Фокусирующий узел лазерной технологической установки Советский патент 1992 года по МПК B23K26/00 

Изобретение относится к лазерному технологическому оборудованию для контурной резки, сварки и поверхностной обработки, выполняемым сфокусированным пучком лазерного излучения по кольцевым траекториям с соосной подачей газа, и может найти применение в различных обрабатывающих отраслях промышленности.

Известные конструкции фокусирующих . узлов для обработки по контуру окружности при помощи вращающейся линзы характеризуются низким достижимым уровнем качества обработки из-за трудности доставки газа соосно с пучком излучения.

Цель изобретения является повышение качества обработки.

С этой целью конструкцию внесены следующие изменения: на линзовой оправе соосно линзе большим основанием закреплен полый конус, на меньшем основании которого установлено сопло с калиброванным отверстием, на наружной поверхности конуса выполнены газообразные лопасти, соединенные с его внутренней полостью каналами, причем на корпусе установлен кожух, охватывающий конус и имеющий патрубок для подачи газа в полость между кожухом и конусом.

На чертеже показан фокусирующий узел.

Линза 1 установлена в оправе 2 эксцентрично оси корпуса 4 в подшипниках 3 с возможностью вращения от привода 5 через ременную передачу 14, установленного на корпусе. Соосно с линзой на ее оправе большим основанием закреплен полый конус 6, имеющий со стороны меньшего основания сопло 9 с калиброванным отверстием. На наружной боковой поверхности конуса изготовлены лопасти 8 для забора окружаю со О

Ю

о

Ю

щего конус газа, причем они каналами 7 соединены с внутренней полостью конуса. На корпус узла устанавливается кожух 10, охватывающий конус 6 и имеющий на боковой стороне патрубок 11 для подачи газа в полость кожуха.

Фокусирующий узел работает следующим образом.

При помощи резьбового элемента корпус устанавливается на оптическую систему лазерной технологической установки соос- но с ее оптической осью. В соответствии с решаемой технологической задачей выбирается фокусирующая линза и величина эксцентриситета ее смещения с оси оптической системы. Расчетным или экспериментальным путем устанавливается тип, расход и давление газа, необходимого для реализации технологической операции, а также скорость вращения линзы при сканировании луча по круговой траектории. При помощи патрубка 11 полость кожуха присоединяется к газовой магистрали, а давление в последней выбирается на 0,5 эти меньше расчетного уровня (при количестве газоза- борных лопастей больше 8 и диаметре калиброванного отверстия в сопле 0,4 - 0,6 мм) для обычных уровней скоростей вращения линзы 0,25 - 2 м/мин. Далее на столе установки размещается заготовка, включается привод вращения линзы, подача газа и излучатель установки. Газ из полости кожуха захватывается газообразными лопастями и транспортируется к соплу, что увеличивает давление в формируемой струе газа на 0,5 - 0.8 ати, причем струя соосна с пучком излучения на всем этапе обработки и совершает совместно с ним сканирующее движение по окружности. Процесс обработки вследствие этого позволяет достичь желаемого уровня качества.

Фокусирующий узел использовали для вырезки отверстия $ 20 мм в заготовке дисковой фрезы из сплава ВК8 толщиной 1 мм. Применялась ЛТУ типа ГПЛТ - 250 - 400/500. Линза с фокусным расстоянием 100 мм устанавливалась с эксцентриситетом 10 мм, диаметр соплового отверстия 0,4 мм, газ - 02, давление в рабочей струе 2,5 ати, в магистрали - 2,0 ати. Скорость сканирования луча 1,5 м/мин (60 об/мин).

Качественные результаты обработки: время вырезки одного отверстия - 2,5 с, шероховатость стенок реза - менее 6,3 мкм (без обдува кислородом скорость резки снизилась до 0,3 м/мин, а шероховатость возросла до 20 - 30 мкм). Расход газа - 0,15 мэ/ч.

Формула изобретения Фокусирующий узел лазерной технологической установки, содержащий корпус и установленную в нем с возможностью эксцентричного смещения и вращения относительно его оси линзу в оправе, а также привод вращения линзы, расположенный на корпусе, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки, на оправе соосно с линзой большим основанием закреплен полый конус, на меньшем основании которого установлено сопло с калиброванным отверстием, на наружной поверхности конуса выполнены газозаборные лопасти, соединенные с его внутренней полостью каналами, причем на корпусе установлен кожух, охватыавющий конус и имеющий патрубок для подачи газа в полость между кожухом и конусом.

44

Использование: контурная лазерная установка. Сущность изобретения: фокусирующий узел отличается наличием полого конуса, прикрепленного к эксцентричной линзе большим основанием и содержащего на противоположной стороне калиброванное отверстие в сопле. Имеются также газозаборные лопасти на его боковой поверхности, соединенные отверстиями с внутренней полостью конуса. Последний окружен кожухом и снабжен патрубком для подачи газа в объем, заключенный между стенками кожуха и конуса. Узел позволяет вращать линзу в круговом сканирующем движении с одновременной подачей газа соосно линзе. Таким образом, обработка сканирующим лучом может сопровождаться поддувом газа на всем протяжении операции. 1 ил. (/ С