[发明专利]一种射流切割方法及其系统

说明书

本发明公开一种射流切割方法及其系统，射流切割方法包括以下步骤：(1)装夹工件并使所述工件的待加工面成竖直状态；(2)将激光束照射到所述待加工面上形成加热点，将射流束冲击到所述待加工面上形成切割点，所述切割点位于所述加热点的下部，且所述切割点和所述加热点均位于加工轨迹上；(3)所述加热点和所述切割点相对于所述待加工面向上沿着所述加工轨迹移动，对所述工件进行加工；本发明在装夹工件后，使得工件的待加工面成竖直状态，射流束的介质依靠重力的作用在加工后流向地面方向，可以减少对待加工面的降温，提高激光对于待加工面的软化作用，进而提高加工效率。

技术领域

本发明涉及射流切割技术领域，特别是涉及一种射流切割方法及其系统。

背景技术

高压水射流切割技术是一种利用一定高压的纯水或带有切割磨料的液浆，经切割喷管射出具有高密度冲击的液柱，直冲被加工物体进行切割的技术。相较于传统机械加工技术，高压水射流具有切割范围广、切割质量好、无热加工、环保、无需更换刀具等优点。相较于传统刀具，高压水射流设备在切割陶瓷等高硬度材料时加工速度可以提高数十倍，但是其刀具进给速度仍然缓慢，加工效率仍然较低，达不到大批量生产所需的要求。

现有的方案在提高水射流的加工效率的最主要的措施是利用激光加热对材料表面的软化作用，使得高硬度材料更易被切割。

申请公布号为CN108326554A的中国专利公开了一种激光水射流复合加工系统，射流喷嘴出射水射流，水射流落点在工件表面的加工路径上，激光装置1产生的激光束经多次全反射汇聚为直线光束输出，直接作用于水中工件表面的加工路径上，形成激光水射流复合的加工系统，但是，该方案中工件的待加工面与地面水平，在实际加工时，会导致水射流的工作介质不可避免的漫到已经被激光加热的区域，造成待加工区域的降温，削弱应有的软化作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种射流切割方法及其系统，以解决上述现有技术存在的问题，在装夹工件后，使得工件的待加工面成竖直状态，射流束的介质依靠重力的作用在加工后流向地面方向，可以减少对待加工面的降温，提高激光对于待加工面的软化作用，进而提高加工效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种射流切割方法，包括以下步骤：

(1)装夹工件并使所述工件的待加工面成竖直状态；

(2)将激光束照射到所述待加工面上形成加热点，将射流束冲击到所述待加工面上形成切割点，所述切割点位于所述加热点的下部，且所述切割点和所述加热点均位于加工轨迹上；

(3)所述加热点和所述切割点相对于所述待加工面向上沿着所述加工轨迹移动，对所述工件进行加工。

优选地，所述射流束倾斜向下冲击到所述待加工面。

优选地，所述射流束与所述待加工面的夹角为75°-90°，所述射流束的射流出速为400m/s以上。

优选地，所述激光束倾斜向下照射到所述待加工面，所述激光束的倾斜角度小于所述射流束的倾斜角度，射流偏距大于所述射流束的半径，且为所述加热点和所述切割点相对于所述待加工面移动速度的1.5至2倍。

优选地，所述激光束与所述待加工面的夹角为45°-65°。

优选地，所述射流束采用的介质为液氮或0-4℃的水。

本发明还提供一种射流切割系统，包括激光装置和射流装置，工件在装夹后使得所述工件的待加工面成竖直状态，所述激光装置发射激光束并照射到所述待加工面上形成加热点，所述射流装置喷出射流束并冲击到所述待加工面上形成切割点，所述切割点位于所述加热点的下部，所述加热点和所述切割点相对于所述待加工面向上移动。

优选地，所述射流装置的喷头处设置有保护罩，用于防止所述射流束的介质溅射到所述激光装置。