微磨料水射流切割頭裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明微磨料水射流切割頭裝置涉及機(jī)械加工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及微磨料水射流切割頭裝置，包括儲料罐、混合腔及噴射頭，所述儲料罐內(nèi)設(shè)置有一活塞，活塞將儲料罐分為壓縮空氣腔和漿液磨料腔，儲料罐下端連接有一送料軟管，送料軟管通過螺桿泵殼與混合腔相連，所述螺桿泵殼內(nèi)設(shè)置有一與步進(jìn)電機(jī)相連的送料螺桿，所述混合腔設(shè)置于噴射頭內(nèi)，噴射頭上端設(shè)置有一高壓水腔室，高壓水腔室下端通過水噴嘴與混合腔相連，混合腔下端設(shè)置有混合料噴管，本發(fā)明采用螺桿主動送料，送料可靠性高、吸入均勻，且送料流量大小可控，能防止噴射頭堵塞后高壓水直接進(jìn)人磨料罐引起磨料輸送系統(tǒng)失效。
【專利說明】 微磨料水射流切割頭裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械加工設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及微磨料水射流切割頭裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]微磨料水射流是一種新型、聞效、綠色環(huán)保的聞能束形式。微磨料水射流加工是利用水射流束將磨料粒子加速，利用其動能作用來蝕除基體材料，屬于純“冷態(tài)”加工工藝，不會改變被加工材料的物理和化學(xué)特性，可實現(xiàn)對熱敏、壓敏材料的加工，與數(shù)控系統(tǒng)相結(jié)合很容易實現(xiàn)平面銑削和三維雕刻加工等。由于其切縫寬度小、刻蝕精度高、沒有熱影響、對材料沒有選擇陛，近年來在歐美等國得到高度重視和研究，并可單成為半導(dǎo)體、微機(jī)電系統(tǒng)以及光學(xué)器件生產(chǎn)的一種低成本、柔性化的高能束加工方法。
[0003]Miller利用壓力水將預(yù)先配制好的漿液磨料引入高壓水路并通過微噴射頭射出形成微磨料水射流方法，成功開發(fā)出直徑50um的微磨料水射流裝置，其切割能量密度是傳統(tǒng)磨料水射流的4-5倍。但是這種前混合方式是先將磨料與高壓水混合，再經(jīng)噴射頭射出，噴射頭磨損嚴(yán)重，壽命大大縮短。研究表明，應(yīng)用后混合式磨料水射流原理來產(chǎn)生直徑為(150-300)um的微磨料水射流是完全可行的。但是若采用傳統(tǒng)磨料水射流切割頭和負(fù)壓吸入磨料方式，則存在諸多問題。因為微磨料水射流需要采用高精度的亞微米甚至納米級磨料粒子，由于微細(xì)粒子很容易吸附空氣中的水分，增大了磨料流動過程的粘性阻力，因此，靠負(fù)壓吸入磨料時，磨料在磨料罐落料口會起拱。造成磨料吸入不均勻、磨料流量無法控制，故障率較高，直接影響切割加上效率和加工質(zhì)量。嚴(yán)重時噴射頭堵塞，高壓水會經(jīng)送料管返回磨料罐浸濕磨料.導(dǎo)致磨料輸送系統(tǒng)失效。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種采用螺桿主動送料，送料可靠性高、吸入均勻，且送料流量大小可控，能防止噴射頭堵塞后高壓水直接進(jìn)人磨料罐引起磨料輸送系統(tǒng)失效的微磨料水射流切割頭裝置。
[0005]本發(fā)明微磨料水射流切割頭裝置，包括儲料罐、混合腔及噴射頭，所述儲料罐內(nèi)設(shè)置有一活塞，活塞將儲料罐分為壓縮空氣腔和漿液磨料腔，儲料罐下端連接有一送料軟管，送料軟管通過螺桿泵殼與混合腔相連，所述螺桿泵殼內(nèi)設(shè)置有一與步進(jìn)電機(jī)相連的送料螺桿，所述混合腔設(shè)置于噴射頭內(nèi)，噴射頭上端設(shè)置有一高壓水腔室，高壓水腔室下端通過水噴嘴與混合腔相連，混合腔下端設(shè)置有混合料噴管。
[0006]優(yōu)選地，混合腔上還開有一排水通道，排水通道上設(shè)置有一單向閥。
[0007]優(yōu)選地，噴管通過噴管鎖緊螺母與噴射頭相連，所述噴射頭前端套接有一噴頭套，噴管穿過噴頭套。
