Пристрій для лазерної обробки

Реферат: Установка для лазерної обробки містить лазер, фокусуючу лінзу, під якою встановлено систему для подачі захисного газу у вигляді плоского поперечного газового струменя, що складається зі щілинного сопла, з'єднаного з газовою магістраллю, і розташованого навпроти нього приймача газового струменя. Лінза та обидва сопла розташовані в корпусі, який має отвір для лазерного променя та закріплений ззовні на вільному його торці кільцевий ущільнювач, а між щілинним соплом та газовою магістраллю встановлено дросель. UA 97196 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЛАЗЕРНОЇ ОБРОБКИ UA 97196 U UA 97196 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до технологічного обладнання для лазерної обробки та призначена для формування отворів з підвищеною точністю розмірів. Відомий пристрій для лазерної обробки [1], заснований на калібрувальній дії струменя стисного газу на продукти руйнування матеріалу заготовки при формуванні отвору. В них канал отвору продувається назустріч дії лазерного випромінювання. Недоліками цього пристрою є те, що виноситься лише та частина розплаву, що накопичилася до кінця дії імпульсу або дією останнього імпульсу, формування струменя з продуктами ерозії у бік фокусуючої лінзи, дія газового струменя виявляється тільки на останніх стадіях дії випромінювання. Ерозійний факел поглинає частину енергії та дестабілізує умови опромінення. За прототип вибрано пристрій [2], який містить лазер, фокусуючу лінзу та сопло, вісь якого пересікає вісь променя. Плоский струмінь газу (зазвичай повітря), що витікає з надзвукової швидкістю із сопла і пересікає за нормаллю або під кутом каустику пучка лазерного випромінювання. Форма сопла в поперечному до променя напрямі може бути з крайкою, що охоплює каустику, або прямолінійна. Нахил сопла дозволяє врахувати падіння швидкості струменя повітря у міру видалення від зрізу сопла, а також зменшення швидкості часток факела із зони опромінення заготовки із збільшенням відстані від останньої, так, щоб напрям відсічених продуктів ерозії був одним для всіх ділянок факела. Недоліками цього пристрою є недостатнє підвищення точності розмірів оброблюваних отворів лише внаслідок виключення дії ерозійного факелу на процес обробки. Задачею корисної моделі є підвищення якості (точності розмірів перерізу) отворів, що обробляються, та автоматизації процесу обробки. Поставлена задача вирішується тим, що установка для лазерної обробки, що містить лазер, фокусуючу лінзу, під якою встановлено систему для створення плоского поперечного струменя захисного газу, що містить щілинне сопло, з'єднаного з газовою магістраллю, і розташованого навпроти нього приймача газового струменя. Лінза та обидва сопла розташовані в корпусі, який має отвір для лазерного променя та закріплений ззовні на вільному торці кільцевий ущільнювач, а між корпусом та газовою магістраллю встановлено дросель. Суть корисної моделі пояснюється кресленням. Пристрій містить лазер 1, фокусуючу лінзу 2, під якою встановлено систему для подачі захисного газу у вигляді плоского поперечного газового струменя, що складається з щілинного сопла 5, з'єднаного з газовою магістраллю 8 і розташованого навпроти нього приймача газового струменя 4. Пристрій також забезпечений корпусом 3 і дроселем 9, а також з герметизуючим ущільнювачем 6. Сопло 5 і приймач газового струменя 4 встановлені на бічній поверхні корпусу 3, а фокусувальна лінза 2 через на торцях корпусу 3, інший ущільнювач 6 встановлено на протилежному торці корпусу 3. Щілинне сопло 5 виконано звуженим, а приймач газового струменя 4-у вигляді сопла Лаваля із вхідною апертурою, достатньою для вільного проходження газового струменя. Дросель 9 встановлено в газовій магістралі на вході в корпус 3 пристрою. Установка працює таким чином. Лазер 1 налаштовують на вибраний режим роботи. У початковому стані дросель 9 налагоджено на розрахунковий розмір витрати газу Q, і повітря під тиском Ри і витратою Q подають у сопло 5. До ущільнення 6 притискають деталь 7. Параметри газового струменя, яким продувають, вибирають такими, щоб забезпечити падіння тиску всередині корпусу 3 відносно до атмосферного на ΔР за рахунок ежекторного ефекту (підсосу повітря з порожнини корпусу 3) при роботі розширення газового потоку в соплі Лаваля (приймач 4), причому ΔP=Ga/Sa, де Gд - вага деталі, Sд - площа поверхні, що ущільнюється ущільнювачем 6. Розміри корпусу 3, параметри ущільнювача 6 погоджують з фокусною відстанню лінзи 2 і розмірами деталі 7, чим забезпечують стабільність фокусування випромінювання незалежно від коливань товщини деталі 7. На встановлену таким чином деталь 7 впливають імпульсами лазерного випромінювання, причому продукти руйнування матеріалу деталі 7 відсмоктуються газовим струменем, яка додатково захищає поверхню лінзи 2 від частинок, що мають найбільшу енергію (швидкість і масу) і не встигаючих підхоплюватися за рахунок підсосу повітря з камери 3. При формуванні наскрізного каналу отвору заданого розміру тиск ΔР знімається протягом перерви в поданні наступного імпульсу і деталь 7 падає в піддон, звільняючи місце для установки наступної. Джерела інформації: 1. Обработка деталей лучом лазера / В.М. Суминов, Е.В. Промыслов, А.К. Скворчевский, Б.Р. Кузин. - М.: Машиностроение, 1969.-196с. 2. Заявка Японії №55-12352, В23К 26/19,оп. 01.04.1980р. 60 1 UA 97196 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Установка для лазерної обробки, що містить лазер, фокусуючу лінзу, під якою встановлено систему для подачі захисного газу у вигляді плоского поперечного газового струменя, що складається зі щілинного сопла, з'єднаного з газовою магістраллю, і розташованого навпроти нього приймача газового струменя, яка відрізняється тим, що лінза та обидва сопла розташовані в корпусі, який має отвір для лазерного променя та закріплений ззовні на вільному його торці кільцевий ущільнювач, а між щілинним соплом та газовою магістраллю встановлено дросель. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2