Устройство для ультразвуковой резки

Устройство для ультразвуковой резки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: резка листовых неметаллических материалов, ультразвуковая техника, технология изготовления изделий из композиционных материалов. Сущность изобретения: устройство для ультразвуковой резки содержит генератор ультразвуковых колебаний, соединенный с электромеханическим преобразователем, трансформатор механических колебаний. На последнем установлено с возможностью колебательного перемещения с амплитудой 30...50 мкм съемное лезвие с режущей кромкой . Режущая кромка выполнена зубчатой и образована последовательно расположенными дугами окружностей диаметром D 0,25 мм с расстоянием S между их центрами, определяемым из зависимости VO,08/D -0,02/ S D. Лезвие выполнено из титана. При этом в зоне режущей кромки материал лезвия включает твердые тугоплавкие соединения нитридов и оксидов титана.2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s B 26. D 1/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4954217/27 (22) 05.06.91 (46) 30,03.93. Бюл. N. 12 (75) Л,П.Шингель и И.А.Савичев .. (56) Волков С.С;, Черняк Б.Я. Сварка пластмасс ультразвуком. М.: Химия, 1986, с.215. (54) VCTPOACTBO ДЛЯ УЛ ЬТРАЗ БУКОВОЙ

РЕЗКИ (57) Использование; резка листовых неметаллических материалов, ультразвуковая техника, технология изготовления изделий иэ композиционных материалов. Сущность изобретения: устройство для ультразвуковой резки содержит генератор ультразвуковых колебаний. соединенный с

Изобретение относится к резке листо вых неметаллических материалов и ультразвуковой технике, точнее к способам и устройствам для резки листовых неметаллических материалов с использованием режущих элементов; совершающих возвратно-поступательное движение, а именно колебания ультразвуковой частоты, и может использоваться в технологии и изготовлении изделий иэ композиционных материалов для резки и раскроя тонкослойных композиционных материалов на основе органо-, угле-, стеклонаполнителей, ненаполненных пластиков, дерева, кости и т.д. и конструкций из них.

Целью изобретения ялвляется расширение технологических воэможностей, заключающееся в придании способности эффективной резки композиционных материалов нв основе органо.-, угле-. стеклонаполнителей.

„„5U„„1805037 А1

2 электромеханическим преобразователем, трансформатор механических колебаний. . На последнем установлено с возможностью колебательного перемещейия с амплитудой

30...50 мкм съемное лезвие с режущей кромкой. Режущая кромка вйполнена зубчатой и образована последовательно расположенными дугами окружностей диаметром, D < 0,25 мм с расстоянием S между их цент ами, оп еделяемым из зависимости

0,08/D — 0,02/ < 5 < D. Лезвие выполнено из титана. При этом в зоне режущей кромки материал лезвия включает твердые тугоплавкие соединения нитридов и оксидов титана. 2 ил.

Это достигается тем, что в устройстве для ультразвуковой резки, состоящем из ге- ф нератора, соединенного с электромеханическим преобразователем, съемных трансформатора механических колебаний и режущего лезвия, совершающих колебания CO с амплитудой до 50 мкм, режущая кромка Q выполнена зубчатой, образованной дугами (Я . окружностей диаметром 0 < 0,25 мм при ( межцентровом расстоянии S, удовлетво- (1 . ряю ем словию (размеры в мм)

0,08/Π— 0,02/ < S < D. полученными при вырезании импульсным лазером.

Зубья режущей кромки позволяют распиливать разрезаемый материал при колебательных движениях лезвия, что повышает эффективность резания.

Диаметр дуг окружностей зубьев

0 < 0,25 мм при межцентровом расстоянии

S. удовлетво яю ем словию (размеры в

M>) 0.08/D - 0,02/ S 0 позволяет получать зубцы режущей кромки высотой не

1805037

3 менее 0;02 мм при межцентровом расстоянии. не более 0,25 мм. При невыполнении. этих условий эффективность резания снижается из-за малой высоты зубца или большого межцентрового расстояния; что установлено экспериментально. При S > 0 окружности не образуют кромку, а являются . отдельными отверстиями, Нижнее значение диаметра ограничивается возможностями лазерной резки и составляет 0,05-0,06 мм. 10

Применение импульсного лазера позволяет получить окружности малого диаметра, и что существенно вследствие специфических для лазерной резки скоростей нагрева и охлаждения,.позволяет получить на образуе- 15 мой поверхности твердые тугоплавкие . соединения: нитриды и оксиды титана. Наличие указанных соединений повышает из. носостойкость лезвия.

