專利名稱：一種利用氣流穩(wěn)定焦點位置的多孔切割嘴的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用氣流穩(wěn)定焦點位置的多孔切割嘴，屬于機械設計領域，具體涉及一種用于對薄板進行激光切割的多孔噴氣切割嘴。
背景技術：
激光切割的原理是激光束聚焦在被切割材料表面，利用焦點處極高的能量密度使材料融化或者汽化，同時通過切割嘴噴出的高速氣體輔助切割。要實現(xiàn)良好的連續(xù)切割，必須滿足焦點始終位于被切割材料的表面。當切割材料面積較大時，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，來達到激光切割過程中焦點在材料表面位置恒定的目的；另一種通過電容傳感器方式，利用金屬切割嘴與被切割材料之間的電容效應，實時調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，可能會破壞材料，同時也會因為必須保持接觸而導致使用上的一些限制；方法二必須適用于導體材料切割，同時必須有電動的Z軸來實時調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生的負壓效應，把被切割材料吸附到切割嘴附近，保持距離穩(wěn)定。這種方法有一個弊端，當被切割材料表面已經(jīng)有被切割過的圖案時，單孔吹氣的負壓效果會產生變化，導致切割嘴與被切割材料的距離隨著切割過程的進行發(fā)生變化。因此，利用一種新型的切割嘴形狀，在激光切割過程中使激光焦點始終穩(wěn)定在材料表面上，且不隨切割的進行而發(fā)生變化具有重要意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在解決以上加工技術問題，發(fā)明一種針對激光切割薄板時使用的利用氣流穩(wěn)定焦點位置的多孔切割嘴，該種切割嘴可以使得在激光切割過程中激光焦點始終穩(wěn)定在材料表面上，且不隨切割的進行而發(fā)生變化。采用一種新型的切割嘴結構，相比之前傳統(tǒng)的切割嘴，本切割嘴具有一個較大的平面，當高壓氣體通過切割嘴中心的小孔吹向材料表面時，切割嘴與材料之前的空氣高速流動，由流體力學可知，高速流動的氣體壓力比靜止的氣體壓力低，從而導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，達到焦距穩(wěn)定在被切割材料表面的目的。同時，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壓吸附效果發(fā)生變化時，外環(huán)氣孔依然能夠保持負壓吸附，從而達到穩(wěn)定焦點于被切割材料表面的目的。通過切割嘴形狀的獨特設計，可以使得在切割過程中焦點始終穩(wěn)定在被切割材料的表面，同時在切割過程中不受影響。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實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
具體實施例方式采用一種新型的切割嘴結構，相比之前傳統(tǒng)的切割嘴，本切割嘴具有一個較大的平面，當高壓氣體通過切割嘴中心的小孔吹向材料表面時，切割嘴與材料之前的空氣高速流動，由流體力學可知，高速流動的氣體壓力比靜止的氣體壓力低，從而導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，達到焦距穩(wěn)定在被切割材料表面的目的。同時，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壓吸附效果發(fā)生變化時，外環(huán)氣孔依然能夠保持負壓吸附，從而達到穩(wěn)定焦點于被切割材料表面的目的。應用此結構設計所需的加工方法容易達到較高的加工精度，加工簡單易行，加工成本低。雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
權利要求
1.一種利用氣流穩(wěn)定焦點位置的多孔切割嘴。
2.其特征在于，該切割嘴具有新型結構，即具有一個較大的平面，平面中心為切割嘴的中心小孔，而且周圍均勻分布外環(huán)吹氣孔，高壓氣體同時從外環(huán)中心孔和切割嘴的中心孔通過，由此可保證當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壓吸附效果發(fā)生變化時，外環(huán)氣孔依然能夠保持負壓吸附，從而達到穩(wěn)定焦點于被切割材料表面的目的。
全文摘要
一種利用氣流穩(wěn)定焦點位置的多孔切割嘴。該切割嘴具有新型結構，即具有一個較大的平面，平面中心為切割嘴的中心小孔，而且周圍均勻分布外環(huán)吹氣孔，高壓氣體同時從外環(huán)中心孔和切割嘴的中心孔通過，由此可保證當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壓吸附效果發(fā)生變化時，外環(huán)氣孔依然能夠保持負壓吸附，從而達到穩(wěn)定焦點于被切割材料表面的目的，同時在切割過程中不受影響。
文檔編號B23K26/14GK103212838SQ20121001571
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權日2012年1月19日
發(fā)明者魏志凌, 寧軍, 程曄 申請人:昆山思拓機器有限公司