Перемещаемая вакуумная камера для обработки металлов лазером в разреженной газовой среде

 

Полезная модель относится к перемещаемым по поверхности обрабатываемого изделия накладным вакуумным камерам, предназначенным для лазерной обработки в вакууме металлических материалов.

Сущность полезной модели заключается в том, что накладная вакуумная камера выполняется в виде трубы (квадратного или иного сечения) к верхней части которой приварена металлическая воронка для откачки газов, в стенке камеры сделано отверстие, сообщающееся с патрубком (окном), в котором герметично установлено прозрачное для лазерного излучения стекло, в нижней части камеры по периметру закреплено уплотнение из термостойкой резины, обеспечивающее герметичность контакта с обрабатываемой заготовкой при возможности перемещения вакуумной камеры по ее поверхности.

Техническим результатом применения полезной модели является снижение времени вакуумирования при загрузке очередной заготовки, возможность перемещения обрабатываемой заготовки относительно вакуумной камеры и лазерного луча, что позволяет осуществлять непрерывную обработку изделия, длина и ширина которого превосходит размеры вакуумной камеры.

1 илл.

Полезная модель относится к устройствам для осуществления лазерной обработки металлических материалов в вакууме, перемещаемым по поверхности обрабатываемого изделия. Оно может применяться для осуществления любых технологических операций, основанных на использовании лазерной обработки в вакууме.

Основными проблемами применения лучевой обработки материалов в вакууме являются достаточно большие затраты времени на откачку газов после загрузки новой детали, что приводит к снижению эффективности процесса, а так же сложность размещения в вакуумной камере изделий, длина которых превышает вместимость вакуумной камеры.

Известно вакуумное устройство для непрерывной загрузки и выгрузки длинномерных изделий, содержащее вакуумную камеру и пристыкованные к ней открытые входную и выходную шлюзовые системы щелевого типа, состоящие из щелевых каналов, разделенных шлюзовыми камерами с откачными патрубками (Патент РФ 2379144; МПК В21В 45/04. Опубликовано: 20.01.2010). Недостатком технического решения является значительная сложность конструкции, ограниченность габаритов обрабатываемых изделий размерами камеры, необходимость использования крайне мощной насосной системы, что увеличивает энергозатраты, а также - неприспособленность для лазерной обработки материалов.

Наиболее близким техническим решением является накладная вакуумная камера (Патент РФ 4823; МПК G01M 3/04. Опубликовано: 16.08.1997), содержащая корпус без дна, уплотнение по периметру открытой части корпуса, имеющее два выступа, и штуцер для соединения с вакуумной магистралью, отличающаяся тем, что выступ уплотнения, расположенный внутри камеры, снабжен калиброванными проемами, а вакуумная магистраль подключена штуцером только к полости между выступами уплотнения.

Главным ее недостатком являются невысокие функциональные возможности.

Технической задачей полезной модели является обеспечение возможности осуществления лазерной обработки металлических изделий в вакууме, а также обеспечение возможности перемещения вакуумной камеры по поверхности обрабатываемого изделия.

Технический результат достигается за счет того, что в перемещаемой вакуумной камере для обработки металлических материалов лазерным излучением в разреженной газовой среде, содержащей корпус согласно полезной модели, корпус выполнен в виде трубы, верхняя часть которой переходит в воронку, в стенке корпуса выполнено оконное отверстие, сообщающееся с патрубком, внутри которого герметично установлена пластина из прозрачного для лазерного излучения стекла, на патрубке закреплена крышка с отверстием, соответствующим диаметру стекла, в нижней части камеры по периметру закреплено уплотнение из термостойкой резины.

Полезная модель поясняется схемой, в которой перемещаемая вакуумная камера 1 для обработки металлических материалов лазерным излучением в разреженной газовой среде выполнена в виде трубы (квадратного или иного сечения), к верхней части которой приварена металлическая воронка 2. В корпусе камеры сделано оконное отверстие 3, сообщающееся с металлическим патрубком 4, в который устанавливается пластина из прозрачного для лазерного излучения стекла 5. Пластина 5 плотно закрепляется в патрубке резиновой прокладкой 6 и крышкой 7. Отверстие в крышке должно быть достаточной ширины для прохождения лазерного луча и соответствовать диаметру прозрачной для лазерного излучения пластины в патрубке. В нижней части камеры закрепляется прокладка из термостойкой резины 8.

В вакуумную камеру через «окно» 4, в котором для герметичности закреплена пластина из прозрачного для лазерного излучения материала 5 и уплотненное резиновой прокладкой 6, поступает лазерное излучение, нагревающее обрабатываемый материал. При этом, через воронку 2, соединенную с вакуумной системой, осуществляется откачивание газов из объема камеры 1, нижняя часть которой уплотнена прокладкой из термостойкой резины 8 для обеспечения герметичного контакта между вакуумной камерой и обрабатываемой заготовкой. Такая конструкция обеспечивает возможность перемещения вакуумной камеры по поверхности обрабатываемой детали при сохранении в камере вакуума. Малые габариты и простота конструкции такой вакуумной камеры позволяют закреплять ее на портале лазерного комплекса, что позволяет осуществлять перемещение камеры вместе с системами позиционирования оптической системы лазерного комплекса. Это позволяет отказаться от использования специальных механизмов для перемещения камеры по поверхности обрабатываемого изделия. Перемещение лазерного луча и вакуумной камеры по поверхности обрабатываемой заготовки будет осуществляться так же, как при выполнении классических операций лазерной обработки - резке, сварке, гравировке.

1. Перемещаемая вакуумная камера для обработки металлических материалов лазерным излучением в разреженной газовой среде, содержащая корпус, отличающаяся тем, что корпус выполнен в виде трубы, верхняя часть которой переходит в воронку, в стенке корпуса выполнено отверстие, сообщающееся с патрубком, внутри которого герметично установлена пластина из прозрачного для лазерного излучения стекла, на патрубке закреплена крышка с отверстием, соответствующим диаметру стекла.

2. Камера по п.1, отличающаяся тем, что в нижней части камеры по периметру закреплено уплотнение из термостойкой резины.



 

Похожие патенты:

Плазменная обработка представляет собой воздействие на обрабатываемую поверхность или объект посредством плазмы высокой температуры. При этом, форма, структура и размер рабочего образца трансформируется. Плазменно-механическая обработка металлов проводится с использованием специализированных приборов - плазмотронов (дугового и высокочастотного типов) и позволяет напылять на поверхность разные покрытия, а также производить бурение горных пород, сварку, наплавку, плазменную резку металлических образцов и другие работы.
Наверх