专利名称：数控激光切割头及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种切割加工设备及其制造方法，特别是CO2数控激光切割机的激光切割头及其制造方法。
背景技术：
数控激光切割头是先进切割加工设备CO2数控激光切割机的主要部件。现有的数控激光切割头主要由联接管、镜座盒、水冷组件、聚焦镜座组件、聚焦镜片、通气组件、调节螺母、高强度绝缘隔离套、过渡嘴、切割嘴等主要部件组成，过渡嘴内孔为直筒式，构成水冷组件的上、下部分是组合而成的水冷套件，激光切割头的主要部件材料采用LY硬铝。这样的激光切割头存在以下缺陷一是直筒式过渡嘴内孔加大了气压与光能量的损耗，聚焦效果较差、焦点直径较大，影响切割精度与切割质量，降低了板材利用率；二是在水冷套件的制造方法上，冷却水槽与套件主体分开制作，再通过银钎焊接将两者组合而成，不仅加工工序多、成本高，而且密封性较差，增加光能量的损耗；三是在激光切割头的选材设计上，主要部件材料采用LY硬铝，较难保证激光切割头高强度、高耐压性、高导热性的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种气压与光能量的损耗小、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、并具有高强度、高耐压性和高导热性的数控激光切割头。
为实现以上目的，本发明数控激光切割头包括联接管、镜座盒、水冷组件、聚焦镜座组件、聚焦镜片、通气组件、调节螺母、高强度绝缘隔离套、过渡嘴和切割嘴，所述过渡嘴内孔为倒锥形，锥度为15°-20°；所述水冷组件的上、下部分均是整体式环形冷却水道结构。
在水冷组件的制造方法上，整体式环形冷却水道结构的环形冷却水槽是一次性机械加工成型的；上述数控激光切割头的主要部件在选材设计上，镜座盒、水冷组件、聚焦镜座组件、通气组件和调节螺母采用超高强度硬铝LC4制作。
采用以上技术方案，可取得以下效果1、经高精加工的倒锥形过渡嘴内孔，可最大限度地减少高压CO2气体与光能量的损耗，使从切割嘴射出的焦点直径比现有激光切割头聚焦的焦点更小，焦点的功率密度及光能量密度更大，大大提高了切割质量及切割效率，所切割的板材厚度比同功率的激光切割机所能切割的板材厚度更大，板材利用率更高。
2、水冷组件的环形冷却水槽是一次性加工成型的，加工工艺简单、产品精度高，制造成本低，且整体式环形冷却水道结构有效地提高了水冷组件的冷却效果，密封性达100％。
3、由于LC4比LY硬铝具有质轻、强度高、导热性好、耐蚀性好、易加工等优点，大大提高了激光切割头的冷却效果和耐压性，充分保证了聚焦镜片不因聚焦而产生热变形，产品制造精度更高，水气密封效果更好，整个激光切割头强度更高、质更轻。
四
图1是本发明数控激光切割头主剖视示意图。
五具体实施例方式
如图1所示，本发明数控激光切割头主要由联接管1、镜座盒2、水冷组件3、聚焦镜座组件4、聚焦镜片5、通气组件6、调节螺母7、高强度绝缘隔离套8、过渡嘴9、切割嘴10等主要部件组成。过渡嘴内孔9-1为倒锥形，锥度为18°；水冷组件的上、下部分均是整体式环形冷却水道结构，环形冷却水槽3-1是一次性机械加工成型的；数控激光切割头的主要部件镜座盒2、水冷组件3、聚焦镜座组件4、通气组件6和调节螺母7采用超高强度硬铝LC4制作。工作时激光光源由激光发生器经导光系统传递至激光切割头，经联接管1、镜座盒2、密封性达100％的水冷套组件3，传至聚焦镜座组件4，通过聚焦镜片5将激光光源进行聚焦，聚焦后的激光束11-1经通气组件6、隔离套8、过渡嘴9，从切割嘴10上Φ1.5的中心小孔10-1射出，以形成比常规焦点更小，焦点的功率密度及光能量密度更大的激光束11-1；而压力达2×106pa的高压CO2切割辅助气体经密封性达100％的通气组件6送入激光切割头，一方面对聚焦镜片5进行降温，保持镜片的清洁和不变形，另一方面保持高气压从切割嘴10上Φ1.5的中心小孔与激光束11-1同轴高压输出；输出的高压CO2辅助气体11-2与高能量密度的激光束11-1对板材进行高精、高质、高速、高效、小余量的切削，扩展了激光切割机的切割范围及切割性能。
权利要求
1.一种数控激光切割头，包括联接管(1)、镜座盒(2)、水冷组件(3)、聚焦镜座组件(4)、聚焦镜片(5)、通气组件(6)、调节螺母(7)、高强度绝缘隔离套(8)、过渡嘴(9)和切割嘴(10)，其特征是所述过渡嘴9的内孔(9-1)为倒锥形，所述水冷组件(3)的上、下部分均是整体式环形冷却水道结构。
2.根据权利要求1所述数控激光切割头，其特征是所述过渡嘴内孔(9-1)的锥度为15°-20°。
3.一种制造权利要求1或2所述数控激光切割头的方法，其特征是所述整体式环形冷却水道结构的环形冷却水槽(3-1)是一次性机械加工成型的；数控激光切割头的主要部件镜座盒(2)、水冷组件(3)、聚焦镜座组件(4)、通气组件(6)和调节螺母(7)采用超高强度硬铝LC4制作。
全文摘要
本发明公开了一种用于CO2数控激光切割机的数控激光切割头及其制造方法。数控激光切割头包括联接管1、镜座盒2、水冷组件3、聚焦镜座组件4、聚焦镜片5、通气组件6、调节螺母7、高强度绝缘隔离套8、过渡嘴9和切割嘴10，所述过渡嘴内孔9－1为倒锥形，所述水冷组件的上、下部分均是整体式环形冷却水道结构，其环形冷却水槽3－1是一次性机械加工成型的；主要部件镜座盒2、水冷组件3、聚焦镜座组件4、通气组件6和调节螺母7采用超高强度硬铝LC4制作。采用以上技术使数控激光切割头在使用时气压与光能量的损耗小、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，并具有高强度、高耐压性和高导热性。
文档编号B23K26/42GK1827282SQ20061004351
公开日2006年9月6日 申请日期2006年4月6日 优先权日2006年4月6日
发明者邱禄魁, 戴玉花 申请人:龙岩理尚精密机械有限公司