ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к ИЛ №61-048-01

Результат выполнения конструкторской разработки.

Устройство для фокусировки лазерного луча состоит из корпуса 4 (см.рисунок); шестерни 2, входящей в зацепление с зубчатой рейкой 3, закрепленной на корпусе; подвижного кожуха 5; сменного защитного конуса 10, закрепленного на нижней части подвижного кожуха посредством крепежно-юстировочного устройства 8; рассеивающего зеркала 7, расположенного в центральной части подвижного кожуха посредством стоек 11; фокусирующего зеркала 9, расположенного в нижней части рассеивающего зеркала; шестерни 12 привода подвижного кожуха, входящей в зацепление с зубчатой рейкой 13, закрепленной на внутренней стенке подвижного кожуха.

В корпусе выполнен сквозной канал 1 для подачи лазерного луча на рассеивающее зеркало и защитного газа, например, аргона, азота. Ведущая шестерня предназначена для перемещения корпуса, на котором закреплена зубчатая рейка, с которой она входит в зацепление, в результате этого перемещения (по вертикальной оси) изменяется положение точки А (фокуса фокальной плоскости).

Ведущая шестерня предназначена для перемещения подвижного кожуха, на котором закреплена зубчатая рейка 13, с которой она входит в зацепление, в результате этого перемещения изменяются площадь "пятна"падающего (основного) на луч на деталь и длина перетяжки лазерного луча.

Фокусирующее зеркало служит для улавливания отраженного (рассеянного) от обрабатываемой поверхности детали (каверны расплава) лазерного луча и фокусирования на деталь.

Стойки фиксируют рассеивающее и фокусирующее зеркала, предназначены для юстировки зеркала 7 относительно лазерного луча, проходящего внутри осевого канала, выполненного внутри корпуса, а также для подвода охлаждающей жидкости.

Устройство работает следующим образом.

При работе лазерной установки лазерный луч из излучателя или от поворотного зеркала попадает в корпус фокусирующей системы. В нем лазерный луч проходит через сквозной канал корпуса фокусирующей системы и попадает на рассеивающее зеркало 7, закрепленное посредством стоек к подвижному кожуху. Отразившись от него, лазерный луч попадает на фокусирующее зеркало 6, находящееся в нижней части корпуса фокусирующей системы. Сфокусировавшись, лазерный луч попадает на деталь 14, образуя"пятно", плотность мощности в котором зависит от положения фокусирующей системы относительно самой детали.

Под воздействием лазерного излучения (луча) на поверхности обрабатываемой детали образуется каверна расплава 15. От нее часть лазерного луча отражается в противоположную сторону. Отраженный луч попадает на фокусирующее зеркало и возвращается обратно на обрабатываемую деталь, что позволяет полностью использовать энергию лазерного излучения.

При включенном приводе корпус движется вверх, при этом увеличивается диаметр"пятна падения"лазерного луча, а плотность мощности уменьшается до номинального, при таком рабочем положении корпуса происходит полирование и упрочнение поверхностного слоя обрабатываемой детали. При обратном движении корпуса,то есть вниз, диаметр"пятна падения"уменьшается, а плотность мощности увеличивается до максимальной, при таком положении корпуса происходит резка и сверление обрабатываемой детали.

При включении привода подвижный кожух движется в зависимости от требуемой длины"перетяжки"лазерного луча:вверх для увеличения длины"перетяжки"до величины, соразмерной с изменением кривизны поверхности детали, например, кулачка распределительного вала двигателя автомобиля при его термообработке, наплавке, полировании;вниз для уменьшения длины перетяжки до слияния перетяжки до слияния ее с фокусом (фокальной плоскости) при резке, сверлении материалов.

Ввод дополнительных приводов в устройство расширяет его функциональные возможности при различных видах обработки деталей (резка, сверление, термообработка и т.д.) посредством регулировки перетяжки и величины"пятна падения"лазерного луча. Ввод сменных защитных кожухов и возможность перемещения фокусирующего устройства приводом улучшает защиту зоны обработки от воздействия окружающей среды регулированием расстояния от защитного кожуха до обрабатываемой детали. Ввод фокусирующего зеркала увеличивает КПД устройства, сокращая потерю на рассеивание (отражение) лазерного луча от поверхности детали (каверны расплава).