Установка для обробки отворів лазерним променем в листових заготівках

Реферат: Установка для обробки отворів лазерним променем в листових заготівках містить лазер з блоком живлення, перетворюючу лінзу, робочий стіл для розміщення заготівки, датчик тиску газу, який підключено до блока живлення лазера. Лінзу розташовано в оправці, яка оснащена на зовнішній поверхні ущільнювачами та розташована у вигляді поршня у циліндричному стакані, в дні якого зі сторони заготівки, виконано отвір, де встановлено співвісно з віссю лазерного променя сопло з каліброваним отвором для витікання газу, що підводиться у порожнину стакана через трубопровід із вхідною діафрагмою, причому між лінзою та протилежною стороною стакана встановлено пружину, а його порожнину з'єднано з датчиком тиску. UA 121892 U (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРОБКИ ОТВОРІВ ЛАЗЕРНИМ ПРОМЕНЕМ В ЛИСТОВИХ ЗАГОТІВКАХ UA 121892 U UA 121892 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до обладнання для розмірної обробки заготовок лазерним променем, зокрема для створення в них отворів. Відома установка для обробки отворів лазерним променем, що містить лазер з блоком живлення, фокусуючу лінзу та фотоприймач для вимірювання розміру отвору, що обробляється, підключений до блока живлення через інтерфейс [1]. Недоліком установки є невисока точність обробки внаслідок того, що показники вимірювального пристрою залежать від рівня залишкової енергії променя, яка не була витрачена на руйнування матеріалу заготовки, тобто коливання товщини заготівок, нестабільність властивостей їх матеріалу, а також варіація характеристик інструмента лазерного променя - впливають на показники вимірювального пристрою, тобто на результат обробки. Найбільш близьким аналогом є установка для обробки отворів лазерним променем, що містить лазер з блоком живлення, перетворюючу лінзу, робочий стіл для закріплення заготівки, виконаний у вигляді відкритої ємності, з'єднаної з газовою магістраллю і датчиком тиску газу, який підключено до входу блока живлення лазера [2]. Недоліком установки є неможливість її використання для обробки системи отворів в листових заготівках, а також невисока ефективність доопрацювання отворів, особливо в тонких листах до потрібного розміру додатковими імпульсами випромінювання без змінення розмірів попереку променя. В основу корисної моделі поставлена задача розширення можливостей та підвищення ефективності обробки отворів високої точності в листових заготівках. Поставлена задача вирішується тим, що в установці для обробки отворів лазерним променем, що містить лазер з блоком живлення, перетворюючу лінзу, робочий стіл для розміщення заготівки, датчик тиску газу, який підключено до блока живлення лазера, лінзу розташовано в оправці, яка оснащена на зовнішній поверхні ущільнювачами та розташована у вигляді поршня у циліндричному стакані, в дні якого зі сторони заготівки, виконано отвір, де встановлено співвісно з віссю лазерного променя сопло з каліброваним отвором для витікання газу, що підводиться у порожнину стакана через трубопровід із вхідною діафрагмою, причому між лінзою та протилежною стороною стакану встановлено пружину, а його порожнину з'єднано з датчиком тиску. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображено схему установки. Установка містить лазер 1 з блоком живлення 10, установлену на шляху його променя перетворюючу лінзу 2 в оправці 6, на циліндричній поверхні якого розташовано ущільнювачі 7, робочий стіл 4 для позиціювання заготівки 3, датчик тиску газу 8, підключений до блока живлення 10 лазера 1. Лінзу 2 в оправці 6 встановлено в стакані 9 у вигляді поршня пневмоциліндра односторонньої дії з пружиною 5. З його іншої сторони в дні стакана 9 виготовлено отвір, в якому розташовано сопло 12 для витікання газу із порожнини стакану 9 в бік заготівки 3. Порожнину стакана 9 під'єднано до датчику тиску 8, а газ в неї подається трубопроводом з вхідною діафрагмою 11. Установка працює наступним чином. Заготовку 3 встановлюють на робочому столі 4. Стакан 9 з розташованою в ньому лінзою 2 в оправці, ущільненій (7) по циліндричній поверхні, що пружиною 5 притискається до дна стакана 9, переміщують у напряму поверхні заготівки до виконання заданих умов опромінення F, які визначаються за показником датчику тиску газу 8 в порожнині стакана 9 під лінзою 2, який визначається балансом надходження газу в порожнину через вхідну діафрагму 11 та його витратою через отвір в соплі 12 у бік заготівки 3. Перед початком обробки витік газу визначається зазором Z між торцем сопла та діаметром отвору в ньому dc, площею S=ndcZ, тиском р та розміром вхідної діафрагми 11 dex. Під час обробки отвору формування його скрізного каналу призводить до збільшення витрати газу із порожнини стакана 9 внаслідок збільшення площі витікання газу на площу сформованого отвору в заготівці 2 4 Sdom=d /4. Це викличе пониження тиску під лінзою 2 та її переміщення в бік заготівки, тобто зміщення каустики перетвореного нею променя на величину F. Збільшення розміру його попереку до величини dF=d+FD/F призведе до збільшення діаметра оброблювального отвору, що позначиться на показнику датчика тиску 8 і при його досягненні заданого рівня викличе припинення процесу обробки впливом на блок живлення 10 датчика тиску 8. Враховуючи залежність прирощення розміру отвору від пневматичної характеристики вимірювальної системи (р та dex) та легкість її змінення, можна стверджувати, що поставлену задачу корисної моделі вирішено, тобто надана можливість обробки отворів в тонких заготівках при зменшеній кількості імпульсів та при керованих кроках наближення до заданого рівня розміру отвору. Джерела інформації: 1. Патент Швейцарія № 572798. кл. В23К 26/00, 27.12.76. 1 UA 121892 U 2. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н., Мисюра Н.И. Технологические процессы лазерной обработки. - М.: МГТУ им. Баумана, 2008. - с.574, рис. 8.10. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Установка для обробки отворів лазерним променем в листових заготівках, що містить лазер з блоком живлення, перетворюючу лінзу, робочий стіл для розмішення заготівки, датчик тиску газу, який підключено до блока живлення лазера, яка відрізняється тим, що лінзу розташовано в оправці, яка оснащена на зовнішній поверхні ущільнювачами та розташована у вигляді поршня у циліндричному стакані, в дні якого зі сторони заготівки, виконано отвір, де встановлено співвісно з віссю лазерного променя сопло з каліброваним отвором для витікання газу, що підводиться у порожнину стакана через трубопровід із вхідною діафрагмою, причому між лінзою та протилежною стороною стакана встановлено пружину, а його порожнину з'єднано з датчиком тиску. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2