На фиг.1 изображено устройство, об- 20 щий вид; на фиг,2 — взаимосвязь между высотой зубьев. диаметром образующих окружностей дуг и межцентровым расстояо нием, Устройство состоит из корпуса 1 с руко- 25 яткой, генератора 2, соединещюго с электромеханическим (пьезоэлектрическим) преобразователем 3 посредством кабеля 4 с выключателем 5, трансформатора 6 меха.нических колебаний (например, ступенчато- 30 го типа). узла 7 крепления лезвия, и редставля ющего собой цанговый зажим (возможно также применение резьбового соединения) и титанового лезвия С, режущая кромка которого образована дугами ок- 35 ружностей с диаметром 0 0,25 мм при .межцентровом расстоянии S, овлетворяющеч условию ЩЯ/О -0,02/ $ 0, полученным вырезанием импульсным лазером, например типа Квант-15 с энергией 40. импульса 8 Дж, напряжением накачки 400

В, скоростью реза 150 мм/с.

При этом диаметр окружностей дуг

0 0,25 мм позволяет получить высоту зуба Н, так показано на фиг.2, определяемую из прямоугольного треугольни.ка АВС и равную

° У

2 . 4 . 4

- — (D- D-Ó ), 1

2 что дает после преобразования определено экспериментально, после подставки этого значения в полученное выражение имеем

Для диаметра 0 = 0,25 мм; S = 0,16 мм; Н0,04 мм.

Устройство работает следующим образом.

Электрические колебания от генератора 2 по кабелю 4 через выключатель 5 подаются на электромеханический преобразователь 3, преобразуются в в рханические колебания, усиливаемые трансформатором колебаний 6 до амплитуды 30-50 мкм, и через цанговый узел зажима подаются на лезвие 8, совершающее колебания с указанной амплитудой.

Режущая кромка лезвия, образованная окружностями диаметром 0 0,25 с межцентровым расстоянием $ - 0,16 мм и высотой зуба Н = 0,04 мм распиливает разрезаемый материал, причем тугоплавкие соединения нитриды и оксиды титана повышает износостойкость лезвия. Частота колебаний 44 + 4 кГц, мощность 30-60 Вт.

Применение предполагаемого устройства позволяет осуществить резку углепластиков на основе ленты ЛУП.02 и эпоксидном связующем толщиной 1,5-2 мм, стеклопластиков на основе ткани Т-10-80 и эпоксидном связующем толщиной 2 — 3 мм, а также трехслойных; сотовых конструкций, дерева, кости и т.д.

Формула изобретения

Устройство для ультразвуковой резки; содержащее генератор ультразвуковых колебаний, соединенный с электромеханиче.ским преобразователем, трансформатор механических колебаний и установленное на нем с возможностью колебательного перемещения. с амплитудой 30-50 мкм сьемное лезвие с режущей кромкой, выполненное из титана, о т л и ч а ю щ е е с я тем, . что, с целью расширения технологических возможностей, -режущая кромка лезвия выполнена зубчатой и образована последовательно расположенными дугами окружностей диаметром О 0,25 мм с расстоянием S между. их центрами, определяемым из зависимости

«сЯ аО.мм, 55

Поскольку минимальная величина высоты зуба, при которой сохраняется эффективность резания составляет 0,02 мм, что при этом материал лезвия в зоне режущей кромки включает твердые тугоплавкие соединения нитридов и оксидов титана.

1805037

Составитель С.Шолохова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H.бучок

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. ФОЪ

Заказ 921 .- . Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Mocrcea, Ж-35, Раушская наб.. 4/5