способ изготовления дисковых пил с помощью лазера
Классы МПК: | B23K26/00 Обработка металла лазерным лучом, например сварка, резка, образование отверстий B23D65/00 Изготовление режущих элементов устройств для распиливания любых материалов |
Автор(ы): | Кореньков В.И., Кустов Б.А., Кустов А.Б., Оришич А.М., Попов Ю.С. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество открытого типа "НовосибирскНИИхиммаш", Акционерное общество открытого типа "Западно-Сибирский металлургический комбинат |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-08-31 публикация патента:
20.03.1998 |
Изобретение относится к машиностроению, в частности к способу изготовления дисковых пил с помощью газового СО2 - лазера. Оно может быть использовано в любом технологическом процессе, предназначенном для выпуска аналогичной продукции. Сущность изобретения: способ включает пять операций, представляющих один технологический процесс. Две операции - подготовку диска пилы и наплавку на него твердого сплава осуществляют внутри кристаллизатора с перемещением обрабатываемой поверхности относительно луча лазера. Третью операцию вырезки пилы осуществляют вне кристаллизатора, перемещая уже луч лазера относительно боковой поверхности обрабатываемого диска пилы по трем координатам с точностью
0,1 мм. А четвертую и пятую операции - разводку пилы и термообработку осуществляют одновременно с применением расфокусированного луча лазера и локального обдува диска пилы. Этим операциям сначала подвергают только нечетные зубья пилы, а затем после поворота диска пилы на 180o относительно луча лазера, обрабатывают оставшиеся четные зубья пилы. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
![способ изготовления дисковых пил с помощью лазера, патент № 2106948](/images/patents/365/2106035/177.gif)
Формула изобретения
1. Способ изготовления дисковых пил с помощью лазера, включающий вырезку диска пилы и наплавку на него твердого сплава, отличающийся тем, что перед наплавкой диск пилы помещают в кристаллизатор и нагревают его совместно с ним расфокусированным лучом лазера в среде защитного газа до 200 - 250oС, наплавку ведут сфокусированным лучом лазера путем сканирования его по синусоиде с частотой 50 - 150 Гц и амплитудой, равной толщине зуба, затем производят вырезку пилы, разводку и термообработку, при этом в процессе наплавки фокус луча лазера заглубляют на 3 - 8 мм относительно наружной поверхности диска пилы, а при вырезке выводят его на линию раздела фаз и поддерживают относительно линии реза с точностью![способ изготовления дисковых пил с помощью лазера, патент № 2106948](/images/patents/365/2106035/177.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к машиностроению и касается области лазерных технологий, в частности способа изготовления дисковых пил с помощью лазера. Оно может быть использовано для изготовления любого режущего инструмента аналогичной конструкции. Значительный рост объема выпуска и потребления в деревообрабатывающей промышленности новых материалов поставил новые требования к инструменту, от которого в первую очередь зависят производительность и улучшение качества обработки, а также снижение их стоимости. При этом дисковые пилы в этих технологиях занимают главенствующее положение. Чем выше качество режущей кромки и надежность дисковой пилы в работе, тем более прост и эффективен технологический процесс. Старые методы изготовления дисковых пил не отвечают всем требованиям, которые предъявляет к ним современный технологический процесс. Так, например, известен способ изготовления дисковых пил, в котором вырезание фасонных контуров зубьев производится лазерным лучом при сочетании возвратно-поступательного движения лазера и поворота заготовки [1]. Однако данная технология предусматривает только лишь вырезку заготовки дисковой пилы и не гарантирует ее качество после последующих операций, например, наплавки и термообработки. Наиболее близким способом того же назначения к предлагаемому по совокупности признаков является способ обработки инструмента, в котором свариваемую режущую кромку твердого сплава подвергают совместно с резцом воздействию луча большой тепловой мощности. При этом тепло, выделяющееся в процессе обработки, выполняет несколько функций, включающих испарение, расплавление части материала поверхностного слоя резца рядом с режущей кромкой, а в некоторых случаях - части материала самой режущей кромки. Тонкая жидкая пленка материала резца, образующаяся рядом с режущей кромкой, быстро затвердевает, образуя слой сплава, обладающий более высокой твердостью и коррозионной стойкостью, чем сплав, из которого изготовлен резец [2]. Вышеуказанная технология обеспечивает сваривание твердого сплава с основой резца, однако она мало пригодна для изготовления резцов дисковой пилы, т. к. профиль ее очень сложен, в силу чего не всегда удается с должным качеством наплавлять твердые наплавки на уже вырезанную заготовку. К тому же температурные напряжения, возникающие при вышеуказанной обработке, существенно ухудшают свойства твердосплавной вставки, которая по своему химическому составу и физическим свойствам значительно отличается от основы, с которой она сваривается. К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится отсутствие в известном способе технологических приемов и режимных условий, обеспечивающих низкие затраты на производство дисковых пил и получение высокого качества ее режущих элементов - зубьев. Предварительное вырезание диска пилы и дальнейшая обработка зубьев путем наплавки на них твердосплавной режущей кромки с помощью лазера не обеспечивает стопроцентную надежность во время работы и в значительной мере усложняет и удлиняет технологический цикл изготовления пил в целом. Сущность изобретения заключается в следующем. Изобретение направлено на снижение затрат при изготовлении дисковых пил и улучшение их качества при соответствующей надежности в работе. Указанная задача решается за счет достижения технического результата при осуществлении изобретения, заключающегося в эффективном технологическом процессе - способе, который обеспечивает минимально возможный уровень затрат на изготовление дисковых пил и гарантирует при этом их высокое качество при соответствующей надежности в работе. Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известный способ изготовления дисковых пил с помощью лазера включает подготовленную операцию, в результате которой заготовка для дисковой пилы совместно с кристаллизатором нагревается в защитной атмосфере до 200-250oC с помощью расфокусированного луча лазера. Далее поверхность, на которую наплавляют затем твердый сплав, подвергается обработке сфокусированным лучом вышеуказанного лазера, который сканирует по обрабатываемой поверхности по синусоиде и частотой 50-150 Гц и амплитудой, равной толщине зуба, а затем только производится вырезка зубьев пилы, при этом во время операции наплавки фокус луча лазера заглубляется на 3-8 мм относительно наружной поверхности диска, а во время операции вырезки выводится на линию раздела фаз и поддерживается относительно линии реза с точностью![способ изготовления дисковых пил с помощью лазера, патент № 2106948](/images/patents/365/2106035/177.gif)
![способ изготовления дисковых пил с помощью лазера, патент № 2106948](/images/patents/365/2106035/177.gif)
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно для изготовления дисковых пил с повышенным качеством и сниженной трудоемкостью;
для изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеуказанных в заявке способа и известных до даты приоритета средств и методов;
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата. Следовательно, изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.
Класс B23K26/00 Обработка металла лазерным лучом, например сварка, резка, образование отверстий
Класс B23D65/00 Изготовление режущих элементов устройств для распиливания любых материалов