高压水射流切割定位装置

摘要

本发明公开了一种高压水射流切割定位装置，包括：支持架；由上到下依次安装于支持架上的喷嘴夹、喷嘴定位块以及定位锥支持块，喷嘴定位块上设置有与喷嘴相适配的凹槽；定位锥支持块上开有通孔，穿过该孔放置有下定位块，该下定位块表面设置有弹簧，该弹簧一端连接在定位锥支持块的下表面，另一端连接有定位圆锥，该定位圆锥与凹槽同轴；与下定位块连接、且放置在定位锥支持块上表面的上定位块，该上定位块上设置有指针；设置于定位锥支持块上的刻度尺支持块，该刻度尺支持块上设置有刻度尺，该刻度尺的初始刻度与所述喷嘴定位块凹槽的底面相对齐，指示凹槽底面至定位圆锥的锥尖之间的距离。

权利要求

1.一种高压水射流切割定位装置，其特征在于，包括：支持架；

由上到下依次安装于所述支持架上的喷嘴夹、喷嘴定位块以及定位锥支持块，所述喷嘴定位块上设置有与喷嘴相适配的凹槽；

所述定位锥支持块上开有通孔，穿过该孔放置有下定位块，该下定位块表面设置有弹簧，该弹簧一端连接在所述定位锥支持块的下表面，另一端连接有定位圆锥，该定位圆锥与所述凹槽同轴；

与所述下定位块连接、且放置在所述定位锥支持块上表面的上定位块，该上定位块上设置指针；

设置于所述定位锥支持块上的刻度尺支持块，该刻度尺支持块上设置有刻度尺，该刻度尺的初始刻度与所述喷嘴定位块凹槽的底面相对齐，最大刻度为所述定位圆锥在最低位置时指针指示的刻度。

2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述喷嘴夹通过螺栓与所述支持架相连接。

3.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述喷嘴定位块通过螺栓与所述支持架相连接。

4.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述定位锥支持块通过螺栓与所述支持架相连接。

5.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述刻度尺支持块通过螺栓连接在所述定位锥支持块上。

6.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述刻度尺通过螺栓连接在所述刻度尺支持块上。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的装置，其特征在于，所述喷嘴夹为可变形半圆柱环，其内直径小于喷嘴头的圆柱段的直径。

说明书

高压水射流切割定位装置

技术领域

[0001] 本发明涉及材料加工技术领域，更具体地说，涉及一种高压水射流切割定位装置。

背景技术

[0002] 高压水射流技术是近二三十年来发展起来的一项新技术，此技术是通过高压泵将普通自来水加压并迫使高压水经一个直径很小的高压水射流喷嘴喷射而出，形成一股高速水射流，其速度可高达1000米/秒，此射流可用来加工各种较软材料或薄的硬质材料。通常情况下，在此射流中加入磨料，使其形成一股高速磨料射流，此磨料射流就可用来加工任何质地的材料。

[0003] 在高压磨料射流切割过程中，经常会遇到如下两个问题：

[0004] 1、如图1所示，材料的外围已经由其他加工方法加工完毕或在下料时便已完全确定，现需要采用高压水射流在材料中进行其它二次加工，要求二次加工与材料的外围保持精确的位置关系，即要求精确的X值和Y值。

[0005] 2、同样如图1所示，在磨料射流加工过程中，磨料射流的喷嘴与待加工材料的上表面之间距离要求精确，即要求精确的Z值。由于磨料射流从喷嘴喷出后会受周围介质的影响，射流被迫散开。如果此距离过大，一方面，待加工材料的有效切削厚度变小，造成能源浪费，另一方面，散开的射流会导致原来设定的喷嘴半径补偿产生误差，影响切割位置精度；但如果此距离过小，刚开始切割时，由于射流不能有效从喷嘴出口周围排出，会对喷嘴上游的介质产生一背压，造成喷嘴上游介质进入磨料软管，导致切割过程失效。

[0006] 为保证材料二次加工时，满足待加工材料的外围的位置精度要求，最常用的方法有两种。

[0007] 第一种是在喷嘴上安装一高分辨率摄像仪，采用此摄像仪进行摄像，并经过图像处理过程确定位置关系，并最终完成二次加工。这种方法精度高，能够满足一些相对位置精度要求高的加工，但操作复杂，需要大量时间安装摄像仪并进行图像处理。

[0008] 第二种是将喷嘴移至待切割材料外围边上方，用肉眼估计对中性，从而确定相对位置。但是，由于喷嘴端面为一平面，采用此种方法很难准确将喷嘴中心与材料外围边对中。因此，这种方法虽然操作简单，但定位误差较大，很难满足加工位置要求精度。

