Фокусирующий узел лазерной технологической установки

 

Использование: контурная лазерная установка . Сущность изобретения: фокусирующий узел отличается наличием полого конуса , прикрепленного к эксцентричной линзе большим основанием и содержащего на противоположной стороне калиброванное отверстие в сопле. Имеются также газозаборные лопасти на его боковой поверхности , соединенные отверстиями с внутренней полостью конуса. Последний окружен кожухом и снабжен патрубком для подачи газа в объем, заключенный между стенками кожуха и конуса. Узел позволяет вращать линзу в круговом сканирующем движении с одновременной подачей газа соосно линзе. Таким образом, обработка сканирующим лучом может сопровождаться поддувом газа на всем протяжении операции . 1 ил. (/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,, Ы 1780962 А1 ся)ю В 23 К 26/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -"-"". .-. -;."," -:/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ФОКУСИРУЮЩИЙ УЗЕЛ ЛАЗЕРНОЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ (57) Использование: контурная лазерная установка. Сущность изобретения: фокусиру(21) 4880035/08 (22). 05.11.90 (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Киевский политехнический институт им.

50-летия Великой Октябрьской социалистической революции и Черкасское научнопроизводственное объединение "Ротор" (72) А. А. Ивановский, В, П. Котляров, Ю. А. Сорокин и В, П. Царук (56) Кобаяси Акира. Применение лазеров для прошивания и резки изделий. "Se1

Mach", 1978, т. 30, М 6, с, 715 — 721.

Изобретение относится к лазерному технологическому оборудованию для контурной резки, сварки и поверхностной обработки, выполняемым сфокусированным пучком лазерного излучения по кольцевым траекториям с соосной подачей газа, и может найти применение в различных обрабатывающих отраслях промышленности, Известные конструкции фокусирующих . узлов для обработки по контуру окружности при помощи вращающейся линзы характеризуются низким достижимым уровнем качества обработки из-за трудности доставки газа соосно с пучком излучения.

Цель изобретения является повышение качества обработки.

С этой целью конструкцию внесены следующие изменения; на линзовой оправе соосно линзе большим основанием закреплен полый конус, на меньшем основании котоющий узел отличается наличием полого конуса, прикрепленного к эксцентричной линзе большим основанием и содержащего на противоположной стороне калиброванное отверстие в сопле. Имеются также гаэоэаборные лопасти на его боковой поверхности, соединенные отверстиями с внутренней полостью конуса. Последний окружен кожухом и снабжен патрубком для подачи газа в объем, заключенный между стенками кожуха и конуса, Узел позволяет вращать линзу в круговом сканирующем движении с одновременной подачей Газа соосно линзе. Таким образом, обработка сканирующим лучом может сопровождаться поддувом газа на всем протяжении операции. 1 ил. рого установлено сопло с калиброванным отверстием, на наружной поверхности конуса выполнены газообразные лопасти, соединенные с его внутренней полостью каналами, причем на корпусе установлен кожух, охватывающий конус и имеющий патрубок для подачи газа в полость между кожухом и конусом.

На чертеже показан фокусирующий узел.

Линза 1 установлена в оправе 2 эксцентрично оси корпуса 4 в подшипниках 3 с возможностью вращения от привода 5 через ременную передачу 14, установленного на корпусе. Соосно с линзой на ее оправе большим основанием закреплен полый конус 6, имеющий со стороны меньшего основания сопло 9 с калиброванным отверстием. На наружной боковой поверхности конуса изготовлены лопасти 8 для забора окружаю1780962 щего конус газа, причем они каналами 7 соединены с внутренней полостью конуса.

На корпус узла устанавливается кожух 10, охватывающий конус 6 и имеющий на боковой стороне патрубок 11 для подачи газа в полость кожуха, Фокусирующий узел работает следующим образом.

При помощи резьбового элемента корпус устанавливается на оптическую систему лазерной. технологической установки соосно с ее оптической осью. В соответствии с решаемой технологической задачей выбирается фокусирующая линза и величина эксцентриситета ее смещения с оси оптической системы. Расчетным или экспериментальным путем устанавливается тип, расход и давление газа, необходимого для реализации технологической операции, а также скорость вращения линзы при сканировании луча по круговой траектории. При помощи патрубка 11 полость кожуха присоединяется к газовой магистрали, а давление s последней выбирается на 0,5 ати меньше расчетного уровня (при количестве газозаборных лопастей больше 8 и диаметре калиброванного отверстия в сопле

0,4 — 0,6 мм) для обычных уровней скоростей вращения линзы 0,25- 2 м/мин. Далее на столе установки размещается заготовка, включается привод вращения линзы, подача газа и излучатель установки. Газ из полости кожуха захватывается газообразными лопастями и транспортируется к соплу, что увеличивает давление в формируемой струе газа на 0,5 — 0.8 ати, причем струя соосна с пучком излучения на всем этапе обработки и совершает совместно с ним сканирующее движение по окружности, Процесс обработки вследствие этого позволяет достичь желаемого уровня качества.

Фокусирующий узел использовали для вырезки отверстия ф 20 мм в заготовке

5 дисковой фрезы из сплава ВК8 толщиной 1 мм. Применялась ЛТУ типа ГПЛТ вЂ” 250—

400/500. Линза с фокусным расстоянием

100 мм устанавливалась с эксцентриситетом 10 мм, диаметр соплового отверстия 0,4

10 мм, газ — 02, давление в рабочей струе 2,5 ати, в магистрали — 2,0 ати. Скорость сканирования луча 1,5 мlмин (60 об/мин).

Качественные результаты обработки: время вырезки одного отверстия — 2,5 с, 15 шероховатость стенок реза — менее 6,3 мкм (без обдува кислородом скорость резки снизилась до 0,3 м/мин, а шероховатость возросла до 20 — 30 мкм). Расход газа — 0,15 м /ч, 20

Формула изобретения

Фокусирующий узел лазерной технологической установки, содержащий корпус и установленную в нем с возможностью экс25 центричного смещения и вращения относительно его оси линзу в оправе, а также привод вращения линзы, расположенный на корпусе, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки, на

30 оправе соосно с линзой большим основанием закреплен полый конус, на меньшем основании которого установлено сопло с калиброванным отверстием, на наружной поверхности конуса выполнены газозабор35 ные лопасти, соединенные с его внутренней полостью каналами, причем на корпусе установлен кожух, охватыавющий конус и имеющий патрубок для подачи газа в полость между кожухом и конусом.

1780962

Составитель В. Котляров

Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор С. Патрушева

Заказ 4239, Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101