采用高压液体喷射和化学方法的联合切割设备及方法
【专利摘要】本发明提供了一种采用高压液体喷射和化学方法的联合切割设备，由化学切割设备和高压液体喷射切割设备组成，其中化学切割设备包括点火爆炸短节、气体发生器、压力释放器、锚短节总成、化学药筒、切割头、重堵及扶正器等部件组成，高压液体喷射切割设备包括阀框架，固定臂，开关阀，执行器，喷嘴以及喷嘴管，其中阀框架的一端固定在旋转机器人的机器臂的一端，所述阀框架的另一端分别通过固定臂固定了开关阀，所述开关阀一端连接到执行器，另一端分别连接喷嘴管，每个喷嘴管与开关阀连接的一侧的孔径为标准尺寸。还提供一中采用联合切割设备切割材料形成模具的方法。
【专利说明】
采用高压液体喷射和化学方法的联合切割设备及方法
技术领域
[0001]本发明涉及模具制造中的切割设备，特别是采用高压液体喷射和化学方法的联合切割设备。
【背景技术】
[0002]长期以来，模具制造一直是各国制造业的基石，在最近几十年中，这种传统工艺有了很大的发展，从最初使用手工钢锉加工去除多余的材料，到现在依赖现代化技术的煤气加热炉对钢材进行热处理，直至现在可以利用计算机处理程序达到完美的产品质量和顶级的生产效率。
[0003]目前主流的技术为EDM技术，主要应用于工件材料的切削加工，例如加工盲孔和模腔，EDM采用模糊逻辑技术，能适应加工条件中的各种微小变化，使得加工工件达到微米级的表面质量。高压液体喷射切割技术是其一种补充，加工速度十分理想，适合于EDM精加工前的粗加工生产和散装材料的切削加工，有利于缩短生产时间。化学切割使用电缆起下、电流引爆、使切割工具内的化学药剂相互接触反应，产生的高温高压化学腐蚀剂从工具下部的一些小孔中高速径向喷出，喷射切割是先用电雷管引爆一段导火索，进而使得压缩聚能炸药起爆，喷射割刀周边镶嵌的金属铜在极高速度和压力下以喷射的形式向外喷射，一般可以达到360度喷射，从而将管子割断。这种切割切□整齐，但是化学药剂存在毒性，对施工人员有伤害。
[0004]考虑将两种切割技术相结合，尽量减少化学药剂的使用，减少高温高压化学腐蚀剂的使用，在其加入高压无害液体，然后实施喷射切割工艺。
【发明内容】
[0005]因此本发明的目的一方面在于提供一种采用高压液体喷射和化学方法的联合切割设备，由化学切割设备和高压液体喷射切割设备组成，其中化学切割设备包括点火爆炸短节、气体发生器、压力释放器、锚短节总成、化学药筒、切割头、重堵及扶正器等部件组成，高压液体喷射切割设备包括阀框架，固定臂，开关阀，执行器，喷嘴以及喷嘴管，其中阀框架一端固定在旋转机器人的机器臂的一端，阀框架的另一端分别通过固定臂固定开关阀，开关阀一端连接到执行器，另一端分别连接喷嘴管，每个喷嘴管与开关阀连接的一侧的孔径为标准尺寸。
[0006]优选的，一个喷嘴孔口直径为0.003英寸，另一个喷嘴孔口直径为0.008英寸，所述喷嘴分别被固定在喷嘴管的另一端。
[0007]优选的，开关阀与一个超高压流体管道的基础端连接，并由此连接到一个超高压栗的排出侧。
[0008]优选的，超高压栗的排放压力是保持恒定的。
[0009]本发明的目的还在于提供一种根据上述采用高压液体喷射和化学方法的联合切割设备进行切割的方法，包括如下步骤:
[0010](I)由点火器引爆切割器，固体火药引燃后产生压力迫使锚短节内的活塞下移，在楔形体配合下，固定切割设备，随着火药燃烧，工具内的压力继续上升而压破化学药筒上的密封盖，迫使化学药剂与催化剂接触，化学药剂在催化剂的作用下发生化学反应，使温度、压力骤增，导致切割头内活塞向下移动落入重堵，暴露出全部径向小孔而使反应中的化学药剂猛烈喷到喷嘴；
