水射流精確切割微型工件支架的制作方法
【專利摘要】用于水射流精確切割微型工件的支架，與高壓水射流系統(tǒng)在切割微型工件時配合使用能夠起到快速定位、遠(yuǎn)距離切割和精確導(dǎo)向的作用。支架由靶盤(1)、防水罩(2)、彈簧(3)、噴頭擺動架(4)、把手(5)、控制線(6)、控制扶手(7)組成；靶盤與防水罩以相同弧度嵌合方便快速分離，其它配件間由螺絲連接。靶盤中心位置開與工件大小形狀相同的孔方便定位，防水罩起到防止水射流水流和磨料大量飛濺的作用并在四周開沖水孔，彈簧控制噴頭的初始位置和分割后自動回彈，噴頭擺動架僅可一維擺動以證切割路徑為直線。此設(shè)備解決了精細(xì)切割小型工件的定位問題，水射流設(shè)備切割中的飛濺問題和精確控制問題。
【專利說明】
水射流精確切割微型工件支架
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種水射流切割微小工件過程中所用支架，與水射流系統(tǒng)中的噴頭配合使用。
【背景技術(shù)】
[0002]磨料水射流切割技術(shù)是20世紀(jì)80年代迅速發(fā)展起來的一種新型切割技術(shù)，由于其具有熱影響小、反作用小、切割速度高和切口質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)被稱為“萬能切割刀”，而且由于水射流切割是唯一的冷切割方式，再加上水是主要介質(zhì)，切割時不會產(chǎn)生火花，可以安全應(yīng)用于易燃易爆的工作場所，避免熱力切割帶來的不良后果。對于不同的工件來說應(yīng)有不同的載體與水射流系統(tǒng)相配合即相應(yīng)的切割平臺，磨料水射流切割運(yùn)動平臺是水射流系統(tǒng)的重要組成部分。切割運(yùn)動平臺是噴頭的載體，也是實(shí)現(xiàn)噴頭線切割的運(yùn)動部件。切割平臺的運(yùn)動速度及運(yùn)行的平穩(wěn)性將直接影響水射流切割效果。
[0003]作為重要的支撐及運(yùn)動機(jī)構(gòu)，水射流切割運(yùn)動平臺應(yīng)具有如下的基本功能:I)固定噴頭，噴頭是切割的最前沿執(zhí)行機(jī)構(gòu)，切割支架應(yīng)起到良好的支撐噴頭的功能。由于水射流噴嘴直徑極小，僅有0.8mm，射流很細(xì)，切割工件時割縫比較窄。若噴頭不能固定在一個穩(wěn)定的機(jī)構(gòu)上，靠人工手持噴頭是不能保證切割沿直線進(jìn)行的。射流造成的反沖力使得噴頭始終處在晃動狀態(tài)，切割工件表面會留下許多射流產(chǎn)生的沖擊坑，而不會是一條直縫。2)保持穩(wěn)定，，磨料水射流壓力達(dá)到30MPa，射流中心速度高達(dá)200m/s，其反沖力巨大。噴頭后端直接與高壓管路進(jìn)行連接，管路中充滿高壓水，重量相當(dāng)大，會給整個切割平臺形成負(fù)載。由于磨料水射流能量集中于射流中心區(qū)域，而離噴嘴較遠(yuǎn)處，射流發(fā)生分散，能量下降明顯，因此，切割作業(yè)過程中，應(yīng)使用合適的切割平臺控制噴嘴與工件之間的距離。4)直線運(yùn)動功能，在很多情況下對于工件的切割沒有復(fù)雜的切割要求，如切弧線或者精密切割，只需簡單的在工件表面切開一條縫隙或者切斷工件。因此，切割運(yùn)動平臺的運(yùn)動功能要求就是能夠沿直線進(jìn)行運(yùn)動或滑動，并帶動噴頭進(jìn)行直線運(yùn)動。4)速度控制，磨料水射流的切割能力與系統(tǒng)壓力、磨料體積比、噴嘴直徑等參數(shù)有關(guān)，當(dāng)這些參數(shù)都確定的情況下，磨料射流的切割能力也是固定的。噴頭移動速度慢，對材料的打擊時間長，則割縫深;噴頭移動速度快，射流對材料的打擊時間短，則割縫淺。為獲得最佳的切割效果，需要對移動的速度進(jìn)行人工控制。在滿足上述4個基本功能要求的前提下，水射流切割運(yùn)動平臺應(yīng)盡量輕便，方便工人運(yùn)輸，且操作過程應(yīng)盡可能的簡單。
[0004]除滿足上述功能外，對于切割微小工件來說還應(yīng)滿足快速定位、方便拆卸和精確切割的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種適于微小工件的水射流切割平臺，方便的與水射流噴頭相匹配，完成快速定位、準(zhǔn)確切割、直線切割和速度控制的基本切割要求。
