一种具有等温隔热功能的防变形式切割装置的制作方法

本发明涉及激光切割，具体为一种具有等温隔热功能的防变形式切割装置。

背景技术：

1、随着现代制造业的快速发展，激光切割技术因其高精度、高效率、低能耗等优点，在金属加工领域得到了广泛应用。特别是在龙门式激光切割机中，其大工作范围和高度灵活性使其成为处理大型和复杂工件的首选工具。然而，在激光切割过程中，工件常常因温度变化产生变形，切割面产生的毛刺影响产品质量，同时产生的烟尘也对环境和操作人员的健康构成威胁。

2、在激光切割过程中，由于激光束的高能量密度和高温，工件边缘往往会产生毛刺。这些毛刺不仅影响工件的外观质量，还可能对后续加工和使用造成不利影响。目前，对工件毛刺的打磨通常采用人工或机械打磨的方式，这不仅效率低下，而且容易对工件造成二次损伤。

3、激光切割过程中会产生大量的烟尘，这些烟尘不仅污染环境，还会对工作人员的身体健康造成危害。现有的激光切割机大多没有配备有效的烟尘收集装置，导致烟尘排放问题难以解决。

4、激光切割过程中，由于高温作用，工件往往会发生热变形。这种变形不仅影响工件的精度和尺寸稳定性，还可能对后续加工和使用造成不利影响。为了防止工件变形，传统的做法是通过降低激光功率或增加冷却装置来降低工件温度。然而，这种方法会降低切割效率，增加生产成本。

5、因此，开发一种具有等温隔热功能的防变形式切割装置，对于提升龙门激光切割过程中的工件质量和环境安全性具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有等温隔热功能的防变形式切割装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、所述一种具有等温隔热功能的防变形式切割装置，包括机架、料台、横臂、切割单元、打磨单元与除烟单元，所述机架放置在水平基础上，所述料台放置在水平基础上，料台放置在机架下方，所述横臂两端与机架固定连接，所述切割单元与横臂固定连接，所述切割单元具有对工件温度调节功能，所述切割单元与打磨单元固定连接，所述打磨单元与切割单元固定连接，所述除烟单元与切割单元固定连接，所述除烟单元与打磨单元固定连接。

4、切割单元用于料台上板材的切割，打磨单元用于切割后板材的切割面毛刺的打磨，保证平整度，除烟单元用于切割过程产生的有毒烟气进行收集并净化，待加工板材输送到加工位置后，切割单元对待加工板材进行切割的同时检测并控制工件温度，避免工件过热变形，工件被切割过程时产生的有毒烟通过除烟单元进行去除，工件被切割过程时产生附着在工件表面的熔渣与工件表面的毛刺通过打磨单元进行去除，从而共同提高工件加工质量的同时避免有毒气体危害工作人员健康。

5、进一步的，所述切割单元包括电机一、伸缩杆一、安装块、电机二、伸缩杆二、激光切割头、温度传感器、记忆金属弹簧、齿条、齿轮、固定箱、圆杆、齿圈、齿叶、弧形块、制冷机、封闭箱、安装箱、直杆与循环风机，所述电机二平行于水平基础固定安装在横臂一端表面上，所述伸缩杆二一端与电机二输出端固定连接，另一端与安装块固定连接，所述伸缩杆一一端与安装块固定连接，所述电机一垂直于水平基础与伸缩杆一另一端固定连接，所述激光切割头固定安装在安装块靠近水平基础一端，所述激光切割头安装在封闭箱内部，所述封闭箱一端与安装块靠近水平基础一端，所述安装箱与在封闭箱固定连接，所述温度传感器固定安装在安装箱远离水平基础一端表面上，所述温度传感器检测端伸入封闭箱内部，所述记忆金属弹簧一端固定安装在封闭箱外表面凸台处，另一端与齿条远离水平基础一端端部固定连接，所述齿条另一端垂直水平基础伸入安装箱内部，所述齿条与安装箱滑动连接，所述齿条与齿轮啮合连接，所述固定箱垂直固定安装在安装箱靠近水平基础一端内表面，所述固定箱中部表面开设有圆形通孔，所述圆杆两端平行于水平基础与固定箱内表面固定连接，所述齿叶与圆杆转动连接，所述齿叶与齿圈啮合连接，所述齿圈转动安装在固定箱内部，所述齿圈与齿轮啮合连接，两个相邻的所述齿圈通过弧形块固定连接，所述固定箱表面开设有弧形槽，所述弧形块与固定箱的弧形槽滑动连接，所述制冷机固定安装在安装箱内部，所述安装箱靠近水平基础一端内部开设有通风道，所述安装箱靠近水平基础一端贯穿至封闭箱内部，所述安装箱远离封闭箱的腔室填有活性炭，所述安装箱远离封闭箱一端面开设有出气口，所述温度传感器与外部控制器电性连接，所述记忆金属弹簧与外部控制器电性连接，所述直杆一端与齿轮固定连接，另一端与打磨单元固定连接。

