專利名稱:具有用于噴淋和/或冷卻管件內(nèi)壁的機構(gòu)的激光加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種借由激光束來加工管件的激光加工設(shè)備，該激光加工設(shè)備具有在 激光加工操作之前或期間借由流體來噴淋和/或冷卻管件內(nèi)壁的機構(gòu)，其中用于噴淋和/ 或冷卻管件內(nèi)壁的機構(gòu)具有用于流體的噴嘴，該噴嘴在管件的縱向上被引入到管件中。
背景技術(shù)：
在激光切削期間，濺片或熔渣在與切削邊緣相對的工件的內(nèi)部處附連到工件。這 使得后加工工件成本高昂，后加工例如噴砂。尤其在由特種鋼制造的工件時會出現(xiàn)這種問題。
類似地，由在刺穿或切削中過量的激光能量引起的工件上與切削邊緣相對的側(cè)面 上的變色可能導(dǎo)致成本高昂的后加工，后加工例如研磨或拋光。在具有大壁厚和復(fù)雜輪廓 的管件中，可能發(fā)生由材料中的急劇加熱引起的熱腐蝕。尤其在由特種鋼制造的工件時會 出現(xiàn)這種問題。
EP 154700A1提出了一種剛性冷卻和/或沖洗噴槍。噴槍被引入到要加工的工件 中且使得可能實施吸出提取和冷卻。氣體/空氣混合物被用來捕獲在噴槍內(nèi)部的熔渣。
從JP 62-183985A和從JP 11-090661A可獲知現(xiàn)有技術(shù)，獨立權(quán)利要求
的前序部 分基于該現(xiàn)有技術(shù)。
JP 62-183985A描述了一種用于包層鋼材管件的設(shè)備和方法。用于包層的粉末被 施加到管件的外壁且借由激光束熔化。在管件的內(nèi)部，冷卻水在朝向激光束的加工點的方 向上借由安裝到管道的末端的噴嘴被噴灑到管件內(nèi)壁上。
JP 11-090661A公開了一種用于激光切削管材的設(shè)備和方法。為了加工管材，激光 束從外部被導(dǎo)向到管材的壁上。在切削期間，用于冷卻空氣的管道被插入到管材的內(nèi)部一 定深度，使得布置在管道的末端的噴嘴在插入方向上設(shè)置成超出激光束的加工點。從噴嘴 逸出的冷卻空氣以與管道的插入方向相反的方向被導(dǎo)向且隨后傳送經(jīng)過激光束的加工點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標是更加有效地防止源自加工的在管件內(nèi)部的附連沉積。
該目標是通過一種借由激光束來加工管件的激光加工設(shè)備來實現(xiàn)的，所述激光加 工設(shè)備具有在激光加工操作之前或者期間借由流體來噴淋和/或冷卻管件內(nèi)壁的機構(gòu)，其 中，用于噴淋和/或冷卻管件內(nèi)壁的機構(gòu)具有用于流體的噴嘴，其中噴嘴在管件的縱向上 被引入到管件中，其特征在于，所述噴嘴設(shè)置在管件縱向上位于激光束的加工點前面，且產(chǎn) 生錐形流體，所述錐形流體在激光束的加工點的水平處和在與激光束的加工點直徑上相對 的側(cè)面上沖擊管件內(nèi)壁。
在本發(fā)明的情形中，用于噴淋和/或冷卻管件內(nèi)壁的流體的噴嘴設(shè)置在管件縱向 中的激光束的加工點前面。噴嘴在此處將錐形流體在激光束的加工點的水平處和在與激光 束的加工點直徑相反處導(dǎo)向到管件內(nèi)壁上。噴淋和/或冷卻介質(zhì)可以優(yōu)化計量的量引入。涉及的管件的噴淋和/或冷卻在不同時間都是可能的。在激光加工操作期間的噴淋和/或 冷卻的情形中，可直接冷卻切削邊緣。流體也可被引導(dǎo)到與激光束的加工點相反的側(cè)面處。 尤其是在工件由特種鋼(VA)制造的工件的情形中，防止了濺片材料的附連。當(dāng)結(jié)構(gòu)鋼被加 工時，出現(xiàn)更少的熱變形和/或改善了切削質(zhì)量。當(dāng)噴淋和/或冷卻與激光加工操作同時 進行時，捕獲加工煙霧。結(jié)果是，可構(gòu)想地省卻了用于抽走加工煙霧的單元。
