一种用于磨料水射流设备的对刀装置及对刀方法

摘要

本公开提供了一种用于磨料水射流设备的对刀装置及对刀方法，属于加工制造技术领域，该装置包括可拆卸地安装在水射流切割设备的喷射口上的固定件，所述固定件内设有光源，所述固定件沿着喷射口喷射的方向依次连接凹凸镜、凸透镜，凹透镜、凸透镜同轴放置，光源发射的光能够垂直穿过凹透镜和凸透镜，所述凹透镜能够沿着喷射的方向移动。通过该装置可以便于操作人员确定加工的起点以及确定射流和工件接触面的大小和形状。

说明书

技术领域

本公开属于加工制造技术领域，具体是涉及一种用于磨料水射流设备的对刀装置及对刀方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

磨料水射流作为一种特种加工方式，因其独有的加工优势目前得到了广泛的应用，但目前还没有适用于磨料水射流机床的对刀装置，在实际成产中大多是靠操作者在未开高压泵前用眼睛观察对刀，这种对刀方式的精度一般无法满足加工要求。此外磨料水射流也不像传统加工，可以通过试切法来对刀，在加工时会产生很强的反射水流，这些水流中夹杂着高速运动的磨粒，使得操作者无法靠近观察。

射流直径从碰嘴射出后会逐渐变大，射流会以一定的角度(A)向外发散，并且发散角(A)的大小与水压、沙量、靶距、冲击角度等加工参数有关，在加工不同工件甚至加工同一工件的不同工序时会用到不同的加工参数，所以射流和工件接触面的大小和形状是不同，在对刀时需要考虑实际接触面的大小和形状来确定加工起点。当射流以非90°加工工件时见图1，射流和工件的接触面是一个椭圆，在这种情况下，如果只靠操作者用眼睛观察，很难确定椭圆的形状和大小。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本公开提供了一种用于磨料水射流设备的对刀装置及对刀方法，通过该装置可以便于操作人员确定加工的起点以及确定射流和工件接触面的大小和形状。

本公开至少一实施例提供了一种用于磨料水射流切割设备的对刀装置，该装置包括可拆卸地安装在水射流切割设备喷射口上的固定件，所述固定件内设有光源，所述固定件沿着喷射口喷射的方向依次连接凹凸镜、凸透镜，凹透镜、凸透镜同轴放置，光源发射的光能够穿过凹透镜和凸透镜，所述凹透镜能够沿着靠近凸透镜的方向移动。

进一步地，所述固定件上可拆卸地连接钻头夹，钻头夹上设有三爪卡盘。

进一步地，所述凹透镜通过第一圆柱形壳体设置在固定件上，所述第一圆柱形壳体远离固定件的一端外壁面设有若干个凹槽，凹透镜安装在第一圆柱形壳体内，且凹透镜的边缘上设有与所述凹槽相对应的滑块，且所述滑块能够在所述凹槽内滑动。

进一步地，所述凸透镜安装在第二圆柱形壳体，第二圆柱形壳体与第一圆柱形壳体相连接。

进一步地，第一圆柱壳体与固定件以及第一圆柱壳体和第二圆柱壳体之间通过螺纹固定连接在一起。

进一步地，第一圆柱形壳体与第二圆柱形壳体相对接的一端外壁面上设有外螺纹，第二圆柱形壳体内设有与所述外螺纹相啮合的内螺纹。

进一步地，在第一圆柱形壳体与第二圆柱形壳体之间设有控制所述凹透镜移动的驱动件。

进一步地，所述驱动件为旋转螺母，旋转螺母的内径大于第一圆柱形壳体的外径，凹透镜上的滑块的表面上设有与旋转螺母相啮合的外螺纹。

本公开至少一实施例还提供了一种水射流机床，该机床包括上述任一项所述的一种用于磨料水射流切割设备的对刀装置。

本公开至少一实施例还提供了基于上述任一项所述的一种用于磨料水射流切割设备的对刀装置的对刀方法，该方法包括如下过程：

将水射流设备的喷射头移动到非加工表面，设置好加工参数，试切N秒钟后关掉连接机床的高压泵；

将所述装置安装到水射流设备的喷射头上，在此过程中要保证该装置内的光源、凹凸透镜和喷射头的同轴度；

打开光源，移动凹透镜调节光源在工件表面光斑的大小，调制光斑和水射流留下的印记重合；

移动刀头，找准加工起点，完成对刀，将此装置从混砂管上拿下。

本公开的有益效果如下：

本公开提供的对刀装置可以将该装置安装在水射流的喷射头上，利用该装置中的光源发射光发出的光通过凹、凸透镜，将折射的光与射流留下的印记重合，利用光源对刀，便于人工通过观察切割点，这样不仅便于调整，避免直接喷射水流对刀操作人员无法靠近的缺陷，提高了加工的精度。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为现有的磨料水射流设备当射流以非90°加工工件时状态图；