[0011 ] (2) —个喷嘴的尖端被暴露到待切工件的切割部分通过移动旋转机器人的机械臂；
[0012](3)当压缩空气按照一定方向供到执行器时，开关阀打开，然后，高压水流按照一定方向流经超高压流体管道，在喷嘴形成的孔口中与化学药剂高速混合，按一定方向喷出并通过喷嘴管；
[0013](4)按照上述步骤(1)-(3)，所需切割工作一完成，供给执行器的压缩空气被停止，开关阀被关闭，尚压水的嗔射停止；
[0014](5)另一个喷嘴的尖端被暴露到待切工件的切割部分通过移动旋转机器人的机械臂；
[0015](6)当压缩空气按照一定方向供到执行器时，开关阀打开，高压水流按照一定方向流经超高压流体管道，在喷嘴形成的孔口与化学药剂混合后射出，按照一定方向通过喷嘴管；
[0016](7)按照上述步骤(5)-(6)，所需切割工作一完成，供给执行器的压缩空气被停止，因此开关阀被关闭，高压水的喷射停止。
[0017]优选的，切割的工件是一个不同材料叠置的薄板元件，所述薄板元件氨纶板作为上面一层层压在作为下面层的聚丙烯板上。
[0018]优选的，超高压栗的排放压力对应着切割氨纶板所需的切割能，当用相同的超高压力流体管道和牢固固定在管道上的单个超高压力流体喷嘴时，所述排放压力设为196MPa;并且，所述超高压栗的排放压力对应着切割聚丙烯板所需的切割能，当用相同的超高压力流体管道和牢固固定在管道上的单个超高压力流体喷嘴时，所述排放压力设为294MPa0
[0019]优选的，高压流体由孔口直径为0.003英寸的喷嘴喷出，并且在超高压栗的排放压力保持固定时，切割氨纶板。
[0020]优选的，高压流体由孔口直径为0.008英寸的喷嘴喷出，并且在超高压栗的排放压力保持固定时，切割聚丙烯板。
[0021 ]优选的，先被从一个喷嘴流出的高压液体射流切割氨纶板后，再被从另一个喷嘴流出的高压液体射流切割聚丙烯板;或者首先从一个喷嘴射出高压流体从而同时切割氨纶板和聚丙烯板。
[0022]根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
【附图说明】
[0023]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。本发明的目标及特征考虑到如下结合附图的描述将更加明显，附图中:
[0024]图1是一个根据本发明的实施例的切割设备的侧视图，其中省略了一部分；
[0025]图2是本发明实施例的切割设备的前视图，其中省略了一部分；
[0026]图3(A)是说明只有薄板元件的上层被切割的情形的侧视图；
[0027]图3(B)是薄板元件的上层和下层都被切断的情形的侧视图。
【具体实施方式】
[0028]现在参考附图，根据本发明将给出细节的描述。
[0029]如图1所示，切割设备由点火爆炸短节、气体发生器、压力释放器、锚短节总成、化学药筒、切割头、重堵及扶正器等部件组成，阀框架9的一端固定在一个未显示的旋转的机器人的机器臂8的一端。在阀框架9的另一端，如图2所示，分别通过固定臂10和11固定了开关阀2和3。开关阀2和3的一端连接到执行器14和15，另一端分别连接到喷嘴管16和17的一端。每个喷嘴管16和17连接至开关阀2和3的一侧的孔径以标准尺寸形成。
[0030]相对的，提供一个直径为3/1000英寸的孔口的喷嘴12和提供直径为8/1000英寸的孔口的喷嘴13分别被固定在喷嘴管16和17的另一端。
[0031]到开关阀2和3连接着一个超高压流体管道18在基础端由此到未显示的超高压栗的排出侧。未显示的超高压栗的排放压力是保持恒定的。