在本發(fā)明優(yōu)選形式的情形中，提供一種用于噴淋和/或冷卻管件內(nèi)壁的軟管系 統(tǒng)，其中柔性軟管系統(tǒng)可借由壓縮空氣被引入到并定位到要加工的工件中。軟管系統(tǒng)使得 能夠在無生產(chǎn)加工時間期間或者在激光加工操作期間進行噴淋和/或冷卻。
在本發(fā)明的進一步優(yōu)選的實施例中，在軟管一端提供噴嘴，且噴嘴具有用于插入 和定位軟管的產(chǎn)生壓縮空氣的背壓的機構(gòu)。
雙壁軟管使得能夠?qū)嚎s空氣和用于噴淋和/或冷卻管件內(nèi)壁的流體都流動到 軟管末端處的噴嘴。流體不必要必須是水。水/油混合物、具有沖洗劑的水都是可設(shè)想到 的。
在本發(fā)明的進一步優(yōu)選的實施例中，軟管系統(tǒng)包括用于軟管的卷收單元。軟管借 由卷收單元可進行存儲并保持拉緊。
用于噴淋和/或冷卻管件的內(nèi)壁的機構(gòu)可設(shè)置在激光加工設(shè)備上的任何期望位 置。可構(gòu)想的配置包括在工件的進給工位上或者在工件的加載裝置上的配置。


在附圖中描述了本發(fā)明的優(yōu)選描述性實施例，且優(yōu)選描述性實施例將參考附圖在 下文進行說明，在附圖中
圖1是用于以流體噴淋和/或冷卻管件內(nèi)壁的設(shè)備的側(cè)視圖；
圖2示出了圖1中所示的通過管件的縱截面；
圖3示出了圖1中所示的通過設(shè)備的噴嘴的縱截面。
具體實施方式
如圖1所示，以設(shè)備1的形式用于噴淋和/或冷卻管件4的內(nèi)壁2的機構(gòu)設(shè)置在 激光加工設(shè)備的進給工位3上，其中進給工位3提供用于管件4。管件4由卡盤裝置5固 定。設(shè)備1的尺寸或者更確切地說軟管系統(tǒng)的尺寸(尤其是最大外徑)被選擇成使得可能 加工小型面直徑(最小內(nèi)徑在從10至12mm)。
設(shè)備1包括具有用于軟管7的鼓的卷收單元6，軟管7被引入到管件4中。卷收單 元6確保軟管7不與離開激光加工頭的激光束直接接觸。使用馬達驅(qū)動器10，以將軟管7 卷收于管件4中或從管件4抽出。
如圖2所示，精細水噴射11將管件4冷卻以及還將由加工得到的熔渣冷卻。在噴 嘴9處產(chǎn)生的背壓將噴嘴9保持到位。噴嘴9保持固定，恰好在激光束的加工點前面，且噴 嘴9從此處噴淋和/或冷卻切削刃和位于激光束的加工點直徑上相對的管件內(nèi)壁2的區(qū) 域。
如圖3所示，軟管7是雙壁構(gòu)造且是柔性的。用于噴淋和/或冷卻管件內(nèi)壁2的 流體經(jīng)由軟管7的第一通道15在位于管件4的內(nèi)部的軟管末端處被供應(yīng)到噴嘴9。壓縮空氣(例如，在激光加工設(shè)備中在任何情形下可用的壓縮空氣)流經(jīng)軟管7的第二通道14。 軟管7可借由壓縮空氣而推動到管件4中。
圖3還示出了形成設(shè)備1的中心單元的噴嘴9。噴嘴9具有用于壓縮空氣的環(huán)形 開口 12和用于水的噴嘴小孔13。環(huán)形開口 12和噴嘴小孔13將在軟管7的內(nèi)部延伸的用 于壓縮空氣和水的通道14和15毗連。供應(yīng)的水用于噴淋和/或冷卻管件內(nèi)壁2。壓縮空 氣借由反應(yīng)而將噴嘴9移動到管件4中，且在與噴嘴9的插入方向相反的方向上逸出。如 果需要的話，噴嘴9可以變化。噴嘴小孔13產(chǎn)生同心且因此是錐形的水噴射，該水噴射冷 卻切削刃且同時冷卻管件內(nèi)壁2的相對側(cè)。位于軟管一端的噴嘴9通過背壓將軟管7保持 處于張緊、調(diào)節(jié)流體流動且施加流體到管件內(nèi)壁2。
權(quán)利要求
