专利名称：：用于激光切割机的喷气嘴的制作方法
技术领域：
：本实用新型属于激光机械领域，特别涉及的是一种激光切割机上的喷嘴。
背景技术：
：随着科技的迅速发展和高功率激光器的研制成功，非金属材料的切割加工越来越广泛，要求切割材料的厚度越来越大，精度、速度和质量的要求也越来越高。而这些激光器上切割时使用的都是使用传统的喷嘴，因而无法满足使用的要求。传统喷嘴的结构是这样的包括进气口、稳流区和收縮段以及出气口，出气口为一普通的气孔，无特殊结构，这种传统的喷嘴的气流加速区只有收縮段，本
技术领域：
内的人员称为收縮式喷嘴，这种传统喷嘴的缺点是，高压气流进入喷嘴后，气流为无限空间射流紊流状态，进入的气流产生激波，这种激波在流场中的危害是当激光穿过有激波的流场时，其折射率发生变化，导致激光焦点位置改变，是激光的切割能量和切缝宽度都受到影响，同时使切割性能的稳定性变差，切割效率下降，切割质量变差。消除激波，保证气流均匀一致，也即是将气流由紊流转变为层流就能解决这种问题；而这种结构的喷嘴是收縮形的，其气流的速度只能达到亚音速，气流速度不够，无法快速清理激光切割机切割时产生的烟尘和熔渣，因而就无法对厚度较大的材料进行切割
实用新型内容鉴于
背景技术：
存在的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种将气流由紊流转变为层流，并将气流速度加速到超音速的用于激光切割机的喷气嘴。为此，本实用新型是采取以下技术方案来实现的一种用于激光切割机的喷气嘴，包括进气口、气嘴本体和出气口，所述气嘴本体具有起始段和锥形收縮段，其特征在于所述进气口与所述气嘴本体的内腔壁相切，并且进气口的中心线与所述气嘴本体的水平线成一510。所述扩张段经过过渡段与所述收縮段连通。本实用新型中，根据空气动力学、回旋加速理论、有限空间射流和附壁射流理论，由于进气口与气嘴本体成一夹角，使进入喷气嘴的高压气流，经过起始段的回旋加速和收縮段的再加速，使气流加速到较低的超音速，再经过过渡段和扩张段后，扩张段的截面积增大，流速增大，压力减小，压力值趋近于环境压力值，流经扩张段后的气流不会产生突变，气流较均匀一致，不会产生激波，达到满意的超音速，使喷出的气流全部转化为动能，在激光切割机上应用时，能够及时将切割时产生的烟尘和熔渣及时吹走，因此，可以对厚度较大的材料进行切割。下面再结合附图进一步描述本实用新型的有关细节。图l为本实用新型的结构图；图2为本实用新型图1沿A-A的剖视图；图3为本实用新型图1M处的放大图4为本实用新型气嘴截面从大到小变化的示意图；图5为本实用新型气嘴截面从小到大变化的示意图6为本实用新型气嘴过渡段截面变化的示意图。具体实施方式参照附图，这种用于激光切割机的喷气嘴，包括进气口2、气嘴本体1和出气口3，所述气嘴本体l具有起始段l和锥形收縮段m，如图2所示中，所述进气口2与所述气嘴本体1的内腔壁相切，并且进气口2的中心线与所述气嘴本体的水平线成一510。的夹角a，本实施例中的夹角采用5。，本实用新型中的水平线指的是附图中，图形放置的水平方向线；所述出气口3具有呈喇叭状的扩张段d，所述扩张段d经过过渡段n与所述收縮段m连通。这种结构的喷气嘴称为回旋超音速喷气嘴，按照上述结构的描述可知，该喷气嘴包括有四段回旋加速起始段l、回旋加速收縮段m、等速过渡段n、超音速扩张段d。回旋加速起始段1与成夹角的进气口2的设计使进入喷嘴的气流，消除无限空间射流，实现有限空间旋转射流和附壁射流，成为稳定的气流，消除了
背景技术：
