微磨料水射流切割头装置制造方法
【专利摘要】本发明微磨料水射流切割头装置涉及机械加工设备领域，具体涉及微磨料水射流切割头装置，包括储料罐、混合腔及喷射头，所述储料罐内设置有一活塞，活塞将储料罐分为压缩空气腔和浆液磨料腔，储料罐下端连接有一送料软管，送料软管通过螺杆泵壳与混合腔相连，所述螺杆泵壳内设置有一与步进电机相连的送料螺杆，所述混合腔设置于喷射头内，喷射头上端设置有一高压水腔室，高压水腔室下端通过水喷嘴与混合腔相连，混合腔下端设置有混合料喷管，本发明采用螺杆主动送料，送料可靠性高、吸入均匀，且送料流量大小可控，能防止喷射头堵塞后高压水直接进人磨料罐引起磨料输送系统失效。
【专利说明】 微磨料水射流切割头装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械加工设备领域，具体涉及微磨料水射流切割头装置。
【背景技术】
[0002]微磨料水射流是一种新型、闻效、绿色环保的闻能束形式。微磨料水射流加工是利用水射流束将磨料粒子加速，利用其动能作用来蚀除基体材料，属于纯“冷态”加工工艺，不会改变被加工材料的物理和化学特性，可实现对热敏、压敏材料的加工，与数控系统相结合很容易实现平面铣削和三维雕刻加工等。由于其切缝宽度小、刻蚀精度高、没有热影响、对材料没有选择陛，近年来在欧美等国得到高度重视和研究，并可单成为半导体、微机电系统以及光学器件生产的一种低成本、柔性化的高能束加工方法。
[0003]Miller利用压力水将预先配制好的浆液磨料引入高压水路并通过微喷射头射出形成微磨料水射流方法，成功开发出直径50um的微磨料水射流装置，其切割能量密度是传统磨料水射流的4-5倍。但是这种前混合方式是先将磨料与高压水混合，再经喷射头射出，喷射头磨损严重，寿命大大缩短。研究表明，应用后混合式磨料水射流原理来产生直径为(150-300)um的微磨料水射流是完全可行的。但是若采用传统磨料水射流切割头和负压吸入磨料方式，则存在诸多问题。因为微磨料水射流需要采用高精度的亚微米甚至纳米级磨料粒子，由于微细粒子很容易吸附空气中的水分，增大了磨料流动过程的粘性阻力，因此，靠负压吸入磨料时，磨料在磨料罐落料口会起拱。造成磨料吸入不均匀、磨料流量无法控制，故障率较高，直接影响切割加上效率和加工质量。严重时喷射头堵塞，高压水会经送料管返回磨料罐浸湿磨料.导致磨料输送系统失效。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，本发明提供一种采用螺杆主动送料，送料可靠性高、吸入均匀，且送料流量大小可控，能防止喷射头堵塞后高压水直接进人磨料罐引起磨料输送系统失效的微磨料水射流切割头装置。
[0005]本发明微磨料水射流切割头装置，包括储料罐、混合腔及喷射头，所述储料罐内设置有一活塞，活塞将储料罐分为压缩空气腔和浆液磨料腔，储料罐下端连接有一送料软管，送料软管通过螺杆泵壳与混合腔相连，所述螺杆泵壳内设置有一与步进电机相连的送料螺杆，所述混合腔设置于喷射头内，喷射头上端设置有一高压水腔室，高压水腔室下端通过水喷嘴与混合腔相连，混合腔下端设置有混合料喷管。
[0006]优选地，混合腔上还开有一排水通道，排水通道上设置有一单向阀。
[0007]优选地，喷管通过喷管锁紧螺母与喷射头相连，所述喷射头前端套接有一喷头套，喷管穿过喷头套。
[0008]本发明采用螺杆主动送料，送料可靠性高、吸入均匀，且送料流量大小可控，能防止喷射头堵塞后高压水直接进人磨料罐引起磨料输送系统失效。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为微磨料水射流切割头装置结构示意图。
