管路，柱塞泵22上的高压缸33两端与高压管路上的单向阀组24连接，低压水泵31通过低压水软管32连接在单向阀组24上。油泵27、电磁溢流阀28、电液换向阀29及柱塞泵22上的油缸34之间通过输油管30连接，形成输油管路。当油泵27启动，油泵27输出的液压油经电磁溢流阀28调整好压力，经电液换向阀29，将液压力传给柱塞泵22上的油缸34，推动油缸活塞35往返方向运动，同时低压水泵31启动，水通过低压水软管32，经单向阀组24送入柱塞泵22、高压缸33内，由于油缸活塞35往返运动，带动活塞杆36往返运动，将低压水压缩增至高压，由单向阀组24进入蓄能器23，形成超高压水，超高压水由高压管25进入能量转换器26，由能量转换器26形成超高压水射流，高压水射流混同沙子一起由高压枪头21射出形成水刀，切割材料。
上述的沙由装设在横梁1上的供沙装置供给，通过针形阀调整沙量，沙靠超高压水射流产生的负压进入水刀。

Claims (2)

1、数控超高压水切割机，包括数控水射流切割平台和超高压水射流发生器，其特征在于数控水射流切割平台，包括横梁(1)、立柱(2)、导轨架(3)、滚珠丝杠、直线导轨、水槽(12)、进给电机和电脑数控电路，按机器的X、Y、Z三坐标轴配置，滚珠丝杠又分为X轴丝杠(4)、Y轴丝杠(5)和Z轴丝杠(6)，直线导轨又分为X轴导轨(7)、Y轴导轨(8)，进给电机又分为X轴电机(9)、Y轴电机(10)和Z轴电机(11)，2个Y轴导轨(8)水平固定在导轨架(3)两侧，横梁(1)固定在两个立柱(2)顶端，构成龙门式结构，两立柱(2)架设在2个Y轴导轨(8)上，导轨架(3)顶部装设水槽(12)，水槽(12)上面铺设刚性筛网，X轴导轨(7)固定在横梁(1)上，X轴丝杠(4)配装X轴丝杠螺母(13)，其两端以支撑座固定在横梁(1)上，2个Y轴丝杠(5)配装Y轴丝杠螺母(14)，其两端以轴承支撑安装在导轨架(3)两侧，Z轴丝杠(6)配装Z轴丝杠螺母(15)一端以轴承支撑安装在连接套(16)内，连接套(16)与Z轴丝杠螺母(15)固定连接，X轴电机(9)装在X轴溜板(17)上，X轴电机(9)与X轴丝杠螺母(13)通过X轴齿型带(19)连接，Y轴电机(10)装在电机支撑座上并固定在导轨架(3)上，Y轴电机(10)与安装在导轨架(3)两侧Y轴丝杠(5)通过两条同步Y轴齿型带(20)连接，Z轴电机(11)装在Z轴溜板(18)上，Z轴电机(11)与Z轴丝杠(6)连接，连接套(16)下端与高压枪头(21)固定连接，连接套(16)上端与Z轴丝杠螺母(15)固定连接，连接套(16)装设在Z轴溜板(18)上，Z轴溜板(18)固定在X轴溜板(17)上，数控电路(外购成套电路)连接X、Y、Z轴驱动器，再分别连接X轴电机(9)、Y轴电机(10)、Z轴电机(11)，超高压水射流发生器，包括柱塞泵(22)、蓄能器(23)、单向阀组(24)、高压管(25)和能量转换器(26)、油泵(27)、电磁溢流阀(28)、电液换向阀(29)、输油管(30)、低压水泵(31)、低压水软管(32)，单向阀组(24)、蓄能器(23)、能量转换器(26)之间通过高压管(25)连接，高压枪头(21)连接在能量转换器(26)上，柱塞泵(22)上的高压缸(33)两端与单向阀组(24)连接，低压水泵(31)通过低压水软管(32)连接在单向阀组(24)上，油泵(27)、电磁溢流阀(28)、电液换向阀(29)及柱塞泵(22)上的油缸(34)之间通过输油管(30)连接。
2、根据权利要求1所述的数控超高压水切割机，其特征在于所述的水刀的供沙装置装设在横梁(1)上。
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