中存在的回流区，采用了与气嘴本体水平方向向下的轴向前进角的气流入射角和沿喷嘴内腔切线方向设置的进气口，这样高压气流进入流场后，就形成沿喷气嘴内腔壁回旋下降的层流射流气流，实现了越旋越快的加速向下的连续稳定气流，这种稳定均匀的气流越流越加速，形成了回旋加速器，同时这种回旋附壁气流，消除了无限空间射流，实现了有限空间射流而消除了激波，产生了加速流动；由于气流未穿过激光束，就不影响激光机的激光功率。回旋加速收縮段m是将流场中的回旋亚音速气流加速到较低的超音速，成为达到满意超音速的前提条件，准备再加速。由空气动力学理论，气体沿着变截面流动的方程为1/AdA/dS=(Ma2-1)'l/vdv/ds(1)，由(1)可得出截面积、流速、压力之间关系，如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由气体流速方程(]L)的结论可知:气体在亚音速流动区域，气体流过收縮截面时，其流速增大；压力减小，使流场中气流获得加速流动，又由于气流始终处在与铅垂线方向向下的附壁旋转射流场中，又有个回旋加速运动，因此获得双重加速。达到较低马赫数的超音速，为再加速提供了前提条件。等速过渡段n是将气体的流速、压力都基本保持不变，具有导流作用的过渡阶段，其长度很小，直径也较小，可减少耗气量。超音速扩张段d:超音速扩张段是将刚到达超音速的气流再进行加速，不产生突变，达到要求的马赫数，即區=1.12。根据空气动力学，流体气流方程(1)的结论超音速气流，流经界面扩大时，流速增大，压力减少。使气流流速再度加速，达到满意的马赫数，由于压力减少，使其压力接近于环境的压力，并使流出喷气嘴的气流不会产生突变，再获得连续稳定的超音速回旋气流，高速旋转的气流全部转化为动能。这种高旋转的气流，既提高了激光切割机的切割速度，又把切割材料产生的气体微粒和熔渣很快被吹走，提高了激光切割机激光的切割能力；高速高动能气流，又将切缝处的高热量带走，使切缝温度降低，减少了切缝发黄的问题。因此，本实用新型的喷气嘴，气体流场喷出的边界整齐，气流均匀稳定，不存在激波，喷出的气流达到了满意的较大的马赫数，用在激光切割机上，切割非金属材料时，切割速度明显提高，切割厚度增加，切割质量有了明显的提高，切割处的温度降低，切割缝处的废物(包括烟尘、废气、废渣、熔渣等)排出更加容易；为消除激光切割布类材料发黄这一难题提供了有效的方法。权利要求1.一种用于激光切割机的喷气嘴，包括进气口(2)、气嘴本体(1)和出气口(3)，所述气嘴本体具有起始段(l)和锥形收缩段(m)，其特征在于所述进气口(2)与所述气嘴本体(1)的内腔壁相切，并且进气口(2)的中心线与所述气嘴本体(1)的水平线成一夹角(α)，所述出气口(3)具有呈喇叭状的扩张段(d)，所述扩张段(d)经过过渡段(n)与所述收缩段(m)连通。2.根据权利要求l所述的用于激光切割机的气嘴，其特征在于所述夹角(a)的大小为510。。专利摘要本实用新型公开了一种用于激光切割机的喷气嘴，包括进气口(2)、气嘴本体(1)和出气口(3)，所述气嘴本体具有起始段(1)和锥形收缩段(m)，其特征在于所述进气口(2)与所述气嘴本体(1)的内腔壁相切，并且进气口(2)的中心线与所述气嘴本体(1)的水平线成一夹角(α)，所述出气口(3)具有呈喇叭状的扩张段(d)，所述扩张段(d)经过过渡段(n)与所述收缩段(m)连通。这种结构的喷气嘴，能够使进气口的气流沿着气嘴本体内腔壁回旋加速，并经过收缩段和喇叭口后，能使气流加速到超音速，将该喷气嘴用于激光切割机就可以对厚度大的材料进行切割，提高切割速度和质量。文档编号B05B1/34GK201427226SQ20092030684公开日2010年3月24日申请日期2009年7月24日优先权日2009年7月24日发明者吴庆隆,宫长海申请人:瑞安市博业激光应用技术有限公司