專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用氣流穩(wěn)定焦點(diǎn)位置的多孔切割嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用氣流穩(wěn)定焦點(diǎn)位置的多孔切割嘴，屬于機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種用于對(duì)薄板進(jìn)行激光切割的多孔噴氣切割嘴。
背景技術(shù)：
激光切割的原理是激光束聚焦在被切割材料表面，利用焦點(diǎn)處極高的能量密度使材料融化或者汽化，同時(shí)通過(guò)切割嘴噴出的高速氣體輔助切割。要實(shí)現(xiàn)良好的連續(xù)切割，必須滿(mǎn)足焦點(diǎn)始終位于被切割材料的表面。當(dāng)切割材料面積較大時(shí)，由于材料本身的不平整度或裝夾工具的不平整度，要保證焦點(diǎn)始終位于被切割材料表面變得很困難，從而影響激光切割的效果。目前通常使用的技術(shù)有2種，一種是接觸式方法，采用壓住或者夾住金屬薄板的方法，來(lái)達(dá)到激光切割過(guò)程中焦點(diǎn)在材料表面位置恒定的目的；另一種通過(guò)電容傳感器方式，利用金屬切割嘴與被切割材料之間的電容效應(yīng)，實(shí)時(shí)調(diào)整切割嘴與被切割材料的距離。這兩種方法都有其局限性:方法一必須與材料保持接觸，可能會(huì)破壞材料，同時(shí)也會(huì)因?yàn)楸仨毐３纸佑|而導(dǎo)致使用上的一些限制；方法二必須適用于導(dǎo)體材料切割，同時(shí)必須有電動(dòng)的Z軸來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)整切割嘴與被切割材料距離，電容傳感器及其配套裝置成本高，容易受到干擾。另有一種新型的方法，采用具有較大接觸面的單孔切割嘴，能夠利用切割嘴吹出的高壓氣體產(chǎn)生的負(fù)壓效應(yīng)，把被切割材料吸附到切割嘴附近，保持距離穩(wěn)定。這種方法有一個(gè)弊端，當(dāng)被切割材料表面已經(jīng)有被切割過(guò)的圖案時(shí)，單孔吹氣的負(fù)壓效果會(huì)產(chǎn)生變化，導(dǎo)致切割嘴與被切割材料的距離隨著切割過(guò)程的進(jìn)行發(fā)生變化。因此，利用一種新型的切割嘴形狀，在激光切割過(guò)程中使激光焦點(diǎn)始終穩(wěn)定在材料表面上，且不隨切割的進(jìn)行而發(fā)生變化具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決以上加工技術(shù)問(wèn)題，發(fā)明一種針對(duì)激光切割薄板時(shí)使用的利用氣流穩(wěn)定焦點(diǎn)位置的多孔切割嘴，該種切割嘴可以使得在激光切割過(guò)程中激光焦點(diǎn)始終穩(wěn)定在材料表面上，且不隨切割的進(jìn)行而發(fā)生變化。采用一種新型的切割嘴結(jié)構(gòu)，相比之前傳統(tǒng)的切割嘴，本切割嘴具有一個(gè)較大的平面，當(dāng)高壓氣體通過(guò)切割嘴中心的小孔吹向材料表面時(shí)，切割嘴與材料之前的空氣高速流動(dòng)，由流體力學(xué)可知，高速流動(dòng)的氣體壓力比靜止的氣體壓力低，從而導(dǎo)致材料下表面所受氣體壓力大于材料上表面所受氣體壓力，使材料貼近切割嘴，與切割嘴向外吹出的氣體壓力保持平衡，從而保持切割嘴與被切割材料距離恒定，達(dá)到焦距穩(wěn)定在被切割材料表面的目的。同時(shí)，本切割嘴至少具有一組外環(huán)吹氣孔，外環(huán)氣孔也吹出高壓氣體，當(dāng)切割嘴中心氣孔下方有被切割掉的鏤空區(qū)域，從而引起中心氣孔負(fù)壓吸附效果發(fā)生變化時(shí)，外環(huán)氣孔依然能夠保持負(fù)壓吸附，從而達(dá)到穩(wěn)定焦點(diǎn)于被切割材料表面的目的。通過(guò)切割嘴形狀的獨(dú)特設(shè)計(jì)，可以使得在切割過(guò)程中焦點(diǎn)始終穩(wěn)定在被切割材料的表面，同時(shí)在切割過(guò)程中不受影響。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解。圖1切割嘴形狀圖 圖2切割嘴作用原理圖
具體實(shí)施例方式采用一種新型的切割嘴結(jié)構(gòu)，相比之前傳統(tǒng)的切割嘴，本切割嘴具有一個(gè)較大的平面，當(dāng)高壓氣體通過(guò)切割嘴中心的小孔吹向材料表面時(shí)，切割嘴與材料之前的空氣高速流動(dòng)，由流體力學(xué)可知，高速流動(dòng)的氣體壓力比靜止的氣體壓力低，從而導(dǎo)致材料下表面所受氣體壓力大于材料上表面所受氣體壓力，使材料貼近切割嘴，與切割嘴向外吹出的氣體壓力保持平衡，從而保持切割嘴與被切割材料距離恒定，達(dá)到焦距穩(wěn)定在被切割材料表面的目的。同時(shí)，本切割嘴至少具有一組外環(huán)吹氣孔，外環(huán)氣孔也吹出高壓氣體，當(dāng)切割嘴中心氣孔下方有被切割掉的鏤空區(qū)域，從而引起中心氣孔負(fù)壓吸附效果發(fā)生變化時(shí)，外環(huán)氣孔依然能夠保持負(fù)壓吸附，從而達(dá)到穩(wěn)定焦點(diǎn)于被切割材料表面的目的。應(yīng)用此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所需的加工方法容易達(dá)到較高的加工精度，加工簡(jiǎn)單易行，加工成本低。雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種利用氣流穩(wěn)定焦點(diǎn)位置的多孔切割嘴。
2.其特征在于，該切割嘴具有新型結(jié)構(gòu)，即具有一個(gè)較大的平面，平面中心為切割嘴的中心小孔，而且周?chē)鶆蚍植纪猸h(huán)吹氣孔，高壓氣體同時(shí)從外環(huán)中心孔和切割嘴的中心孔通過(guò)，由此可保證當(dāng)切割嘴中心氣孔下方有被切割掉的鏤空區(qū)域而引起的中心氣孔負(fù)壓吸附效果發(fā)生變化時(shí)，外環(huán)氣孔依然能夠保持負(fù)壓吸附，從而達(dá)到穩(wěn)定焦點(diǎn)于被切割材料表面的目的。
全文摘要
一種利用氣流穩(wěn)定焦點(diǎn)位置的多孔切割嘴。該切割嘴具有新型結(jié)構(gòu)，即具有一個(gè)較大的平面，平面中心為切割嘴的中心小孔，而且周?chē)鶆蚍植纪猸h(huán)吹氣孔，高壓氣體同時(shí)從外環(huán)中心孔和切割嘴的中心孔通過(guò)，由此可保證當(dāng)切割嘴中心氣孔下方有被切割掉的鏤空區(qū)域，從而引起中心氣孔負(fù)壓吸附效果發(fā)生變化時(shí)，外環(huán)氣孔依然能夠保持負(fù)壓吸附，從而達(dá)到穩(wěn)定焦點(diǎn)于被切割材料表面的目的，同時(shí)在切割過(guò)程中不受影響。
文檔編號(hào)B23K26/14GK103212838SQ20121001571
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者魏志凌, 寧軍, 程曄 申請(qǐng)人:昆山思拓機(jī)器有限公司