[0032]首先，由点火器引爆切割器，固体火药引燃后产生压力迫使锚短节内的活塞下移，在楔形体配合下，固定切割设备，随着火药燃烧，工具内的压力继续上升而压破化学药筒上的密封盖，迫使化学药剂与催化剂接触，化学药剂在催化剂的作用下发生化学反应，使温度、压力骤增，导致切割头内活塞向下移动落入重堵，暴露出全部径向小孔而使反应中的化学药剂猛烈喷到喷嘴12;
[0033]然后，喷嘴12的尖端被暴露到待切工件的切割部分通过移动未显示的旋转机器人8的机械臂。
[0034]然后，当压缩空气如箭头19所示供到执行器14时，开关阀2打开。然后，高压水流如箭头21，22，23和24所示流经超高压流体管道18，然后，在喷嘴12形成的孔口中与化学药剂高速混合，如箭头26所示喷出，如箭头25所示通过喷嘴管16。
[0035]其后，以这种方式，所需切割工作一完成，供给执行器14的压缩空气被停止。因此，开关阀2被关闭，尚压水的嗔射停止。
[0036]其后，喷嘴13的尖端被暴露到待切工件的切割部分通过移动未显示的旋转机器人8的机械臂。
[0037]接着，当压缩空气如箭头19a所示供到执行器15时，开关阀3打开。然后，高压水流如箭头21，22，23和24所示流经超高压流体管道18，然后，在喷嘴13形成的孔口与化学药剂混合后射出，如箭头30所示，如箭头28所示通过喷嘴管17。
[0038]以这种方式，所需切割工作一完成，供给执行器15的压缩空气被停止。因此，开关阀3被关闭，高压水的喷射停止。
[0039]在本实施例中，待切的工件20是一个不同材料薄板元件，其中氨纶板27作为上面一层层压在作为下面层的聚丙烯板29上。这里，超高压栗的排放压力对应着切割氨纶板所需的切割能，当用相同的超高压力流体管道和牢固固定在那里的单个超高压力流体喷嘴时，设为196MPa;相反，切割聚丙烯版所需的切割能对应的超高压栗的排放压力是294MPa。
[0040]在这种情况下，本发明一致的上面所述实例中，高压水由直径为3/1000英寸的孔口从喷嘴12喷出在未显示的超高压栗的排放压力保持固定时，因此，以很小的切割能就能切割的氨纶板27能够被切割，如图3 (A)所示。
[0041]此外，高压水由直径为8/1000英寸的孔口从喷嘴13喷出在未显示的超高压栗的排放压力保持固定时，因此，以大切割能能切割的聚丙烯板29能够被切割，如图3(B)所示。
[0042]作为可选方案，只有氨纶板27可以先被从喷嘴12流出的高压水射流切割，然后，聚丙烯板29可以被从喷嘴13流出的高压水射流切割。另外，高压水可以首先从喷嘴13射出，从而氨纶板27和聚丙烯板29可以同时被切割。
[0043]虽然本发明已经参考特定的说明性实施例进行了描述，但是不会受到这些实施例的限定而仅仅受到附加权利要求的限定。本领域技术人员应当理解可以在不偏离本发明的保护范围和精神的情况下对本发明的实施例能够进行改动和修改。
【主权项】
1.一种采用高压液体喷射和化学方法的联合切割设备，其特征在于:由化学切割设备和高压液体喷射切割设备组成，其中所述化学切割设备包括点火爆炸短节、气体发生器、压力释放器、锚短节总成、化学药筒、切割头、重堵及扶正器等部件组成，所述高压液体喷射切割设备包括阀框架(9)，固定臂(10，11)，开关阀(2，3)，执行器(14，15)，喷嘴(12，13)以及喷嘴管(16，17)，其中所述阀框架(9)的一端固定在旋转机器人的机器臂(8)的一端，所述阀框架(9)的另一端分别通过固定臂(10，11)固定了开关阀(2，3)，所述开关阀(2，3)—端连接到执行器(14，15)，另一端分别连接喷嘴管(16，17)，每个喷嘴管(16，17)与开关阀(2，3)连接的一侧的孔径为标准尺寸。2.