新型切割頭姿態控制裝置的高壓水傳輸機構的製作方法

2023-05-19 03:37:51

本發明涉及一種水切割技術，尤其是一種能偏擺的水切割頭的進水技術，具體地說是一種新型切割頭姿態控制裝置的高壓水傳輸機構。

背景技術：

隨著生產的發展和科學技術的不斷進步，各種品質優異的新型材料不斷出現，使得傳統的切割工具和切割工藝難以滿足對諸如複合材料、熱敏材料等的加工要求，「超高壓水射流切割技術」的誕生，開創了冷態切割工藝的新紀元，使這些切割加工難題得以迎刃而解。

眾所周知，雷射、氣體等離子、射流等切割手段，由於能量場梯度的作用，切面越深時（距噴嘴越遠），切割能力越差，所形成的切割面往往不垂直於工件表面，稱之為切割斜度，這是所有切割手段的一個固有缺陷。雖然通過提高切割能量或降低切割速度可以部分減小切割斜度，但依然存在不能完全垂直的問題。

五軸超高壓水切割機在原有三方向直線運動的基礎上增加了切割頭的迴轉軸和偏擺軸，實現切割頭姿態的控制，並利用預先在系統中設置的斜度模型，通過對切割軌跡的實時計算，再考慮被切工件的材料與厚度進行修正，在切割的過程中不斷地調整切割頭的姿態，使得切割出來的工件達到完美的無斜度狀態或形成角度切割。

在切割頭姿態控制裝置中如何可靠地將高壓水傳輸到切割頭中一直是拯待解決的問題之一。在現有的切割頭姿態控制裝置的高壓水傳輸機構中，水開關閥體與偏擺軸採用兩體式結構，插裝在偏擺軸豎直孔中的水開關閥體通過密封錐墊與安裝在偏擺軸水平孔內的旋轉接頭實現硬密封連接，在此種結構中，由於高壓水傳輸通道的連接零件數量和連接點較多，同時由於現有的加工手段無法保證硬密封連接所要求的精度，因此，現有的高壓水傳輸機構經常發生密封面漏水現象，不能滿足對高壓水傳輸的可靠性要求。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有帶偏擺結構的水切割頭大多採用硬密封而存在密封性能較差的問題，設計一種新型切割頭姿態控制裝置的高壓水傳輸機構。

本發明的技術方案是：

一種新型切割頭姿態控制裝置的高壓水傳輸機構，其特徵是它主要由軸套2、第一軸承3、軸承座4、高壓密封圈5、第二軸承10、壓緊螺柱11、旋轉接頭軸12、偏擺軸15、高壓鋼管16和箱體17組成，第二軸承10套裝在箱體17左下側的內孔中，偏擺軸15左側外圓柱套裝在第二軸承10的內孔中；軸承座4套裝在偏擺軸15內孔中，軸承座4右側面與偏擺軸15內孔的端面相抵，軸承座4右側小圓柱套裝在偏擺軸15的小孔中，高壓密封圈5左端面與軸承座4的右端面相抵；軸套2和第一軸承3均套裝在軸承座4的內孔中；旋轉接頭軸12套裝在軸套2和第一軸承3的內孔中；壓緊螺柱11套裝在旋轉接頭軸12的外圓上，旋轉接頭軸12右側小圓柱穿過軸承座4伸入偏擺軸15的小孔中並套裝有高壓密封圈5，高壓密封圈5外圓套裝在該小孔中；壓緊螺柱11通過外螺紋旋裝在偏擺軸15的螺紋內孔中，壓緊螺柱11的右端面與軸承座4的左端面相抵，將軸承座4固定在偏擺軸15的內孔中；螺套座13套裝在旋轉接頭軸12右側的外圓上，螺套14旋轉在螺套座13上部的螺紋孔中，高壓鋼管16套裝在螺套14的內孔裡，高壓鋼管16的外錐面與旋轉接頭軸12左側的內錐面相抵，通過旋緊螺套14實現高壓鋼管16和旋轉接頭軸12的密封聯接；當偏擺軸15轉動時，安裝在偏擺軸15內孔中的軸承座4、軸套2和壓緊螺柱11隨偏擺軸15一道轉動，旋轉接頭軸12在高壓鋼管16的約束下保持不動，而旋轉接頭軸12右側小圓柱面與高壓密封圈5的內孔之間產生相對轉動，由於旋轉接頭軸12右側小圓柱面的直徑較小，因此，偏擺軸15轉動時所需的力矩也較小；高壓水開關1和高壓水切割頭8均安裝在偏擺軸15上，當偏擺軸15轉動時，高壓水開關1和高壓水切割頭8隨著偏擺軸15一道轉動；高壓水通過高壓鋼管16進入設置在旋轉接頭軸12內的導水孔，再通過設置在偏擺軸15內的小孔進入與之垂直相交的豎直孔中，當高壓水開關1開啟時，水開關閥芯6向上移動，水開關閥芯6的下錐面與水開關閥墊7的上錐面之間形成空隙，高壓水通過水開關閥墊7的內孔進入高壓水切割頭8中。

