一种磁性材料激光精密切割机

技术领域

本发明涉及激光切割设备领域，尤其涉及一种磁性材料激光精密切割机。

背景技术

激光切割机是通过聚焦成高功率密度的激光束照射工件表面，使工件达到熔点或沸点，使工件之间产生缝隙，以达到对工件切割的目的，采用激光切割机对磁性材料的切割加工逐渐普及。

磁性材料是电子器件常用组件，磁性材料成型后需要经过切割成所需形状，再进行充磁使用，采用激光切割机切割磁性材料具有高效、精细等优点，目前激光切割机所能加工的磁性材料厚度在6mm以内，由于激光切割过程中会熔化切割部位的材料，切割部位的温度较高，传统激光切割机采用喷氮气的方法冲刷切割部位的熔融材料，避免切割部位因持续的高温产生烧边，而随着磁性材料厚度增加，为确保完全切割，将减缓激光的平移速度，切割部位产生的熔融材料量增加，热量堆积程度增大，散热难度加大，仅依靠激光头喷发的氮气难以快速降温，使得烧边状况更容易发生，降低磁性材料的质量。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的以下问题：传统激光切割机采用喷氮气的方法冲刷切割部位的熔融材料，避免切割部位因持续的高温产生烧边，而随着磁性材料厚度增加，为确保完全切割，将减缓激光的平移速度，切割部位产生的熔融材料量增加，热量堆积程度增大，散热难度加大，仅依靠激光头喷发的氮气难以快速降温，使得烧边状况更容易发生，降低磁性材料的质量。

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种磁性材料激光精密切割机，包括切割台和激光机主体，所述切割台用于放置磁性材料板，所述激光机主体连接有移动组件，激光机主体具有指向磁性材料板的切割头，所述切割头下方具有辅冷组件；

所述辅冷组件包括壳体，壳体的中部贯通有通腔，所述切割头竖直对位通腔，壳体的底部具有多组空心环壳，空心环壳连接有水冷机，水冷机向空心环壳内循环传导冷却水，空心环壳的底部与壳体底部平面接触磁性材料板；

所述空心环壳之间具有气道，气道连接有氮气供应组件，氮气供应组件传导氮气至气道，并由气道底部向磁性材料板喷出。

优选的，所述空心环壳的水平截面为环形状，多组空心环壳围绕所述通腔同心设置，空心环壳与壳体通过两组液管固定连接，两组液管分别连接所述水冷机的进液、出液端，液管的表面开设有贯通空心环壳的液孔。

优选的，所述空心环壳的内、外表面为圆台状，使气道形成上大下小的环形通道，气道的顶部贯通有环道，环道连通所述氮气供应组件。

优选的，所述空心环壳竖直截面面积由内向外依次减小，连通各个空心环壳的液孔面积由内向外依次减小。

优选的，所述空心环壳采用铜材料制成，所述通腔的表面设置有陶瓷层。

优选的，所述切割头为圆锥状，所述通腔为上大下小的圆台状，通腔壁的倾斜幅度大于切割头外表面的倾斜幅度。

优选的，所述切割头的外部滑动有滑套，滑套通过弹簧连接切割头，所述壳体固定连接滑套。

与相关技术相比较，本发明提供的磁性材料激光精密切割机具有如下有益效果：

1、本发明在切割头的周围设置同心分布的多组空心环壳，切割过程中空心环壳内循环传导冷却液，使空心环壳低温的底面始终覆盖在切割部位的周围，用于加快切割部位的热量散发，避免切割部分发生烧边情况，在现有的激光切割设备的基础上可增加切割磁性材料的厚度；

2、本发明在空心环壳之间形成若干同心分布的气道，气道指向切割部位的周围，切割过程中，氮气经过气道从底部喷向切割部位周围，进一步加快切割部位的热量散发，而且氮气经过气道时被空心环壳降低温度，更加有利于对磁性材料板表面快速降温；

3、本发明设置的空心环壳竖直截面面积由内向外依次减小，连通各个空心环壳的液孔面积由内向外依次减小，使最外侧空心环壳内的冷却液循环速度以及循环液量最小，越靠近切割位置的空心环壳内冷却液循环速度以及循环液量越大，适应磁性材料板表面的温度分布，最靠近切割位置的温度最高，充分利用冷却液对切割散热。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图之一；