图2为本公开实施例提供的用于磨料水射流设备的对刀装置整体结构图；

图3为本公开实施例提供的对刀装置中钻头夹的结构图；

图4为本公开实施例提供的对刀装置中凹透镜的结构图；

图5是本公开实施例提供的对刀装置在加工精度较高的情况下使用方式图。

图中：1、钻头夹，11、三爪卡盘，12、外螺纹，2、后盖，3、光源，4、凹透镜架，5、凹透镜，51、滑块，6、旋转螺母，7、前盖，8、凸透镜。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

如图2所示，本公开实施例提供了一种用于磨料水射流设备的对刀装置，该装置主要包括安装在水射流机床喷射口上的前盖1、后盖7以及位于前后盖之间的凹透镜5和凸透镜8，其中前盖内设有光源3，所述凸透镜和凸透镜相互平行，且凹透镜和凸透镜之间的距离可以变化，位于前盖内的光源发出来的光可以经过凹透镜和凸透镜产生光斑，这样将该装置安装在水射流机床的混砂管上，通过打开前盖1内的光源，通过凹、凸透镜折射出来的光斑来代替水流射出的形状。便于人工通过观察切割点，这样不仅便于调整，避免直接喷射水流对刀操作人员无法靠近的缺陷，提高了加工的精度。

需要说明的就是，本实施例中的凸透镜的直径设计与水射流设备中的混砂管射流出口直径相同。

具体的，如图2所示，本实施例中后盖2主要是一个圆柱形壳体，在所述圆柱形壳体长度方向的一端连接一个钻头夹2，通过所述钻头夹用于固定在水射流设备中的混砂管，如图3所示，所述钻头夹长度方向的一端设置三爪卡盘11，通过所述三爪卡盘将该钻头夹固定在混砂管上，然后钻头支架长度方向的另一端的外壁面上设置外螺纹12，与后盖通过螺纹连接。这样将该对刀装置固定在水射流的机床上，当不需要使用的时候，将该钻头夹的三爪卡盘使其与水射流机床上的混砂管分离，将整个装置拆下即可。

本实施例中的后盖沿着水射流设备喷射的方向上通过螺纹连接一个凹透镜架4，该凹透镜架4也是一个类似的圆柱形壳体上，具体的该凹透镜架长度方向的一端设有外螺纹，然后将凹透镜架旋入后盖内，同时在所述凹透镜架的另一端圆周方向均匀设有若干个滑槽，这些滑槽沿着凹透镜架的轴线方向上延伸，同时在凹透镜5圆周方向设有与所述滑槽相同数量的滑块51，见图3，这样通过凹透镜上的滑块可以将凹透镜卡入凹透镜架内。

进一步地，所述凹透镜4设置滑槽的端部外壁面上设有外螺纹，见图4，通过该外螺纹可以连接前盖7，所述前盖7上安装有凸透镜8，这样实现了凸透镜的固定。

进一步地，为了便于所述凹透镜的移动，在所述前盖与后盖之间设有一个旋转螺母6，该旋转螺母套装在凹透镜架上，且凹透镜的内径要大于凹透镜架的外经，同时凹透镜上的滑块外壁面上加工有螺纹，整个凹透镜的外经等于旋转螺母的内径，这样就实现了凹透镜与旋转螺母的连接，这样通过转动旋转螺母可以控制凹透镜在凹透镜支架上滑槽内移动控制凹透镜与凸透镜之间的距离。

另外本实施例还提供了一种磨料水射流切割机床，该机床包括上述所述的对刀装置，将该装置可以安装在机床水切割喷射口上。

下面详细说明一下基于上述一种用于磨料水射流机床的对刀装置的对刀方法，该方法包括如下步骤：

1、将磨料水切割设备的刀头移动到非加工表面，设置好加工参数，试切几秒钟后关掉高压泵，这时在工件表面会留下射流的印记；

2、将该对刀装置安装到水射流机床的纱管上，在此过程中一定要保证此装置和混砂管的同轴度；

3、打开该对刀装置内激光光源，通过旋转螺母控制凹透镜和凸透镜之间的距离，调节折射在工件表面光斑的大小，使得最后的光斑和水射流设备留下的印记重合。

将该对刀装置的凸透镜直径设计的和水射流设备的混砂管射流出口直径相同，这样当光斑和水射流印记重合时就可以用激光束模拟水射流束。此外本对刀装置在前盖上设有刻度(类似于千分尺刻度)，如果操作者记录下某种加工参数时旋转螺母标记处所在刻度，当第二次使用此参数时，便可直接拨到此刻度，省去1步骤。

4、移动刀头，找准加工起点，完成对刀，将此装置从混砂管上拿下，也可以将钻夹头留在混砂管上。

需要说明的就是，在加工精度较低情况下，因为对刀装置的厚度较小，当靶距小于此厚度时，可以认为射流没有发散现象，发散角为零，这时只需调节装置上的旋转螺母，让激光直线射出，确定加工起点即可。

如果加工精度较高，参见图5，可以将对刀装置安装在沙管运动方向的某一固定距离，且装置底端和沙管底端平齐，用此装置找到加工起点之后，再反向移动固定距即可以完成对刀。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本公开的权利要求范围当中。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。