1.一種借由激光束來加工管件(4)的激光加工設(shè)備，所述激光加工設(shè)備具有在激光加 工操作之前或者期間借由流體來噴淋和/或冷卻管件內(nèi)壁⑵的機構(gòu)，其中，用于噴淋和/ 或冷卻管件內(nèi)壁⑵的機構(gòu)具有用于流體的噴嘴(9)，其中噴嘴(9)在管件(4)的縱向上被 引入到管件(4)中，其特征在于，所述噴嘴(9)設(shè)置在管件(4)縱向上位于激光束的加工點 前面，且產(chǎn)生錐形流體，所述錐形流體在激光束的加工點的水平處和在與激光束的加工點 直徑上相對的側(cè)面上沖擊管件內(nèi)壁O)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的激光加工設(shè)備，其特征在于，用于噴淋和/或冷卻管件內(nèi)壁 (2)的機構(gòu)由用于噴淋和/或冷卻管件內(nèi)壁(2)的軟管系統(tǒng)形成，所述軟管系統(tǒng)包括柔性軟 管(7)，柔性軟管(7)的一部分借由壓縮空氣被引入到要加工的管件中并定位到管件 (4)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的激光加工設(shè)備，其特征在于，所述噴嘴(9)提供在軟管(7)的 一端且具有用于產(chǎn)生壓縮空氣的背壓的機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的激光加工設(shè)備，其特征在于，所述噴嘴(9)具有用于壓縮空氣 的環(huán)形開口(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的激光加工設(shè)備，其特征在于，所述軟管(7)是雙壁的，且具有 用于壓縮空氣的第一通道(14)和第二通道(15)，所述第二通道用于噴淋和/或冷卻管件內(nèi) 壁O)的流體。
6.根據(jù)權(quán)利要求
2-5中任一項所述的激光加工設(shè)備，其特征在于，所述軟管系統(tǒng)具有 用于軟管(7)的卷收單元(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1-5中任一項所述的激光加工設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備具有用于 管件的進給工位(3)，其特征在于，用于噴淋和/或冷卻管件內(nèi)壁O)的機構(gòu)設(shè)置在進 給工位(3)的區(qū)域中。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1-5中任一項所述的激光加工設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備具有用于 管件(4)的加載工位，其特征在于，用于噴淋和/或冷卻管件內(nèi)壁( 的機構(gòu)設(shè)置在加載工 位的區(qū)域中。
專利摘要
一種借由激光束來加工管件(4)的激光加工裝置包括在激光加工過程之前和期間用于噴淋和/或冷卻管件內(nèi)壁的機構(gòu)。所述機構(gòu)包含用于流體的噴嘴(9)。噴嘴(9)在管件(4)的縱向方向上布置在激光束的加工點前面且產(chǎn)生錐形流體噴射，該錐形流體噴射在激光束的加工點水平處和在位于與激光束的加工點直徑上相對的側(cè)面上碰撞管件內(nèi)壁。在借由激光束加工管件(4)的方法中，噴嘴(9)在管件(4)的縱向上被引入到管件(4)中，直到噴嘴(9)布置在激光束的加工點前面為止。接著，噴嘴(9)產(chǎn)生前述的錐形流體噴射。
文檔編號B23K26/38GKCN201856036SQ200890100186
公開日2011年6月8日 申請日期2008年11月7日
發(fā)明者A·謝拉高斯基, F·澤普 申請人:通快機床兩合公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan