Газолазерная установка для контурной резки Советский патент 1992 года по МПК B23K26/00 

Изобретение предназначено для использования в технологии вырезки контурных заготовок из листового материала и может найти применение в заготовительном или инструментальном производствах машиностроительных предприятий.

Известные конструкции газолазерных установок для контурной резки, содержащие лазер, а также фокусирующую линзу, установленную в оправке, снабженной конической насадкой и имеющей сопловое отверстие, обращенное в сторону заготовки, а также патрубок для подачи газа, характеризуются неуправляемой формой реза в отношении свойств его стенок у изделия и отхода (по наклону стенок, их шероховатости).

В качестве прототипа выбрана газолазерная установка для контурной резки.

включающая лазер, а также фокусирующую линзу, установленную в оправке, снабженной конической насадкой и имеющей сопловое отверстие, обращенное в сторону заготовки, а также патрубок для подачи газа.

Недостатком известной конструкции является низкое качество обработки, выражающееся в клиновидное™ реза и значительной .его ширине.

Целью изобретения является повышение качества обработки за счет управления поперечной формой реза и уменьшения ширины

С этой целью в известной установке линза с оправкой установлены эксцентрично оси лазера с возможностью относительного поворота, а к нижней части насадки

VI VI

Ю О О

неподвижно прикреплен рычаг в плоскости, перпендикулярной плоскости эксцентриситета, причем на свободном его конце расположен щуп, прижимаемый к поверхности заготовки пружиной.

При использовании наклонного или смещенного с оси фокусирующей линзы луча при резке листового материала позволяет управлять поперечной формой реза - его шириной в свету, углом наклона стенок, а для отслеживания контура реза с сохранением указанных свойств результатов обработки обеспечивается поворот линзы для сохранения нормального положения эксцентриситета к направлению реза.

Все перечисленные преимущества обработки, достигаемые в результате использования изобретения, получаются за счет введенных в его конструкцию отличий - смещения линзы и поддержания этого смещения в необходимом направлении - в плоскости, перпендикулярной направлению вектора скорости подачи.

На чертеже показана конструкция фокусирующего узла газолазерной установки для контурной резки.

Эксцентрично оси лазера 1 установлена линза 2 в оправке 3. Для этого в последней отверстие для установки линзы выполнено эксцентрично относительно ее наружной поверхности. Оправка 2 установлена в корпусе 4, который на подшипнике 5 может выполнять вращение вокруг оси лазера 1, так как внутреннее кольцо подшипника закреплено на неподвижной втулке 6, соосной с осью лазера 1. Соосно с линзой 2 к оправке 3 прикреплена коническая насадка 7, снабженная соплом 8, обращенным к заготовке 9, и патрубком 10 для подсоединения к газовой магистрали. Со стороны сужающейся части конической насадки 7 с помощью винта 11 закреплен рычаг 12, на свободном конце которого установлен щуп 13, подпру жиненный пружиной 14 в сторону заготовки 9, причем ось рычага 12 располагается в плоскости, перпендикулярной плоскости эксцентриситета (15 - рез в заготовке).

Газорезательная установка работает следующим образом.

По известным методиками выбираются мощность излучения, фокусное расстояние линзы, положение заготовки в каустике пучка излучения и скорость резки. Кроме того, в зависимости от требуемых значений наклона стенок реза рпр и Лев и заданной ширины реза на свету экспериментально выбирают значение эксцентриситета I с учетом свойств обрабатываемого материала.

Далее щуп 13 с рычагом устанавливают вдоль направления начального участка реза (т.е. линза 2 располагается эксцентрично в плоскости, перпендикулярной резу), включаются лазер и привод стола. Щуп 13, попа0 дая в образовавшийся рез, следит за изменением его направления и поправляет положение линзы, поддерживая ее смещение в плоскости, перпендикулярной касательной к направлению реза, Некото5 рое запаздывание подворота линзы из-за конечной величины плеча рычага 12 может быть компенсировано коррекцией программы движения стола. Необходимо также отметить неполное выдерживание принятых

0 условий обработки на участках профиля с изменением направления движения стола под острыми углами. Это может служит ограничением для применения разработанной установки.

5 Газолазерная установка для контурной резки использовалась для изготовления инструментов разделительных штампов из листовых заготовок из стали ХВ2С. Лазер на CU2фирмы Кохерент Дженерал с продоль0 ным разрядом генерировал излучение в непрерывном и импульсном режимах на основной моде со средней мощностью до 700 Вт. Разрезались листы толщиной до 6 мм со скоростью до 2 м/мин. При нормаль5 ном падении луча на заготовку ширина реза достигала 0,3-0,4 мм, при его наклоне за счет смещения линзы с фокусным расстоянием 150 мм на I 20 мм ширину реза удалось уменьшить до 0,05-0,1 мм при ше0 роховатости стенок Ra 1-2 мкм.

Формула изобретения Газолазерная установка для контурной резки, содержащая лазер, а также фокусирующую линзу, установленную в оправе,

5 снабженную конической насадкой с соплом на рабочем конце, а также патрубком для подачи газа, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества, линза с оправкой установлены эксцентрично относитель0 но оптической оси лазера и с возможностью относительного вращения, а на рабочем конце насадки закреплен рычаг, на свободном конце которого расположен щуп с пружиной для прижатия к заготовке.

Вид А

Использование: заготовительные и инструментальные производства. Сущность изобретения: установка содержит лазер и фокусирующую линзу, установленную в оправке, которая имеет коническую насадку, обращенную сопловым отверстием к заготовке, и патрубок для подачи рабочею г«зза. Она снабжена также узлом «ращения линзы, состоящим из корпуса, подшипника и неподвижной втулки, причем линза установлена в оправке эксцентрично по отношению к оси лазера. Со стороны сужающейся части насадки закреплен рычаг, на свободном конце которого установлен щуп/прижимаемый пружиной к поверхности заготовки. Рычаг и плоскость эксцентриситета-взаимно перпендикулярны. Смещение линзы с оси лазера позволяет управлять величиной ширины реза (на свету) и наклоном его сгенок Рычаге ощупывающим устройством обеспечивает слежение положения линзи за направлением резки. 1 ил. (Л С