[0009] 为了保证喷嘴与待加工材料上表面的距离满足精度要求，最常用的方法是缓慢下移喷嘴直至喷嘴到达确定位置。但由于喷嘴材料较硬、较脆，当喷嘴与待加工材料上表面发生碰撞时，喷嘴较易损坏，待加工材料也容易被划伤或破损。为避免上述现象，喷嘴下移过程中，操作者需要多次下移喷嘴一较小距离，并进行多次测量，才能最终找到正确位置。这样，造成大量时间浪费，特别是针对大型工作台，操作者需要多次操作，造成极大的不便。

[0010] 总之，无论是确定喷嘴中心与待加工材料外围的距离时，还是确定喷嘴与待加工材料上表面的距离时，现有的操作过程不是操作简单，精度不够，就是精度满足，操作复杂，还没有一种简单精确的方法。

发明内容

[0011] 有鉴于此，本发明提供一种高压水射流切割定位装置，以实现简单精确地确定喷嘴中心与待加工材料外围的距离，以及喷嘴与待加工材料上表面的距离的目的。

[0012] 所述高压水射流切割定位装置，包括：

[0013] 支持架；

[0014] 由上到下依次安装于所述支持架上的喷嘴夹、喷嘴定位块以及定位锥支持块，所述喷嘴定位块上设置有与喷嘴相适配的凹槽；

[0015] 所述定位锥支持块上开有通孔，穿过该孔放置有下定位块，该下定位块表面设置有弹簧，该弹簧一端连接在所述定位锥支持块的下表面，另一端连接有定位圆锥，该定位圆锥与所述凹槽同轴；

[0016] 与所述下定位块连接、且放置在所述定位锥支持块上表面的上定位块，该上定位块上设置有指针；

[0017] 设置于所述定位锥支持块上的刻度尺支持块，该刻度尺支持块上设置有刻度尺，该刻度尺的初始刻度与所述喷嘴定位块凹槽的底面相对齐，指示所述凹槽底面至定位圆锥的锥尖之间的距离。

[0018] 优选地，所述喷嘴夹通过螺栓与所述支持架相连接。

[0019] 优选地，所述喷嘴定位块通过螺栓与所述支持架相连接。

[0020] 优选地，所述定位锥支持块通过螺栓与所述支持架相连接。

[0021] 优选地，所述刻度尺支持块通过螺栓连接在所述定位锥支持块上。

[0022] 优选地，所述刻度尺通过螺栓连接在所述刻度尺支持块上。

[0023] 优选地，所述喷嘴夹为可变形半圆柱环，其内直径小于喷嘴头的圆柱段的直径。

[0024] 从上述的技术方案可以看出，本发明公开的高压水流切割定位装置中，定位圆锥的锥尖可以代替所述喷嘴，精确地对准所述待加工材料的外围，进而准确的确定喷嘴中心与待加工材料外围的距离，且操作简单；并且，移动所述定位装置直至所述定位圆锥与所述待加工材料的上表面相接触，直接通过读取所述指针指向的刻度尺上的刻度，就可得知所述喷嘴与所述待加工材料上表面的距离此过程不需反复操作，简单方便。

附图说明

[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0026] 图1为本发明实施例公开的一种高压水射流切割机喷嘴的结构示意图；

[0027] 图2为本发明实施例公开的一种高压水射流切割定位装置的结构示意图；

[0028] 图3为本发明实施例公开的一种喷嘴夹的结构示意图。

具体实施方式

[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0030] 本发明实施例公开了一种高压水射流切割定位装置，以实现简单精确地确定喷嘴中心与待加工材料外围的距离，以及喷嘴与待加工材料上表面的距离的目的。

[0031] 如图2所示，所述高压水射流切割定位装置包括：喷嘴夹1、支持架2、喷嘴定位块4、刻度尺5、指针6、定位锥支持块7、刻度尺支持块8、弹簧9以及定位圆锥10；其中：

[0032] 喷嘴夹1、喷嘴定位块4和定位锥支持块7由上到下依次安装于支持架2上，且喷嘴定位块4上设置有与喷嘴相适配的凹槽；

[0033] 定位锥支持块7设置有刻度尺支持块8，且刻度尺支持块8上设置有刻度尺5，刻度尺5的初始刻度与喷嘴定位块4凹槽的底面相对齐，刻度尺5的刻度值指示所述凹槽的底面至定位圆锥10的锥尖之间的距离，且刻度尺5上的刻度根据实际工作要求进行设置；

[0034] 定位锥支持块7上设置有上、下定位块以及定位圆锥10。具体的，定位锥支持块7上开有通孔，所述下定位块穿过该通孔放置，且其表面设置有弹簧9，弹簧9一端连接在定位锥支持块7下表面，另一端连接定位圆锥10，定位圆锥10与喷嘴定位块4上的凹槽同轴；所述上定位块通过螺纹连接在所述下定位块、且放置于定位锥支持块7上表面。

[0035] 当定位圆锥10受到向上的力时，弹簧9受压力，向上收缩，由于所述下定位块穿过定位锥支持块7上的通孔，当定位圆锥10与待加工材料表面接触并被向上推时，弹簧9向上收缩，所述下定位块在定位锥支持块7上的通孔内向上移动，又由于所述上定位块与所述下定位块相连，向上移动的下定位块可以带动所述上定位块也向上移动。

[0036] 具体的，所述高压水射流切割定位装置的使用过程为：预先将喷嘴3安放于喷嘴定位块4上的凹槽内，并通过喷嘴夹1夹持喷嘴致使所述定位装置固定在所述喷嘴上。

[0037] 喷嘴夹1的结构如图3所示，形状近似半圆柱环，其易发生形变。

[0038] 喷嘴夹1的内表面直径略小于所述喷嘴圆柱段直径，当喷嘴夹1安装在所述喷嘴圆柱段时，喷嘴夹1通过变形达到紧紧夹持住所述喷嘴圆柱段的目的。同时，也因为喷嘴夹1易形变，当工作完毕时，也可以轻松取下。

[0039] 当需要使用该定位装置确定喷嘴中心与待加工材料外围的边距时，结合图1举例为：在喷嘴中心距离待加工材料两个相邻的边的距离分别为：10cm和5cm，具体为：距离待加工材料第一边的长度、即X值为10cm，距离待加工材料第二边的长度、即Y值为5cm。

[0040] 因为本发明实施例公开的定位装置固定于所述喷嘴上，当所述喷嘴移动时，所述定位装置可以跟随其移动。移动所述喷嘴所在的水射流切割机，使所述定位装置向所述待加工材料的第一边靠近，直至定位圆锥10的锥尖正好接触到所述待加工材料的第一边。由于定位圆锥10与设置所述喷嘴的凹槽处于同一轴向上，即所述喷嘴与定位圆锥10也处于同一轴向上，此时，所述喷嘴的中心正对于所述待加工材料的第一边，这样，就得到了第一个参考边位置；继续移动所述水射流切割机，使所述定位装置向所述待加工材料的第二边靠近，直至定位圆锥10的锥尖正好接触到所述待加工材料的第二边，执行同样操作得到Y值为5cm的参考位置，根据X值为10cm的参考位置与Y值为5cm的参考位置即可得需求位置。

[0041] 当需要使用所述定位装置确定喷嘴与待加工材料上表面之间的距离时，同样参见图1举例：需确定的喷嘴与待加工材料上表面之间的距离为1.5mm，即Z为1.5mm。最初，指针6指示在刻度尺5中的最下刻度，向下移动所述水射流切割机，进而带动所述定位装置靠近所述待加工材料的上表面，待定位圆锥10接触到所述待加工材料的上表面，与定位圆锥10相连的弹簧9因受压力会沿力的方向收缩，即向上收缩，此时，待加工材料表面推动所述下定位块在定位锥支持块的通孔内向上移动，最终带动所述上定位块向上移动，这样，指针
6也向上移动，指示不同的刻度值；读取指针6指示刻度尺5上的刻度值，记录此数值，通过计算得到所述喷嘴应下移的数值，取下快速定位装置，将喷嘴下移该数值，即到达至距离待加工材料上表面1.5mm处。

[0042] 由于定位圆锥10上连有弹簧9，当定位圆锥10与所述待加工材料的上表面相接触，由于弹簧9的回弹作用，也不会影响所述待加工材料的上表面造成伤害，故，所述水射流切割机的下降速度也会大大提高。

[0043] 更重要的是，根据上述内容所述，所述水射流切割机一次下降操作，即可完成确定所述喷嘴与所述待加工材料的上表面的间距工作，还节约了时间，提高了工作效率。

[0044] 并且，定位圆锥10可以使用质地较软的材料制作，具体可以为铝，这样，即使由于不慎操作，定位圆锥10与所述待加工材料的上表面产生碰撞后，对所述待加工材料也不会造成太大的损坏。

[0045] 具体的，在上述实施例中公开的高压水射流切割定位装置中，为了组合方便，喷嘴夹1、喷嘴定位块4以及定位锥支持块7安装于支持架2上的方式均可以采用螺栓连接，同样，刻度尺支持块8安装于定位锥支持块7的方式，刻度尺5安装于刻度尺支持块8，以及指针6安装于所述上定位块的方式，都可以采用螺栓连接。当然，上述的都还可以采用其他连接方式，只要能够满足固定要求即可。

[0046] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

[0047] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。