冷却组件及激光加工头的制作方法

1.本实用新型涉及激光加工技术领域，特别是涉及冷却组件及激光加工头。


背景技术：

2.高功率激光加工设备已经成为当今金属加工的中流砥柱设备。激光加工设备在进行激光熔覆、激光焊接、或激光切割等作业时，会因激光照射或者板材热辐射等原因，使喷嘴的温度升高，影响喷嘴的介电常数，进而影响电容传感器反馈距离的准确性，使高度发生变化，最终影响激光加工的效果，甚至会造成喷嘴撞击工件等问题。
3.目前解决喷嘴发烫问题的方法大多是在喷嘴上设置风冷散热器，通过热传导将喷嘴的热量传导到散热器上，并通过散热器将热量带走，从而保证喷嘴的温度恒定，最终实现加工效果的稳定性。
4.然而，市场上现有的散热器大多是采用的风冷间接冷却，冷却效率低；且现有的散热器大多直接固定在激光加工头或喷嘴上，一旦发生损坏则需要将整个散热器连同激光加工头或喷嘴一起替换，成本较高。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述冷却效率低且维修替换成本高的问题，提供一种冷却组件及激光加工头。
6.一种冷却组件，包括：
7.安装单元，所述安装单元内设有激光通道，所述安装单元上设有抵接部；
8.固定单元，所述固定单元以可拆卸的方式固定在所述安装单元上；
9.冷却单元，所述冷却单元设置在所述抵接部和所述固定单元之间，且所述冷却单元的两侧分别与所述抵接部和所述固定单元抵接，所述冷却单元内设有冷却通道，所述冷却通道沿所述激光通道的周向设置。
10.上述冷却组件，可通过抵接部和固定单元间的配合，将冷却单元卡固在安装单元上，以使冷却单元可以可拆卸的方式与安装单元连接，发生损坏后可通过将固定单元从安装单元上取下，使固定单元与冷却单元分离，进而使冷却单元可与安装单元分离，以使冷却单元可单独进行替换，节省维修替换成本，同时可通过向冷却通道内输入冷却液，通过水冷结构提高冷却效率。
11.在其中一个实施例中，所述冷却单元套设在所述安装单元上。
12.在上述实施例中，通过套设的方式可使冷却单元与安装单元间的稳固性更好。
13.在其中一个实施例中，所述冷却单元的内周面与所述安装单元的外周面抵接。
14.在上述实施例中，通过使冷却单元的内周面与安装单元的外周面抵接，进一步增强冷却单元与安装单元间的稳固性。
15.在其中一个实施例中，所述抵接部环绕设置在所述安装单元的外周面上，且所述抵接部的底面与所述冷却单元的顶面抵接。
16.在上述实施例中，通过将抵接部环绕设置在安装单元上，可保证抵接部与冷却单元间的接触面积的最大化，进而保证对冷却单元的固定效果。
17.在其中一个实施例中，所述固定单元套设在所述安装单元上，且所述固定单元的顶面与所述冷却单元的底面抵接。
18.在上述实施例中，通过将固定单元套设在安装单元上，可保证固定单元与冷却单元间的接触面积的最大化，进而保证对冷却单元的固定效果。
19.在其中一个实施例中，所述固定单元与所述安装单元通过螺纹结构连接。
20.在上述实施例中，可通过螺纹连接方式，既使固定单元可以可拆卸的方式与安装单元连接，又可保证固定单元与冷却单元间的接触效果，进而保证对冷却单元的固定效果。
21.在其中一个实施例中，所述安装单元包括装配体、安装体和固定体，所述安装体内设有安装通道，所述安装通道内设有固定座，所述装配体的端部穿过所述固定座，所述固定体以可拆卸的方式安装在所述装配体的端部上，且所述固定体与所述固定座抵接。
22.在上述实施例中，可将冷却组件安装在装配体上，并通过安装体辅助装配体及冷却组件安装在激光设备上，同时通过固定体，使装配体与安装体间以可拆卸的方式进行连接，便于对各部件进行单独生产，也便于在部件损坏时单独对损坏部件进行替换。
23.在其中一个实施例中，所述装配体的端部上设有外螺纹结构，所述固定体的内周面上设有相匹配的内螺纹结构，且所述固定体螺装在所述装配体上。
24.在上述实施例中，可通过螺纹连接方式，方便固定体以可拆卸的方式与装配体进行连接。
25.在其中一个实施例中，所述冷却单元内设有冷却通道，所述冷却通道具有输入口和输出口，所述输入口和所述输出口上分别设有第一接头和第二接头，所述第一接头用于向所述冷却通道内输入冷却介质，所述第二接头将所述冷却通道内的冷却介质输出。
26.在上述实施例中，通过第一接头可辅助冷却组件与冷却介质输入管路进行连通，通过第二接头可辅助冷却组件与冷却介质输出管路进行连通，以便循环流动的冷却介质对冷却组件进行冷却，进而使冷却组件对喷嘴单元进行冷却。
27.一种激光加工头，包括喷嘴和上述冷却组件，所述喷嘴以可拆卸的方式安装在所述安装单元上。
28.上述激光加工头，通过喷嘴可辅助激光设备将激光输出到指定区域，通过冷却单元可对喷嘴进行降温冷却，解决喷嘴因发烫现象而影响加工质量的问题。
附图说明
29.图1为本技术一些实施例的激光加工头的结构示意图；
30.图2为图1中的激光加工头的外部示意图；
