Пристрій для лазерної обробки отворів в металевих заготовках

Пристрій для лазерної обробки отворів в металевих заготовках, що містить лазер з блоком живлення, в резонаторі якого з можливістю обертання навколо осі, паралельної осі лазера, розташовано диск із непрозорого матеріалу з кільцевим пазом для виводу інтенсивної частини імпульсу випромінювання та отвором для пропуску сигналу 3 42519 4 генерації випромінювання між джерелом світла та де: F - фокусна відстань об'єктиву 17, Q - кут фотоелементом, які встановлено по різні сторони розходження променя випромінювання, Iпл - мер диска, фокусуючий об'єктив та привід обертання диска з блоком живлення, добавлено блок керужова (по плавленню) інтенсивність випромінюванвання, який підключено до блока живлення лазера ня для оброблювального матеріалу, А - коефіцієнт та до фотоелемента і блока живлення приводу поглинання поверхні заготовки. диска, а в диска виконано додатковий кільцевий Для обраних параметрів опромінювання (Е, паз, розташований на одному колі з першим паtзм, Q, F) визначають частоту надходження імпульзом, для пропуску повного імпульсу випромінюсів f та відповідну швидкість обертання диска 5 вання, передню крайку якого зміщено відносно (об/хв.): крайки першого паза на кут, який дорівнює 180° + n=30(2k - 1)f, (1) (80-100)×10-6 w, де w - кутова швидкість обертання де: k - ціле число. диска, град/с. Кутові розміри пазів 8 та 9 визначають із співЦим пристроєм можна обробляти отвори в завідношень: готовках із металів та сплавів, які здатні до струкj зм = 60nt зм ; (2) турних перетворень в результаті дії тепла, тобто j отв = 0,25t зм , сталі, чавуни та деякі бронзи (без олов'яні). Викоа кут їх відносного розташування визначають ристання серії імпульсів лазерного випромінюванрівним p + jз, ня дозволяє зменшити енергію кожного з них, внаде: jз = (80 – 100).10-6jзм\tзм = (80 - 100).10-6w слідок чого скоротиться доля теплового потоку, що (град). оплавляє стінки отвору, та додає можливості Систему синхронізації 11 - 12 налагоджують впливати на хід обробки втручанням в процесі таким чином, що б перший імпульс починався в опромінювання. В цих умовах можливо чередумомент проходження початку паза 8 навпроти товання імпульсів с низьким (Ір = 104 - 106 Вт/см2) та рця активного елементу 2. високим (lр = 107 - 108 Вт/см2) рівнем інтенсивності: Включають привід обертання диска 6. Інфорперші - спричиняють змінення структури шару мамація з блока живлення диска 7 надається блока теріалу заготовки безпосередньо в зоні опромінюкерування роботою пристрою 13 для підналаговання, а другі - його руйнування випаровуванням. дження дійсної частоти надходження імпульсів В такий спосіб обробки досягається простими завідповідно до співвідношення (1). Включають ласобами без удорожчення собівартості виготовлензер, який генерує цуг імпульсів з вибраною частоня виробу підвищення якості отвору після лазерної тою f, починаючи з першого, який синхронізовано з обробки. Таким чином досягається технічний реположенням паза 8. В зв'язку з тим, що його кутозультат – ефективне підвищення якості операцій вий розмір відповідає тривалості імпульсу (2), лазерної обробки отворів. останній повністю проходить через паз і з інтенсиСуть корисної моделі пояснюється малюнкавністю, достатньою для нагріву заготовки в межах ми, де: Фіг.1 - схема пристрою, Фіг.2 - креслення зони опромінювання dз впливає на шар глибиною диска, а Фіг.3 - графіки подачі імпульсної енергії zтв, змінюючи структуру матеріалу. Другий імпульс під час обробки отвору. Пристрій містить лазер 1, накачки лазера починається через період Т = 2, 3 (Фіг.1) з блоком живлення 4. В резонаторі ла1/f(fig. 3), тобто при зміщенні диска на кут (2k-1)p зера 1, 3 розташовано диск 5 з можливістю обервідносно попереднього, але імпульс випромінютання відносно осі, яка паралельна осі активного вання починається ще через tз = 80-100 мкс, що елементу 2, від приводу 6 з блоком його живлення дає можливість накопичити енергію накачки в ак7. Диск 4 (Фіг.2) містить кільцеві пази 8 та 9, а тативному елементі 2, і при відкритті резонатора 1-3 кож отвір 10 для пропуску імпульсу синхронізації сформувати більш потужний імпульс із скорочепочатку обертання диска з початком генерації випромінювання між джерелом світла 11 та фотоною тривалістю tотв внаслідок обрізання його заделементом 12, які установлено з різних сторін дисньою крайкою паза 9. Якщо потребується більша ка. Відносно початкової дільниці паза 8 отвір 10 кількість імпульсів, то порядок їх надходження порозташовано на одному діаметральному перерізі, вторюється. а початок паза 9 розташовано із . 13 - блок керуЗавдяки цьому при обробці отвору досягаєтьвання роботою пристрою, 14 - зона із зміненою ся висока якість та ефективність обробки за рахуструктурою, а 15 - оброблювальний отвір в заготонок: вці 16, 17 - об'єктив. - інтенсифікації етапу поглинання енергії виПристрій для лазерної обробки отворів в мепромінювання поверхнею заготовки внаслідок її талевих заготовках працює наступним чином. Блок нагріву першим імпульсом; живлення 4 лазера 1, 2, 3 налагоджують на режим - виключення впливу задньої, мало інтенсивної формування імпульсів випромінювання з інтенсивдільниці другого імпульсу випромінювання; ністю Ipпл, достатньою для структурних перетво- зменшення теплопровідності оброблювального матеріалу під впливом імпульсів, які надхорень в матеріалі заготовки глибиною z тв @ hотв дять перед оброблювальним; та діаметром dз ³ d0, тобто для зони опромінюван- не потрібно застосування другого лазера для ня dопр @ FQ тривалість імпульсу tзм та імпульсну одночасної обробки різними за властивостями імпульсами випромінювання. енергію Е вибирають із співвідношення: Таким чином, пристрій для лазерної обробки 4E t³ отворів в металевих заготовках є засобом для pd 2 AIпл ефективної лазерної обробки якісних отворів. 0 р 5 42519 6 Джерела інформації 2. Вейко В.П. Лазерная обработка.- СПб: 1. А.А. Углов, М.В.Орехов и А.И. Кокора «УвеСПбГУ ИТМО, 2005 - с.62. личение эффективности размерной обработки излучением ОКГ, » ФХОМ, 1976 №4. Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601