所述的第二軸承10通過軸承壓蓋9壓裝在箱體17上。

所述的旋轉接頭軸12上的軸套2與旋轉接頭軸12為間隙配合。

所述的旋轉接頭軸12中心的導水孔的一端加裝有封堵頭。

本發明的有益效果：

本發明的高壓水開關閥體與偏擺軸採用了一體式結構，取消了高壓水傳輸中旋轉接頭與水開關閥體之間的硬密封連接，減少了高壓水傳輸通道的連接零件數量和連接點，避免了旋轉接頭與水開關閥體之間硬密封可能產生的洩漏，提高了機構的可靠性。

附圖說明

圖1是發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。

如圖1所示。

一種新型切割頭姿態控制裝置的高壓水傳輸機構，它主要由軸套2（它的右端與與第一軸承3的左端面相低）、第一軸承3、軸承座4（右側有一小圓柱插入偏擺軸15的小孔18中）、高壓密封圈5、軸承壓蓋9、第二軸承10（用於支承偏擺軸旋轉）、壓緊螺柱11（將軸承座4固定在偏擺軸15中）、旋轉接頭軸12（右端有一小段穿過軸承座4上的小圓柱進入小孔18中）、螺套座13（用於連接高壓水鋼管）、螺套14、偏擺軸15、高壓鋼管16和箱體17組成。第二軸承10套裝在箱體17左下側的內孔中並用軸承壓蓋9定位，偏擺軸15左側外圓柱套裝在第二軸承10的內孔中；軸承座4套裝在偏擺軸15內孔中，軸承座4右側面與偏擺軸15內孔的端面相抵，軸承座4右側小圓柱套裝在偏擺軸15的小孔中；軸套2和第一軸承3均套裝在軸承座4的內孔中；旋轉接頭軸12套裝在軸套2和第一軸承3的內孔中，旋轉接頭軸12右側小圓柱上套裝有高壓密封圈5；高壓密封圈5外圓套裝在旋轉接頭軸12位於偏擺軸15小孔18中的一端上，高壓密封圈5左端面與軸承座4伸入所述小孔18的小圓柱端面相抵；壓緊螺柱11套裝在旋轉接頭軸12的外圓上，壓緊螺柱11的外螺紋旋裝在偏擺軸15螺紋孔中，壓緊螺柱11的右端面與軸承座4的左端面相抵，將軸承座4固定在偏擺軸15的內孔中；螺套座13套裝在旋轉接頭軸12右側的外圓上，螺套14旋轉在螺套座13上部的螺紋孔中，高壓鋼管16套裝在螺套14的內孔裡，高壓鋼管16的外錐面與旋轉接頭軸12左側的內錐面相抵，通過旋緊螺套14實現高壓鋼管16和旋轉接頭軸12的密封聯接。

當偏擺軸15轉動時，安裝在偏擺軸15內孔中的軸承座4、軸套2和壓緊螺柱11隨偏擺軸15一道轉動，旋轉接頭軸12在高壓鋼管16的約束下沒有發生轉動，而旋轉接頭軸12右側小圓柱面與高壓密封圈5的內孔之間產生相關轉動，由於旋轉接頭軸12右側小圓柱面的直徑較小，因此，偏擺軸15轉動時所需的力矩也較小。高壓水開關1和高壓水切割頭8均安裝在偏擺軸15上，當偏擺軸15轉動時，高壓水開關1和高壓水切割頭8隨著偏擺軸15一道轉動。

高壓水通過高壓鋼管16進入設置在旋轉接頭軸12內的導水孔，再通過設置在偏擺軸15內的導水孔進入與之垂直相交的豎直孔中，當高壓水開關1開啟時，水開發閥芯6向上移動，水開發閥芯6的下錐面與水開關閥墊7的上錐面之間形成空隙，高壓水通過水開關閥墊7的內孔進入高壓水切割頭8中。

本發明未涉及部分均與現有技術相同或可採用現有技術加以實現。