Пристрій для комбінованої лазерно-деформуючої обробки

Реферат: Пристрій для комбінованої лазерно-деформуючої обробки плоскої поверхні заготівки містить лазер, фокусуючу лінзу у корпусі, яку встановлено на шляху променя, а також деформуючий засіб у вигляді двох підпружинених роликів, закріплених на торці корпусу лінзи з можливістю розташування на поверхні заготівки одного перед та другого ролика після зони опромінення, стіл для розміщення заготівок з приводом його переміщення. Ролики виконано пустотілими, причому в першому за напрямом обробки розміщено нагрівальний елемент, а другий заповнено холодоагентом. UA 122369 U (12) UA 122369 U UA 122369 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до обладнання для лазерної обробки. Пристрій призначено для використання при операціях лазерного поверхневого зміцнення виробів з матеріалів, що піддаються термічному виникненню нерівноважних структур (залізо-вуглецеві сплави, титанові і мідні сплави). Відомий пристрій для комбінованої лазерно-деформуючої обробки заготовок, який містить лазер, фокусуючу лінзу у корпусі, яку встановлено на шляху променя, а також деформуючий засіб у вигляді підпружиненого ролика, закріпленого на торці корпусу лінзи з можливістю розташування на поверхні заготовки за зоною опромінення [1]. Недоліком відомої конструкції є відсутність впливу деформуючого ролика на поверхню заготовки перед зоною опромінення, що потребує додаткових заходів для підвищення її поглинальної здатності. Цей недолік усунуто в наступному пристрої для комбінованої лазерно-деформуючої обробки, який утримує лазер, фокусуючу лінзу у корпусі, яку встановлено на шляху променя, а також деформуючий засіб у вигляді двох роликів, які підпружинено, закріплених на торці корпусу лінзи з можливістю розташування на поверхні заготовки одного до та другого ролика після зони опромінення [2]. Ця установка для підвищення якості зміцнювальної обробки дозволяє змінювати силу притиску кожного ролика та досягти одночасного поліпшення поверхні перед обробкою першим роликом і її наклепом після обробки другим роликом. Недоліками останньої корисної моделі є те, що конструкція не дає можливості досягнення повного покращення якісних характеристик поверхні після лазерного опромінення та нагрівання внаслідок залишкового аустеніту в зміцненому шарі матеріалу. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності та якості обробки зміцнення, яка виражається у підвищенні однорідності зміцненої зони, усуненні тріщин в поверхневому шарі, формуванні в поверхневому шарі залишкових напружень від'ємного знаку, а також стабілізації структурно-фазового складу. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для комбінованої лазерно-деформуючої обробки плоскої поверхні заготівки, що містить лазер, фокусуючу лінзу у корпусі, яку встановлено на шляху променя, а також деформуючий засіб у вигляді двох підпружинених роликів, які закріплено на торці корпусу лінзи з можливістю розташування на поверхні заготовки одного ролика перед, та другого ролика після зони опромінення, стіл для розміщення заготовок з приводом його переміщення, ролики виконано пустотілими, причому, в першому за напрямом обробки розміщено нагрівальний елемент, а другий - заповнено холодоагентом. На кресленні зображена конструкція пристрою для комбінованої лазерно-деформуючої обробки плоскої поверхні заготівки. Пристрій містить лазер 1, на шляху променю якого співвісно з ним встановлена фокусуюча система 2 в корпусі 3. З торцевої сторони корпусу 3 по обидві сторони від осі променя встановлені два ролики 5 і 10 в сергах 8 з механізмом 7 їх пружинного навантаження (можливий також ексцентриковий, гідравлічний або ін., які не показані). В передньому, за ходом переміщення заготовки 6 на столі 12, ролику 5 встановлена нагрівальна система у вигляді спіралі 4, розташованої в пазах ізолятора і підключеної дротом до відповідного джерела напруги U. Задній ролик 10 виготовлений пустотілим і роз'ємним та може бути заповнений холодоагентом 9, наприклад розрідженим азотом. Ролики 5 і 10 розташовані таким чином, щоб сфокусований пучок лазерного випромінювання 11 проходив через зазор між їх поверхнями, поверненими один до одного, і формував на поверхні заготовки 6 зону опромінення заданого діаметру. Під поверхнею ролика 5 заготовка прогрівається на визначену глибину, а під роликом 10 охолоджується до мінусової температури, що підвищує швидкість перетворення заліза та утворення мартенситної структури. Установка працює наступним чином. Для заданих умов обробки (тип матеріалу заготівки, стану її поверхні, розмірів зони опромінення, вид зміцнення тощо) з урахуванням дійсного значення коефіцієнта поглинання поверхні матеріалу в умовах його нагріву вибирають умови опромінення, тип установки, параметр фокусуючої системи 2. Режим нагріву ролика 5 підбирається експериментально таким чином, щоб при вибраній швидкості переміщення заготовки 6 її поверхня прогрівалась до температури 300-400°С, меншій ніж температура структурних перетворень її матеріалу. Порожнину заднього ролика 10 заповняють рідким азотом. Заготівку 6 розташовують на столі 12, швидкість переміщення якого вибирається з умов забезпечення заданого режиму опромінення поверхні заготівки. Стіл 12 приводять в рух і включають лазер 1. Заготовка 6 переміщується під ролик 5, нагрівається до температури ~ 300-400°, що підвищує її поглинальні властивості, і переміщається далі під сфокусований пучок лазерного випромінення 11, де нагрівається вище температури структурних перетворень. Попадаючи під задній ролик 10, 1 UA 122369 U 5 поверхня заготовки, по перше, прискорено охолоджується, підвищуючи позитивні властивості шару: дрібнозернистість, більш щільна перекристалізація зони зміцнення, і, по друге, наклепується за рахунок пластичної деформації під дією тіла ролика. Після переміщення всієї поверхні ролика 10 по всій поверхні заготовки 6 установка вимикається. Таким чином, поставлену задачу вирішено в запропонованій корисній моделі. Джерела інформації: 1. Заявка Японії № 61-119615, C21D 1/00, oп. 06.06.1986р. 2. Патент 934621 СРСР, В23К 26/00, оп. 1980р. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Пристрій для комбінованої лазерно-деформуючої обробки плоскої поверхні заготовки, який містить лазер, фокусуючу лінзу у корпусі, яку встановлено на шляху променя, а також деформуючий засіб у вигляді двох підпружинених роликів, закріплених на торці корпусу лінзи з можливістю розташування на поверхні заготовки одного перед та другого ролика після зони опромінення, стіл для розміщення заготовок з приводом його переміщення, який відрізняється тим, що ролики виконано пустотілими, причому, в першому за напрямом обробки розміщено нагрівальний елемент, а другий - заповнено холодоагентом. Комп’ютерна верстка О. Рябко 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