Спосіб лазерного пробивання отворів

Реферат: Спосіб лазерного пробивання отворів, який виконують лазерним променем за декілька переходів технологічної операції, що виконуються з різних сторін заготівки шляхом її перевертання, причому заготівку розташовують горизонтально з можливістю вільного обертання навколо горизонтальної осі, а лазерний промінь подають з нижньої сторони заготівки. UA 103153 U (12) UA 103153 U UA 103153 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до технології лазерної обробки, точніше для формування наскрізних отворів в заготівках простої форми (кулька, вісь, диск, палиця тощо). Відомий спосіб лазерного пробивання отворів [1], який виконується лазерним променем, що подається через фокусуючу лінзу з однієї зі сторін заготівки та подовжується до формування його каналу заданої глибини. Недоліком цього способу є низька якість оброблених отворів за повздовжньою формою, особливо в заготівках із теплопровідних матеріалів та при значних глибинах отворів. Найбільш близьким по технічній суті й досягнутому ефекту, є спосіб лазерного пробивання отворів, який виконується лазерним променем за декілька переходів технологічної операції, що виконуються з різних сторін заготівки шляхом її перевертання [2]. Недоліком цього способу є необхідність в періодичному зміненні положення заготівки в робочій зоні установки до того ж з вимогою дотримання співвісності лунок, які обробляють із різних сторін. Задачею створення корисної моделі є підвищення продуктивності та ефективності операції пробивання наскрізних отворів в заготівках простої конфігурації та підвищення якості їх повздовжньої форми. Поставлена задача вирішується внаслідок того, що в способі лазерного пробивання отворів лазерним променем за декілька переходів технологічної операції, які виконуються з різних сторін заготівки шляхом її перевертання, заготівку розташовують горизонтально з можливістю вільного обертання навколо горизонтальної осі, а лазерний промінь подають з нижньої сторони заготівки. Суть пояснюється креслеником, де позиції 1-5 зображають послідовність виконання операцій засобу. Пробивання виконують імпульсним лазерним пучком І послідовно з двох сторін перевертанням заготівки 2. Повертання заготівки 2 виконується шляхом встановлення з можливістю вільного обертання при послідовному випаровуванні її матеріалу з нижньої сторони до зміни положення центру тяжіння. Заготівка 2, яка має вісь симетрії, розміщається горизонтально з можливістю вільного обертання навколо осі симетрії, наприклад у аеростатичних опорах 3. Лазерний промінь І підводять знизу через розміщену під заготівкою 3 лінзу 4. Перший імпульс лазерного випромінювання (Фіг. 1) випаровує частину матеріалу заготівки 2 в межах оброблювальної лунки, що призводить до зміщення центра тяжіння заготівки вверх і створює момент, який перевертає заготівку 2 на 180° - обробленою лункою 5 вверх (Фіг. 2). Якщо час перевертання заготівки перевищить період надходження імпульсів, то черговий імпульс буде затримано датчиком руху заготівки (на Фіг. 1-5 не показано) до її зупинки. Чергові імпульси будуть по черзі формувати загальний канал отвору з кожної зі сторін заготівки, автоматично вибираючи ту сторону, з якої глибина лунки менша (Фіг. 3-5). За таким принципом продовжується процес обробки до формування наскрізного отвору, і внаслідок автоматичних поворотів заготівки 2 досягається висока продуктивність технологічної операції і якість повздовжньої форми отвору. Спосіб був випробувано при обробці наскрізних змащуючих отворів Ø1,0-2,0 мм у кульках діаметром 10 мм, будучи робочими тілами у кулькових варіаторах типу ВШ-3,0/І.450. Оброблювані заготівки встановлювалися між під пружними підп'ятниками, які могли б обертатися у фронтальних втулках Ø 4 мм з моментом тертя не більше 1,5 НМ. Для обробки отворів Ø 1,2 мм випромінювання з імпульсною енергією 40 Дж фокусування здійснювали лінзою F=150 мм в зону опромінення діаметром 0,8 мм (кут розбіжності θ=0,005 рад). Тривалість імпульсу τ=0,0005 с, що дозволило сконцентрувати у зоні опромінення фокусування світловий 7 2 потік з густиною потужності до 1,5·10 Вт/см після першого імпульсу розміри лунки складали Ø 1,2×2,3 мм, що створювало момент, рівний 1,1 НМ, не здатний прокинути деталь. Після другого імпульсу із-за зростання глибини лунки до 4,2 мм заготівка переверталася лункою доверху із-за перевищення моменту від дисбалансу (1,8 НМ) моменту сили тертя в опорах (1,5 НМ). Третій і четвертий імпульси виконували пробивання з протилежної сторони деталі, формуючи лунку, подібну першій. П'ятий імпульс, також діючи на цю сторону деталі, завершував пробивку наскрізного отвору Ø 1,0 мм, після чого процес завершували. Час на обробку однієї деталі складав 7 с. Джерела інформації: 1. Вейко В.П. Лазерная микрообработка. - СПб.: ГУ ИТМО, 2005. - с. 17, рис. 2.5 2. Спосіб виготовлення отворів (РФ № 2490105), публікація патента 20.08.2013 1 UA 103153 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб лазерного пробивання отворів, який виконують лазерним променем за декілька переходів технологічної операції, що виконуються з різних сторін заготівки шляхом її перевертання, який відрізняється тим, що заготівку розташовують горизонтально з можливістю вільного обертання навколо горизонтальної осі, а лазерний промінь подають з нижньої сторони заготівки. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2