[0010]附图标记:1-储料罐，2-活塞，3-送料软管，4-螺杆泵壳，5-送料螺杆，6-步进电机，7-喷射头，8-高压水腔室，9-水喷嘴，10-混合腔，11-混合料喷管，12-排水通道，13-单向阀，14-喷管锁紧螺母，15-喷头套。
【具体实施方式】
[0011]本发明微磨料水射流切割头装置，包括储料罐1、混合腔10及喷射头7，所述储料罐I内设置有一活塞2，活塞2将储料罐分为压缩空气腔和浆液磨料腔，储料罐I下端连接有一送料软管3，送料软管3通过螺杆泵壳4与混合腔10相连，所述螺杆泵壳4内设置有一与步进电机6相连的送料螺杆5，所述混合腔10设置于喷射头7内，喷射头7上端设置有一高压水腔室8，高压水腔室8下端通过水喷嘴9与混合腔10相连，混合腔10下端设置有混合料喷管11。混合腔10上还开有一排水通道12，排水通道12上设置有一单向阀13。混合料喷管11通过喷管锁紧螺母14与喷射头7相连，所述喷射头7前端套接有一喷头套15，混合料喷管11穿过喷头套15。
[0012]工作时送料螺杆5直接将微磨料送到切割头混合腔10，通过水射流对磨料粒子加速、混合并经混合料喷管11喷出形成微磨料水射流。为了保证磨料可靠进入螺杆泵壳4，在储料罐I中的活塞2上腔通人一定压力的压缩空气，将储料罐I中的固体磨料粒子或浆液磨料推入螺杆泵壳4。在送料螺杆5旋转的带动下,一定量的磨料被连续不断地地送到混合腔10。送料螺杆5由步进电机6带动，磨料的多少与送料螺杆5转速快慢近似呈线性关系，通过改变控制器发给步进电机6的脉冲频率来控制其转速，从而实现磨料流量的精确控制。为防止喷射头7堵塞后.高压水经螺杆泵壳4返回进入磨料罐浸湿干磨料，在混合腔10处设有排水通道12，并在此通道上安装一个单向阀13。正常工作时，在水射流作用下混合腔10形成负压，排水通道12上的单向阀13关闭，磨料由送料螺杆5输送直接进入混合腔10。当喷射头7堵塞时，由于送料螺杆5与螺杆泵壳体4之间具有一定的密封作用，混合腔10的压力升高，排水通道12中的单向阀13打开，压力水从排水通道12排出，保证了磨料输送系统安全。
【权利要求】
1.一种微磨料水射流切割头装置，包括储料罐(I)、混合腔(10)及喷射头(7)，其特征在于，所述储料罐(I)内设置有一活塞(2)，活塞(2)将储料罐(I)分为压缩空气腔和浆液磨料腔，储料罐(I)下端连接有一送料软管(3)，送料软管(3)通过螺杆泵壳(4)与混合腔(10)相连，所述螺杆泵壳(4)内设置有一与步进电机(6)相连的送料螺杆(5)，所述混合腔(10)设置于喷射头(7)内，喷射头(7)上端设置有一高压水腔室(8)，高压水腔室(8)下端通过水喷嘴(9)与混合腔(10)相连，混合腔(10)下端设置有混合料喷管(11)。
2.如权利要求1所述微磨料水射流切割头装置，其特征在于，所述混合腔(10)上还开有一排水通道(12)，排水通道(12)上设置有一单向阀(13)。
3.如权利要求2所述微磨料水射流切割头装置，其特征在于，所述混合料喷管(11)通过喷管锁紧螺母(14)与喷射头(7)相连，所述喷射头(7)前端套接有一喷头套(15)，混合料喷管(11)穿过喷头套(15)。
【文档编号】B24C5/00GK104400666SQ201410552124
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】张淑芬 申请人:陕西启源科技发展有限责任公司