[0008]本發(fā)明采用螺桿主動送料，送料可靠性高、吸入均勻，且送料流量大小可控，能防止噴射頭堵塞后高壓水直接進(jìn)人磨料罐引起磨料輸送系統(tǒng)失效。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為微磨料水射流切割頭裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]附圖標(biāo)記:1-儲料罐，2-活塞，3-送料軟管，4-螺桿泵殼，5-送料螺桿，6-步進(jìn)電機(jī)，7-噴射頭，8-高壓水腔室，9-水噴嘴，10-混合腔，11-混合料噴管，12-排水通道，13-單向閥，14-噴管鎖緊螺母，15-噴頭套。

【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明微磨料水射流切割頭裝置，包括儲料罐1、混合腔10及噴射頭7，所述儲料罐I內(nèi)設(shè)置有一活塞2，活塞2將儲料罐分為壓縮空氣腔和漿液磨料腔，儲料罐I下端連接有一送料軟管3，送料軟管3通過螺桿泵殼4與混合腔10相連，所述螺桿泵殼4內(nèi)設(shè)置有一與步進(jìn)電機(jī)6相連的送料螺桿5，所述混合腔10設(shè)置于噴射頭7內(nèi)，噴射頭7上端設(shè)置有一高壓水腔室8，高壓水腔室8下端通過水噴嘴9與混合腔10相連，混合腔10下端設(shè)置有混合料噴管11。混合腔10上還開有一排水通道12，排水通道12上設(shè)置有一單向閥13。混合料噴管11通過噴管鎖緊螺母14與噴射頭7相連，所述噴射頭7前端套接有一噴頭套15，混合料噴管11穿過噴頭套15。
[0012]工作時送料螺桿5直接將微磨料送到切割頭混合腔10，通過水射流對磨料粒子加速、混合并經(jīng)混合料噴管11噴出形成微磨料水射流。為了保證磨料可靠進(jìn)入螺桿泵殼4，在儲料罐I中的活塞2上腔通人一定壓力的壓縮空氣，將儲料罐I中的固體磨料粒子或漿液磨料推入螺桿泵殼4。在送料螺桿5旋轉(zhuǎn)的帶動下,一定量的磨料被連續(xù)不斷地地送到混合腔10。送料螺桿5由步進(jìn)電機(jī)6帶動，磨料的多少與送料螺桿5轉(zhuǎn)速快慢近似呈線性關(guān)系，通過改變控制器發(fā)給步進(jìn)電機(jī)6的脈沖頻率來控制其轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)磨料流量的精確控制。為防止噴射頭7堵塞后.高壓水經(jīng)螺桿泵殼4返回進(jìn)入磨料罐浸濕干磨料，在混合腔10處設(shè)有排水通道12，并在此通道上安裝一個單向閥13。正常工作時，在水射流作用下混合腔10形成負(fù)壓，排水通道12上的單向閥13關(guān)閉，磨料由送料螺桿5輸送直接進(jìn)入混合腔10。當(dāng)噴射頭7堵塞時，由于送料螺桿5與螺桿泵殼體4之間具有一定的密封作用，混合腔10的壓力升高，排水通道12中的單向閥13打開，壓力水從排水通道12排出，保證了磨料輸送系統(tǒng)安全。
【權(quán)利要求】
1.一種微磨料水射流切割頭裝置，包括儲料罐(I)、混合腔(10)及噴射頭(7)，其特征在于，所述儲料罐(I)內(nèi)設(shè)置有一活塞(2)，活塞(2)將儲料罐(I)分為壓縮空氣腔和漿液磨料腔，儲料罐(I)下端連接有一送料軟管(3)，送料軟管(3)通過螺桿泵殼(4)與混合腔(10)相連，所述螺桿泵殼(4)內(nèi)設(shè)置有一與步進(jìn)電機(jī)(6)相連的送料螺桿(5)，所述混合腔(10)設(shè)置于噴射頭(7)內(nèi)，噴射頭(7)上端設(shè)置有一高壓水腔室(8)，高壓水腔室(8)下端通過水噴嘴(9)與混合腔(10)相連，混合腔(10)下端設(shè)置有混合料噴管(11)。
2.如權(quán)利要求1所述微磨料水射流切割頭裝置，其特征在于，所述混合腔(10)上還開有一排水通道(12)，排水通道(12)上設(shè)置有一單向閥(13)。
3.如權(quán)利要求2所述微磨料水射流切割頭裝置，其特征在于，所述混合料噴管(11)通過噴管鎖緊螺母(14)與噴射頭(7)相連，所述噴射頭(7)前端套接有一噴頭套(15)，混合料噴管(11)穿過噴頭套(15)。
【文檔編號】B24C5/00GK104400666SQ201410552124
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】張淑芬 申請人:陜西啟源科技發(fā)展有限責(zé)任公司