6、通过启动电机二带动伸缩杆二伸缩调整至加工位置上方，再通过启动电机一带动伸缩杆一伸出带动安装块与激光切割头同步下移，直至封闭箱与料台上板材接触并按压板材，此时控制器控制激光切割头启动对板材进行切割，当温度传感器检测到工件温度超过预设值时，反馈给控制器，控制器向记忆金属弹簧通入电流使记忆金属弹簧受热膨胀伸长，从而推动齿条下移，带动齿轮顺时针旋转，使齿圈逆时针旋转带动齿叶与弧形块同步绕着圆杆逆时针旋转，从而解除对固定箱通孔的遮挡，此时制冷机产生的冷气经固定箱通孔进入封闭箱内部对工件进行降温，当工件温度越高，记忆金属弹簧膨胀越多，在齿条齿轮与齿圈的传动作用下带动齿叶转动角度越大，控制冷气流通量越多，从而使工件温度得到迅速控制，避免工件温度过高从而导致工件变形，从而提高工件加工质量，同时改变固定箱通孔的大小控制工件温度等温，此时工件加工时产生大量有毒烟气，控制器控制循环风机启动将烟气吸入安装箱内部。

7、进一步的，所述打磨单元包括连杆、箱体、凸轮、挤压板、电阻线圈、伸缩弹簧管、橡胶块、直流电机、刷头、进料管与风机，所述连杆一端与直杆固定连接，另一端贯穿封闭箱伸入箱体内部与凸轮固定连接，所述连杆与箱体转动连接，所述箱体固定安装在封闭箱外表面，所述箱体靠近封闭箱一端内表面开设有凹槽，所述箱体的凹槽内部垂直于水平基础安装有陶瓷管，所述电阻线圈均匀缠绕在陶瓷管上，所述挤压板一端开设圆孔与电阻线圈在竖直轴线上滑动接触，所述电阻线圈与外部控制器电性连接，所述挤压板另一端与橡胶块固定连接，所述伸缩弹簧管伸缩端与挤压板靠近水平基础一端固定连接，所述伸缩弹簧管固定端与箱体靠近水平基础一端内表面固定连接，所述挤压板与直流电机电性连接，所述直流电机固定安装在箱体靠近水平基础一端内表面，所述直流电机输出端贯穿箱体靠近水平基础一端与刷头固定连接，所述箱体靠近水平基础一端开设有进料管，所述风机固定安装在箱体远离水平基础一端，所述风机与外部控制器电性连接，所述箱体远离封闭箱一端内表面开设有矩形槽，所述箱体与除烟单元固定连接。

8、当齿轮转动时，通过直杆带动连杆同步转动使凸轮推动挤压板压缩伸缩弹簧管下移，此时挤压板左侧下移，使之与电阻线圈接触的有效线圈减少，电流增大，电流经电阻线圈流经挤压板至直流电机，增加电机扭矩，从而提高转速，凸轮转动角度越大，挤压板下移距离越多，电阻线圈有效线圈数越少，从而为直流电机提供更大的电流，刷头转动速度越快，提高清理效率，刷头转动对加工后工件表面的附着的熔渣与杂质进行打磨去除同时对工件表面的毛刺进行打磨，提高工件加工质量，此时控制器控制风机转动产生吸力，打磨掉的熔渣与杂质从进料管处被吸入箱体内部实现收集，实现熔渣与有毒烟气的分离。