31.图3为本技术一些实施例的激光加工头的立体图。
32.附图标记：
33.1、安装单元；
34.11、装配体；
35.12、安装体；
36.121、绝缘件；122、压套；
37.13、固定体；
38.2、固定单元；
39.3、冷却单元；
40.4、抵接部；
41.5、冷却通道；
42.51、输入口；52、输出口；
43.6、第一接头；
44.7、第二接头；
45.8、喷嘴。
具体实施方式
46.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
47.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
48.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
49.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
50.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
51.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平
的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
52.参阅图1-图3，本实用新型一实施例提供了一种冷却组件，包括安装单元1、固定单元2和冷却单元3。其中，安装单元1用与辅助喷嘴8与外部激光设备进行连接，使激光设备输出的激光可经安装单元1进入到喷嘴8内，并最终经喷嘴8输出。冷却单元3用于对安装单元1进行降温冷却，进而解决喷嘴8因发烫现象而影响加工质量的问题。固定单元2用于辅助冷却单元3以可拆卸的方式安装在安装单元1上。
53.安装单元1内部设有激光通道，安装单元1上设有抵接部4。具体地，安装单元1内部具有供激光通过的激光通道，抵接部4设置在安装单元1的外周面上。
54.固定单元2以可拆卸的方式固定在安装单元1上。具体地，固定单元2以可拆卸的方式固定在安装单元1的外周面上，且抵接部4与固定单元2间存在间隙，以使冷却单元3可通过该间隙卡固在安装单元1上。
55.冷却单元3设置在抵接部4和固定单元2之间，且冷却单元3的两侧分别与抵接部4和固定单元2抵接，冷却单元3内设有冷却通道5，冷却通道5沿激光通道的周向设置。冷却通道5为水冷通道，冷却通道5具有输入口51和输出口52，输入口51用于供冷却液输入至冷却通道5内，输出口52用于供冷却液从冷却通道5内输出。具体地，部分冷却单元3位于抵接部4和固定单元2之间的间隙内，且冷却单元3的上下两面分别与抵接部4和固定单元2抵接。冷却通道5包括一环形通道，且该环形通道的轴线与激光通道的轴线重合。另外，冷却组件的材质采用金属材质，包括但不限于铜、铜合金、铝、铝合金，其优选采用紫铜，这里的紫铜指代含有99.9％的工业纯铜。
56.上述冷却组件，可通过抵接部4和固定单元2间的配合，将冷却单元3卡固在安装单元1上，以使冷却单元3可以可拆卸的方式与安装单元1连接，发生损坏后可通过将固定单元2从安装单元1上取下，使固定单元2与冷却单元3分离，进而使冷却单元3可与安装单元1分离，以使冷却单元3可单独进行替换，节省维修替换成本，同时可通过向冷却通道内输入冷却液，使冷却液带走安装单元1上的热量，达到对安装单元1散热的效果。且相较于风冷结构，水冷结构的冷却效率更高。
57.在其中一个实施例中，冷却单元3套设在安装单元1上。具体地，冷却单元3内部设有通口，安装单元1穿过该通口，以使冷却单元3通过该通口套设在安装单元1外侧。
58.在上述实施例中，通过套设的方式可使冷却单元3与安装单元1间的稳固性更好。
59.在其中一个实施例中，冷却单元3的内周面与安装单元1的外周面抵接。具体地，冷却单元3的横截面和安装单元1的横截面均为环形。在一种实施例中，冷却单元3的内周面与安装单元1的外周面紧密接触，二者过盈配合；在另一种实施例中，冷却单元3的内周面螺装在安装单元1的外周面上。
60.在上述实施例中，通过使冷却单元3的内周面与安装单元1的外周面抵接，进一步增强冷却单元3与安装单元1间的连接的稳固性。
61.在其中一个实施例中，抵接部4环绕设置在安装单元1的外周面上，且抵接部4的底面与冷却单元3的顶面抵接。具体地，抵接部4的横截面为环形，抵接部4套设在安装单元1上并与安装单元1一体成型。抵接部4的底面与冷却单元3的顶面平行，且抵接部4的底面与冷却单元3的顶面紧密接触。
62.在上述实施例中，通过将抵接部4环绕设置在安装单元1上，可保证抵接部4与冷却单元3间的接触面积的最大化，进而保证对冷却单元3的固定效果。
63.在其中一个实施例中，固定单元2套设在安装单元1上，且固定单元2的顶面与冷却单元3的底面抵接。具体地，固定单元2的横截面为环形，固定单元2的顶面与冷却单元3的底面平行，且固定单元2的顶面与冷却单元3的底面紧密接触。
