專利名稱：數(shù)控激光切割頭及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切割加工設(shè)備及其制造方法，特別是CO2數(shù)控激光切割機(jī)的激光切割頭及其制造方法。
背景技術(shù)：
數(shù)控激光切割頭是先進(jìn)切割加工設(shè)備CO2數(shù)控激光切割機(jī)的主要部件?，F(xiàn)有的數(shù)控激光切割頭主要由聯(lián)接管、鏡座盒、水冷組件、聚焦鏡座組件、聚焦鏡片、通氣組件、調(diào)節(jié)螺母、高強(qiáng)度絕緣隔離套、過渡嘴、切割嘴等主要部件組成，過渡嘴內(nèi)孔為直筒式，構(gòu)成水冷組件的上、下部分是組合而成的水冷套件，激光切割頭的主要部件材料采用LY硬鋁。這樣的激光切割頭存在以下缺陷一是直筒式過渡嘴內(nèi)孔加大了氣壓與光能量的損耗，聚焦效果較差、焦點(diǎn)直徑較大，影響切割精度與切割質(zhì)量，降低了板材利用率；二是在水冷套件的制造方法上，冷卻水槽與套件主體分開制作，再通過銀釬焊接將兩者組合而成，不僅加工工序多、成本高，而且密封性較差，增加光能量的損耗；三是在激光切割頭的選材設(shè)計(jì)上，主要部件材料采用LY硬鋁，較難保證激光切割頭高強(qiáng)度、高耐壓性、高導(dǎo)熱性的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氣壓與光能量的損耗小、聚焦效果好、密封性好、被切割的板材厚度更大、板材利用率高、并具有高強(qiáng)度、高耐壓性和高導(dǎo)熱性的數(shù)控激光切割頭。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明數(shù)控激光切割頭包括聯(lián)接管、鏡座盒、水冷組件、聚焦鏡座組件、聚焦鏡片、通氣組件、調(diào)節(jié)螺母、高強(qiáng)度絕緣隔離套、過渡嘴和切割嘴，所述過渡嘴內(nèi)孔為倒錐形，錐度為15°-20°；所述水冷組件的上、下部分均是整體式環(huán)形冷卻水道結(jié)構(gòu)。
在水冷組件的制造方法上，整體式環(huán)形冷卻水道結(jié)構(gòu)的環(huán)形冷卻水槽是一次性機(jī)械加工成型的；上述數(shù)控激光切割頭的主要部件在選材設(shè)計(jì)上，鏡座盒、水冷組件、聚焦鏡座組件、通氣組件和調(diào)節(jié)螺母采用超高強(qiáng)度硬鋁LC4制作。
采用以上技術(shù)方案，可取得以下效果1、經(jīng)高精加工的倒錐形過渡嘴內(nèi)孔，可最大限度地減少高壓CO2氣體與光能量的損耗，使從切割嘴射出的焦點(diǎn)直徑比現(xiàn)有激光切割頭聚焦的焦點(diǎn)更小，焦點(diǎn)的功率密度及光能量密度更大，大大提高了切割質(zhì)量及切割效率，所切割的板材厚度比同功率的激光切割機(jī)所能切割的板材厚度更大，板材利用率更高。
2、水冷組件的環(huán)形冷卻水槽是一次性加工成型的，加工工藝簡單、產(chǎn)品精度高，制造成本低，且整體式環(huán)形冷卻水道結(jié)構(gòu)有效地提高了水冷組件的冷卻效果，密封性達(dá)100％。
3、由于LC4比LY硬鋁具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好、耐蝕性好、易加工等優(yōu)點(diǎn)，大大提高了激光切割頭的冷卻效果和耐壓性，充分保證了聚焦鏡片不因聚焦而產(chǎn)生熱變形，產(chǎn)品制造精度更高，水氣密封效果更好，整個(gè)激光切割頭強(qiáng)度更高、質(zhì)更輕。
四

圖1是本發(fā)明數(shù)控激光切割頭主剖視示意圖。