9、进一步的，所述除烟单元包括推块、上触块、下触块、回复弹簧、电机三、转动盘与搅拌杆，所述回复弹簧一端与箱体开设的凹槽固定连接，另一端与推块固定连接，所述上触块固定安装在推块靠近箱体凹槽一端表面，所述上触块与外部控制器电性连接，所述下触块固定安装在箱体凹槽内，所述下触块与电机三电性连接，所述电机三固定安装在安装箱远离水平基础一端表面上，所述电机三输出端伸入安装箱内部与转动盘固定连接，所述转动盘靠近水平基础一端与搅拌杆垂直固定连接。

10、在挤压板下移过程中带动橡胶块同步下移挤压推块向右移动，挤压回复弹簧收缩，带动上触块与下触块的接触，此时控制器通入电流，电流经上触块流经下触块，最后流向电机三，使电机三启动，从而带动转动盘与搅拌杆同步转动，对活性炭进行均匀搅拌，提高有毒烟气的吸附效率，避免有毒烟气直接排入外界影响工作人员的身体健康。

11、进一步的，所述齿叶旋转角度范围在0-45°。

12、为了使齿叶旋转控制固定箱通孔冷气流通量的同时，避免凸轮转动角度过大，错过挤压板最佳的下降距离，从而实现温度等温控制防止工件变形的同时提高工件表面毛刺与熔渣打磨去除的效率，从而共同提高工件加工质量。

13、进一步的，所述凸轮初始状态与挤压板抵接。

14、在工件加工过程中，为了避免齿轮转动一定角度后，凸轮与挤压板无法及时接触，从而导致无法对工件表面进行打磨的情况出现。

15、进一步的，所述电阻线圈靠近水平基础一端为电流进入端。

16、在工件表面温度越高，则产生的熔渣越多，因而在时凸轮推动挤压板下降距离越多，为了提高工件表面毛刺与熔渣的打磨效率，实现熔渣的收集与提高工件加工质量。

17、进一步的，所述挤压板材质为铁。

18、为了实现电流的传递，使直流电机接收电流带动刷头正常转动完成打磨工作，因而选取具有导电性能的铁作为挤压板的材质。

19、进一步的，所述封闭箱靠近水平基础一端内部嵌入一圈弹簧。

20、为了对工件进行按压避免工件切割过程时，出现抖动，影响工件的加工质量的同时使激光切割头可调整距离工件表面的距离达到最佳切割点，提高切割效率，避免了刚性材质的封闭箱对切割距离的影响。

21、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过切割单元中记忆金属弹簧受热膨胀伸长，推动齿条下移，带动齿轮顺时针旋转，使齿圈逆时针旋转带动齿叶与弧形块同步绕着圆杆逆时针旋转，从而解除对固定箱通孔的遮挡，制冷机产生的冷气进入封闭箱内部对工件进行降温，避免工件温度过高从而导致工件变形，从而提高工件加工质量，同时改变固定箱通孔的大小控制工件温度等温；

22、本发明通过打磨单元凸轮推动挤压板压缩伸缩弹簧管下移，此时挤压板左侧下移，使之与电阻线圈接触的有效线圈减少，电流增大，电流经电阻线圈流经挤压板至直流电机，增加电机扭矩，从而提高转速，带动刷头转动对加工后工件表面的附着的熔渣与杂质进行打磨去除同时对工件表面的毛刺进行打磨，从而提高清理效率的同时提高工件加工质量，此时控制器控制风机转动产生吸力，打磨掉的熔渣与杂质从进料管处被吸入箱体内部实现收集，实现熔渣与有毒烟气的分离。

23、本发明通过打磨单元中橡胶块挤压除烟单元中推块上触块与下触块的接触，电流经上触块流经下触块，最后流向电机三，使电机三启动，从而带动转动盘与搅拌杆同步转动，对活性炭进行均匀搅拌，提高有毒烟气的吸附效率。