图2为本发明的整体结构示意图之二；

图3为本发明的辅冷组件安装结构示意图；

图4为本发明的切割头与辅冷组件对位结构示意图；

图5为本发明的辅冷组件结构示意图；

图6为本发明的辅冷组件底部结构示意图。

图中标号：1、切割台；2、磁性材料板；3、激光机主体；4、移动组件；5、切割头；6、氮气供应组件；7、辅冷组件；71、壳体；72、液管；73、通腔；74、空心环壳；75、气道；76、环道；77、液孔；78、陶瓷层；8、水冷机；9、滑套。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

实施例一

如图1-2所示，一种磁性材料激光精密切割机，包括切割台1和激光机主体3，切割台1的表面设置有夹具，用于水平夹持固定磁性材料板2；

激光机主体3包括激光发生装置、激光传导装置、切割头5以及配套的电控、冷却组件，与现有激光切割设备构建实质相同，切割头5设置在激光机主体3的底部；

移动组件4具有X、Y、Z三轴直线驱动组件，例如丝杠传动组件或电动推杆或气缸，主要用于推动激光机主体3前后、左右、上下移动，使切割头5的移动范围能全面覆盖磁性材料板2；

如图4-5所示，辅冷组件7包括壳体71，壳体71为圆台状，采用碳钢、不锈钢等材料制成，其中心部位具有上下贯通的通腔73，将壳体71中心对位在切割头5下部，切割头5竖直对位通腔73；

在壳体71内设置多组同心分布的空心环壳74，空心环壳74的内、外表面为上大下小圆台状，空心环壳74的底部与壳体71的底部齐平，两组液管72由壳体71外部穿过各个空心环壳74，通过液管72将各个空心环壳74与壳体71固定一体，在液管72的表面开设贯通空心环壳74的液孔77；

水冷机8采用的是工业级水制冷机，两组液管72分别连接水冷机8的进液、出液端，同时水冷机8设置另一组循环管路连接激光机主体3的镜片冷却组件，对激光机主体3进行液冷降温；

氮气供应组件6采用的是高压氮气罐，配合阀门构成可控的氮气输出组件，氮气供应组件6的一个气路连接切割头5；

如图3所示，切割头5的上部为圆柱状，在切割头5的圆柱部位滑动套设滑套9，滑套9的顶部通过弹簧连接切割头5外壁，使用L形板件将壳体71与滑套9固定连接；

切割磁性材料板2时，通过移动组件4驱动切割头5贴紧磁性材料板2，通过滑套9与切割头5竖直弹性滑动，使壳体71、空心环壳74的底部贴在磁性材料板2表面，激光由切割头5穿过通腔73射在磁性材料板2表面进行切割工作，同时氮气供应组件6向切割头5提供氮气，氮气喷向切割部位进行降温，同时，水冷机8输送冷却液经过一个液管72表面的液孔77进入各个空心环壳74，再由另一个液管72表面的液孔77排出冷却液，使冷却液在空心环壳74循环导动，空心环壳74的底部贴合切割部位的周围，辅助散热，加快切割部位热量散发；

如图5所示，空心环壳74竖直截面面积由内向外依次减小，连通各个空心环壳74的液孔77面积由内向外依次减小，使最外侧空心环壳74内的冷却液循环速度以及循环液量最小，越靠近切割位置的空心环壳74内冷却液循环速度以及循环液量越大，适应磁性材料板2表面的温度分布，最靠近切割位置的温度最高，充分利用冷却液对切割散热；

如图5-6所示，相邻空心环壳74之间形成气道75，气道75同心分布，气道75为上大下小的环形通道，在气道75的顶部贯通有环道76，环道76通过管道连接氮气供应组件6；

切割工作中，通过氮气供应组件6将氮气导入环道76内，氮气再由环道76进入气道75内，再由气道75底部喷向磁性材料板2，氮气在气道75中传导，受空心环壳74的冷却温度降低，使喷出的氮气对磁性材料板2具有降温效果，而且气道75的底部指向切割部位，进一步加快切割部位的热量散发速度，避免切割部位产生烧边；

空心环壳74采用铜材料制成，使空心环壳74的底部热传导效率高，增加对磁性材料板2热量传导效率；

切割头5为圆锥状，通腔73为上大下小的圆台状，通腔73壁的倾斜幅度大于切割头5外表面的倾斜幅度，在通腔73的表面设置有陶瓷层78；

切割头5切割磁性材料板2过程中，切割头5的锥形部位与通腔73之间具有间隙，用于排出切割产生的延伸及火花，有利于空气的流通，陶瓷层78增加通腔73部位的耐热强度。