[0006]—種水射流精確切割微型工件支架，其特征是:靶盤(I)、防水罩(2)、彈簧(3)、噴頭擺動架(4)、把手(5)、控制線(6)、控制扶手(7)組成，前端設(shè)計為與靶盤貼合快速定位，后端設(shè)計為保持穩(wěn)定的把手及操作用控制扶手并以控制線為聯(lián)接從而控制噴頭轉(zhuǎn)動切割。
【附圖說明】
[0007]圖1為定位靶盤，中間開口隨工件大小形狀而定，四周為磁性片。
[0008]圖2為水射流設(shè)備精確切割微型工件支架
[0009 ] 1-靶盤、2-防水罩、3-彈簧、4-噴頭擺動架、5-把手、6_控制線、7_控制扶手
【具體實(shí)施方式】
[0010]靶盤中心開口應(yīng)與待切割工件形狀及大小相吻合，開口周圍涂塑膠漆以防止切割中水射流對靶盤本身的破壞。靶盤內(nèi)測底部四周黏合四片磁性片以提供一定吸力，方便在鋼鐵結(jié)構(gòu)上的固定。靶盤邊緣翹起一定角度，角度大小無具體要求，但需滿足與防水罩邊緣形狀形同，二者在無需固定件的情況下自然貼合，一般以30°到60°為宜。
[0011]防水罩為兩片分體式結(jié)構(gòu)在中縫位置以螺栓連接便于內(nèi)部噴頭擺動支架及噴頭的拆換。防水罩與靶盤貼合處需與靶盤底部有相同形狀和尺寸以便能夠貼合。防水罩邊緣與靶盤貼合處四周開孔以便水流和磨料的流出。
[0012]彈簧一側(cè)與靶盤線相連接，另一側(cè)與噴頭擺動架連接。彈簧主要功能為通過控制噴頭擺動架的初始位置進(jìn)而控制水射流的初始切割位置，并在人員切割過程中提供一定拉力，使人員能夠感知切割距離。
[00?3]嗔頭擺動架主要起固定嗔頭和轉(zhuǎn)動切割的作用。嗔頭具體大小形狀隨嗔頭尺寸而定，運(yùn)動上僅保留一個自由度即在切割方向上轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動中心為與防水罩頂端相連。
[0014]把手前端與防水罩以螺栓相連，把手為方便人員操作而設(shè)計，僅起部分支撐作用。大小和材質(zhì)可根據(jù)不同要求而定，一般來說出于安全考慮把手長度應(yīng)在0.5米以上，兩把手間夾角控制在60°左右。把手末端應(yīng)套有與人手抓握形狀相吻合的膠套，保證人員操作的舒適性。
[0015]控制線起到將控制扶手與最前端的噴頭擺動架相連接從而控制切割的作用。在此路徑上設(shè)有與把手和防水罩相連接的小鐵環(huán)，控制線在環(huán)中穿過保證控制線的路徑不變。控制線材質(zhì)應(yīng)選用多股鋼絲繩，堅固耐磨且具有較好的柔韌性。
[0016]控制扶手為整個支架的操作構(gòu)件，操作人員通過緩慢握緊和松開控制扶手即可完成水射流的直線切割。控制扶手一側(cè)固定在把手上另一側(cè)為活動的操作端。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水射流精確切割微型工件支架，包括:由靶盤(I)、防水罩(2)、彈簧(3)、噴頭擺動架(4)、把手(5)、控制線(6)、控制扶手(7)組成，前端設(shè)計為與靶盤貼合快速定位，后端設(shè)計為保持穩(wěn)定的把手及操作用控制扶手并以控制線為聯(lián)接從而控制噴頭轉(zhuǎn)動切割。2.如權(quán)利要求1所述一種水射流精確切割微型工件支架，其特征是:靶盤(I)與防水罩(2)為分體設(shè)計之間沒有固定件，僅以一定弧度配合。3.如權(quán)利要求1所述一種水射流精確切割微型工件支架，其特征是:噴頭擺動架(4)的初始位置由彈簧(3)控制，其運(yùn)動由控制線(6)牽引。4.如權(quán)利要求1所述一種水射流精確切割微型工件支架，其特征是:控制扶手(7)安裝在把手(5)上，對控制扶手(7)進(jìn)行操控，通過控制線(6)牽動噴頭擺動架(4)進(jìn)行轉(zhuǎn)動切割。
【文檔編號】B24C9/00GK105965397SQ201610346292
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】聶百勝, 李默庚, 孟筠青
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)(北京)