五具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明數(shù)控激光切割頭主要由聯(lián)接管1、鏡座盒2、水冷組件3、聚焦鏡座組件4、聚焦鏡片5、通氣組件6、調(diào)節(jié)螺母7、高強(qiáng)度絕緣隔離套8、過渡嘴9、切割嘴10等主要部件組成。過渡嘴內(nèi)孔9-1為倒錐形，錐度為18°；水冷組件的上、下部分均是整體式環(huán)形冷卻水道結(jié)構(gòu)，環(huán)形冷卻水槽3-1是一次性機(jī)械加工成型的；數(shù)控激光切割頭的主要部件鏡座盒2、水冷組件3、聚焦鏡座組件4、通氣組件6和調(diào)節(jié)螺母7采用超高強(qiáng)度硬鋁LC4制作。工作時(shí)激光光源由激光發(fā)生器經(jīng)導(dǎo)光系統(tǒng)傳遞至激光切割頭，經(jīng)聯(lián)接管1、鏡座盒2、密封性達(dá)100％的水冷套組件3，傳至聚焦鏡座組件4，通過聚焦鏡片5將激光光源進(jìn)行聚焦，聚焦后的激光束11-1經(jīng)通氣組件6、隔離套8、過渡嘴9，從切割嘴10上Φ1.5的中心小孔10-1射出，以形成比常規(guī)焦點(diǎn)更小，焦點(diǎn)的功率密度及光能量密度更大的激光束11-1；而壓力達(dá)2×106pa的高壓CO2切割輔助氣體經(jīng)密封性達(dá)100％的通氣組件6送入激光切割頭，一方面對聚焦鏡片5進(jìn)行降溫，保持鏡片的清潔和不變形，另一方面保持高氣壓從切割嘴10上Φ1.5的中心小孔與激光束11-1同軸高壓輸出；輸出的高壓CO2輔助氣體11-2與高能量密度的激光束11-1對板材進(jìn)行高精、高質(zhì)、高速、高效、小余量的切削，擴(kuò)展了激光切割機(jī)的切割范圍及切割性能。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控激光切割頭，包括聯(lián)接管(1)、鏡座盒(2)、水冷組件(3)、聚焦鏡座組件(4)、聚焦鏡片(5)、通氣組件(6)、調(diào)節(jié)螺母(7)、高強(qiáng)度絕緣隔離套(8)、過渡嘴(9)和切割嘴(10)，其特征是所述過渡嘴9的內(nèi)孔(9-1)為倒錐形，所述水冷組件(3)的上、下部分均是整體式環(huán)形冷卻水道結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)控激光切割頭，其特征是所述過渡嘴內(nèi)孔(9-1)的錐度為15°-20°。
3.一種制造權(quán)利要求1或2所述數(shù)控激光切割頭的方法，其特征是所述整體式環(huán)形冷卻水道結(jié)構(gòu)的環(huán)形冷卻水槽(3-1)是一次性機(jī)械加工成型的；數(shù)控激光切割頭的主要部件鏡座盒(2)、水冷組件(3)、聚焦鏡座組件(4)、通氣組件(6)和調(diào)節(jié)螺母(7)采用超高強(qiáng)度硬鋁LC4制作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于CO2數(shù)控激光切割機(jī)的數(shù)控激光切割頭及其制造方法。數(shù)控激光切割頭包括聯(lián)接管1、鏡座盒2、水冷組件3、聚焦鏡座組件4、聚焦鏡片5、通氣組件6、調(diào)節(jié)螺母7、高強(qiáng)度絕緣隔離套8、過渡嘴9和切割嘴10，所述過渡嘴內(nèi)孔9－1為倒錐形，所述水冷組件的上、下部分均是整體式環(huán)形冷卻水道結(jié)構(gòu)，其環(huán)形冷卻水槽3－1是一次性機(jī)械加工成型的；主要部件鏡座盒2、水冷組件3、聚焦鏡座組件4、通氣組件6和調(diào)節(jié)螺母7采用超高強(qiáng)度硬鋁LC4制作。采用以上技術(shù)使數(shù)控激光切割頭在使用時(shí)氣壓與光能量的損耗小、聚焦效果好、密封性好、被切割的板材厚度更大、板材利用率高，并具有高強(qiáng)度、高耐壓性和高導(dǎo)熱性。
文檔編號B23K26/42GK1827282SQ20061004351
公開日2006年9月6日 申請日期2006年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月6日
發(fā)明者邱祿魁, 戴玉花 申請人:龍巖理尚精密機(jī)械有限公司