根据权利要求1所述的采用高压液体喷射和化学方法的联合切割设备，其特征在于:所述喷嘴(12)孔口直径为0.003英寸，所述喷嘴(13)孔口直径为0.008英寸，所述喷嘴(12，13)分别被固定在喷嘴管(16，17)的另一端。3.根据权利要求1所述的采用高压液体喷射和化学方法的联合切割设备，其特征在于:其中所述开关阀(2，3)与一个超高压流体管道(18)的基础端连接，并由此连接到一个超高压栗的排出侧。4.根据权利要求3所述得采用高压液体喷射和化学方法的联合切割设备，其特征在于:其中所述超高压栗的排放压力是保持恒定的。5.—种根据权利要求1-4所述的采用高压液体喷射和化学方法的联合切割设备进行切割的方法，其特征在于包括如下步骤: (1)由点火器引爆切割器，固体火药引燃后产生压力迫使锚短节内的活塞下移，在楔形体配合下，固定切割设备，随着火药燃烧，工具内的压力继续上升而压破化学药筒上的密封盖，迫使化学药剂与催化剂接触，化学药剂在催化剂的作用下发生化学反应，使温度、压力骤增，导致切割头内活塞向下移动落入重堵，暴露出全部径向小孔而使反应中的化学药剂猛烈喷到喷嘴(12); (2)喷嘴(12)的尖端被暴露到待切工件的切割部分通过移动旋转机器人(8)的机械臂； (3)当压缩空气按照一定方向供到执行器(14)时，开关阀(2)打开，然后，高压水流按照一定方向流经超高压流体管道(18)，在喷嘴(12)形成的孔口中与化学药剂高速混合，按一定方向喷出并通过喷嘴管(16); (4)按照上述步骤(1)-(3)，所需切割工作一完成，供给执行器(14)的压缩空气被停止，开关阀(2)被关闭，尚压水的嗔射停止； (5)喷嘴(13)的尖端被暴露到待切工件的切割部分通过移动旋转机器人(8)的机械臂； (6)当压缩空气按照一定方向供到执行器(15)时，开关阀(3)打开，高压水流按照一定方向流经超高压流体管道(18)，在喷嘴(13)形成的孔口与化学药剂混合后射出，按照一定方向通过喷嘴管(17); (7)按照上述步骤(5)-(6)，所需切割工作一完成，供给执行器(15)的压缩空气被停止，因此开关阀(3)被关闭，高压水的喷射停止。6.根据权利要求5所述进行切割的方法，其特征在于:切割的工件(20)是一个不同材料叠置的薄板元件，所述薄板元件氨纶板(27)作为上面一层层压在作为下面层的聚丙烯板(29)上。7.根据权利要求5所述进行切割的方法，其特征在于:所述超高压栗的排放压力对应着切割氨纶板所需的切割能，当用相同的超高压力流体管道和牢固固定在管道上的单个超高压力流体喷嘴时，所述排放压力设为196MPa;并且，所述超高压栗的排放压力对应着切割聚丙烯板所需的切割能，当用相同的超高压力流体管道和牢固固定在管道上的单个超高压力流体喷嘴时，所述排放压力设为294MPa。8.根据权利要求5所述进行切割的方法，其特征在于:所述高压流体由孔口直径为0.003英寸的喷嘴(12)喷出，并且在超高压栗的排放压力保持固定时，切割氨纶板(27)。9.根据权利要求5所述进行切割的方法，其特征在于:所述高压流体由孔口直径为0.008英寸的喷嘴(13)喷出，并且在超高压栗的排放压力保持固定时，切割聚丙烯板(29)。10.根据权利要求5所述进行切割的方法，其特征在于:先被从喷嘴(12)流出的高压液体射流切割氨纶板(27)后，再被从喷嘴(I3)流出的高压液体射流切割聚丙烯板(29);或者首先从喷嘴(13)射出高压流体从而同时切割氨纶板(27)和聚丙烯板(29)。
【文档编号】B26F3/00GK106078920SQ201610460514
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】张丛
【申请人】深圳市樊溪电子有限公司