64.在上述实施例中，通过将固定单元2套设在安装单元1上，可保证固定单元2与冷却单元3间的接触面积的最大化，进而保证对冷却单元3的固定效果。
65.在其中一个实施例中，固定单元2与安装单元1通过螺纹结构连接。具体地，安装单元1的外周面上设有外螺纹结构，固定单元2的内周面上设有相匹配的内螺纹结构，且固定单元2螺装在安装单元1上。相较于其他可拆卸的连接结构，螺纹连接结构既可保证固定单元2与安装单元1间的安装稳固性，又可保证固定单元2与安装单元1在安装过程的方便性。
66.在上述实施例中，可通过螺纹连接方式，既使固定单元2可以可拆卸的方式与安装单元1连接，又可保证固定单元2与冷却单元3间的接触效果，进而保证对冷却单元3的固定效果。
67.在其中一个实施例中，安装单元1包括装配体11、安装体12和固定体13，安装体12内设有安装通道，安装通道内设有固定座，装配体11的端部穿过固定座，固定体13以可拆卸的方式安装在装配体11的端部上，且固定体13与固定座抵接。具体地，固定座为设置在安装通道内的环形结构，且固定座与安装体12一体成型。装配体11的底部可与喷嘴8进行连接，装配体11的顶部穿过固定座，且装配体11的外侧面与固定座的内侧面抵接。固定体13位于安装通道内，且固定体13以可拆卸的方式安装在装配体11的顶部的外侧面上，固定体13的底面与固定座的顶面抵接。固定单元2螺装在装配体11上，冷却单元套设在装配体11上。
68.在上述实施例中，可将冷却组件安装在装配体11上，并通过安装体12辅助装配体11及冷却组件安装在激光设备上，同时通过固定体13，使装配体11与安装体12间可以可拆卸的方式进行连接，便于对各部件进行单独生产，也便于在部件损坏时单独对损坏部件进行替换。
69.在其中一个实施例中，装配体11的端部上设有外螺纹结构，固定体13的内周面上设有相匹配的内螺纹结构，且固定体13螺装在装配体11上。具体地，固定体13选用环形结构，装配体11的顶部的外侧面上设有外螺纹结构，固定体13位于安装体12内部，且固定体13螺装在装配体11的顶部的外侧面上。
70.在上述实施例中，可通过螺纹连接方式，既使方便固定体13以可拆卸的方式与装配体11进行连接。
71.在其中一个实施例中，冷却通道5具有输入口51和输出口52，输入口51和输出口52上分别设有第一接头6和第二接头7，第一接头6用于向冷却通道5内输入冷却介质，第二接头7将冷却通道5内的冷却介质输出。具体地，冷却通道5为环形通道，且冷却通道5与安装单元1同轴。输入口51和输出口52分别位于冷却单元3两侧。且输入口51的中轴线与安装单元1中轴线的夹角为锐角，输出口52的中轴线与安装单元1中轴线的夹角为锐角。第一接头6和第二接头7内均设有第一通道和第二通道，第一通道与第二通道垂直。第一接头6的第一通道与输入口51同轴，第二接头7的第一通道与输出口52同轴。使得有第一接头6和第二接头7可倾斜设置在冷却单元3上，以便于外接管道与第一接头6和第二接头7进行连接。
72.在上述实施例中，通过第一接头6可辅助冷却组件与冷却介质输入管路进行连通，通过第二接头7可辅助冷却组件与冷却介质输出管路进行连通，以便循环流动的冷却介质对冷却组件进行冷却，进而使冷却组件对喷嘴8单元进行冷却。
73.本技术的另一实施例提供了一种激光加工头，包括喷嘴8和上述冷却组件，喷嘴8以可拆卸的方式安装在安装单元1上，且喷嘴8与激光通道连通。具体地，喷嘴8的外周面上侧设有外螺纹结构，冷却单元3设有相匹配的内螺纹结构，喷嘴8螺装在冷却单元3的底部。激光通道与喷嘴8内的通道相通，且激光通道的中轴线与喷嘴8内的通道的中轴线重合。当冷却单元3包括装配体11、安装体12和固定体13时，喷嘴8的顶部螺装在装配体11内。安装体12包括绝缘件121和压套122，安装通道位于绝缘件121内，压套122螺装在绝缘件121上，且压套122的内周面与绝缘件121的外周面间具有环形空隙，通过该环形空隙，便于将安装体12与激光设备进行安装。即，安装时可先将激光设备的固定端套在绝缘件121上，使激光设备的固定端的内周面与绝缘件121的外周面抵接。之后将压套122从下到上螺装在绝缘件121上，使激光设备的固定端的外周面与压套122的内周面抵接。进而通过绝缘件121和压套122的配合，使安装体12与激光设备的固定端进行可拆卸连接。另外，绝缘件121和压套122均可选用陶瓷材质。
74.上述激光加工头，通过喷嘴8可辅助激光设备将激光输出到指定区域，通过冷却单元3可对装配体11进行冷却，进而对喷嘴8进行降温冷却，解决喷嘴8因发烫现象而影响加工质量的问题。
75.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
76.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。