Способ резки стекла а.а.малышева

Способ резки стекла а.а.малышева

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союа Советских

Социалистических

Республик

«и996347 (6t) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 01.10.80 (23) 2988084/29-33

Р }М g+ з с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетС 03 В 33/02

Государствеиимй комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53}УДК see.1. .053.2 (088.8) Опубликовано 150283. Бюллетень Но б

Дата опубликования описания 15.02.83

% машиностроения (54) СПОСОБ РЕЗКИ СТЕКЛА МАЛИШЕВА

Изобретение относится к промышлеи ности строительных материалов, в частности к способам резки стекла, и может быть использовано на стекольных заводах.

Известен способ резки стекла пу-. тем нанесения линии надреза и образования сквозной трещины с помощью тер.моудара. При нагреве стекла в месте нанесения надреза, являющегося концентратором напряжений, вследствие возникновения температурного градиента по толщине стекла в последнем возникают напряжения, превосходящие предел прочности, и образуется сквозная трещина 1 j.

Недостатками данного способа являются низкая производительность изза малой. скорости теплопередачи и низкий КПД, так как для создания разрушающих напряжений используется лишь незначительная часть подводимой к стеклу энергии.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаеМому результату является способ резки стекла, согласно которомувстеклу сообщают ультразвуковые колебания в направлений, перпендикулярном плоскости стекла, а затем на поверхность колеблющегося стекла наносят надрез.

При этом в месте контакта стекла с режущим инструментом возникают напряжения сжатия, нормальные к поверхности и превосходящие предел прочности стекла при сжатии, что способствует образованию сквозной трещины(2).

Недостатки способа следующие: образование сквозной трещины путем создания напряжений сжатия требует эна чительных энергозатрат, сквозная трещина образуется вследствие взаимодействия колеблющегося стекла с режущим инструментом, при этом инструмент помимо механической нагрузки, необходимой для образования надреза, воспринимает ультразвуковую вибрацию, что резко сокращает его стойкость.

Целью изобретения является снижение энергозатрат и повьтаение стойкости режущего инструмента.

Цель достигается тем, что согласно способу резки стекла, включающему нанесение надреза на поверхность стекла и образование сквозной трещины путем сообщения стеклу акустических колебаний, акустические колебания возбуждают параллельно поверхности стекла после нанесения линии нал30 реза.

996347

Колебания возбуждают так, чтобы пучность напряжений акустических колебаний находилась в зоне надреза, Частота акустических колебаний равна частоте собственных колебаний стекла. 5

При распространении в стекле продольных (параллельных поверхности) волн в нем возникают знакопеременные напряжения, уровень которых в месте нанесения линии надреза, являющейся 10 концентратором напряжений, превосходит предел прочности стекла при растяжении, вследствие чего происходит образование сквозной трещины, т.е. разлом, 15

При возникновении в стекле стоячих волн снижаются энергозатраты на возбуждение колебаний. Эти энергозатраты могут быть снижены еще более при сообщении стеклу колебаний с резонан-20 сной частотой.

На фиг. 1 изображено устройство для резки листового стекла, осуществляющее предлагаемый способ, на фиг. 2 — устройство для вырезки фигур25 ных стекол, осуществляющее предлагаемый способ.

Резка стекла осуществляется следующим образом.

На поверхность стекла с помощью известных режущих инструментов, например твердосплавным роликом, наносится концентратор напряжений — линия надреза 1. Затем на поверхность стекла вблизи линии надреза помещают вибратор 2, возбуждающий в стекле параллельные его поверхности колебания. Вибратор плотно прижимают к по- . верхности стекла. Частоту колебаний при резке листового стекла толщиной

2-4 мм целесообразно выбирать в пре- 40 делах 2-5 кГц. Расстояние от линии надреза до места установки вибратора следует выбирать в пределах 2-20 толщин стекла. Возможно сообщение стеклу колебаний без помощи вибратора, дру- 45 гимн известными средствами.

При распространении в стекле акустических колебаний (волн растяжениясжатия) в нем возникают знакопеременные напряжения. Вследствие понижения прочности стекла концентратором 1 эти напряжения в зоне линии надреза превосходят предел прочности стекла при знакопеременном нагружении, и по линии надреза 1 образуется сквозная трещина, т.е. лист 3 стекла отделяется от ленты 4 стекла (фиг. 1).

Однако при возбуждении колебаний в стекле таким образом энергозатраты на возбужденйе колебаний достаточно велики. Для их снижения целесообразно выбирать частоту колебаний равной резонансной частоте собственных колебаний стекла.

В этом случае (см, фиг. 1) происходит следующее. От вибратора 2 (или

65 другого источника колебаний) в стекле распространяются бегущие волны растяжения — сжатия. При достижении края стекла (правого торца по фиг. 1) помимо прямой волны, распространяющейся вправо, возникает отраженная волна. При этом если частота колебаний, возбуждаемых вибратором 2, выбрана определенным образом, а именно кратной, дольной или равной частоте собственных колебаний стекла,.или близкой к одной из этих частот, отраженная волна усиливает прямую, и в правой от вибратора 2 части стекла возникают стоячие волны. При этом уровень напряжений в стекле при тех же энергозатратах на возбуждение колебаний резко возрастает. Напряжения, как и в предыдущем случае, превосходят предел прочности стекла, и по линии надреза 1 образуется сквозная трещина. Образование трещины изменяет размеры и массу стеклоэаготовки, т.е. изменяется ее резонансная частота. Поэтому резонанс прекращается, и уровень напряжений резко пацает, что предотвращает разрушение стекла после отрезки.

Дальнейшего снижения энергозатрат можно добиться, возбуждая колебания так, чтобы линия узлов стоячей волны (линия пучности волны напряжений растяжения — сжатия) располагалась в зоне надреза. Для этого слецует выбирать расстояние от линии надреза 1 до места установки вибратора 2 кратным целому числу полуволн возбуждаемых колебаний.

В этом случае, так как уровень напряжений в их пучности максимален, предлагаемый способ наиболее производителен и наименее энергоемок.

После нанесения новой линии надреза и перестановки источника колебаний цикл резки стекла может быть повторен, Для вырезки иэ ленты стекла фигурных стекол (фиг. 2), на нее наносят замкнутую линию надреза 1. Затем внутри образованного контура располагают источник колебаний 2, а вне контура, примерно эквидистантно к нему, помещают массивный груз 5. При этом, как и в предыдуцем случае, в результате сложения волн, распространяющихся от источника колебаний 2 и отраженных от груза 5, в стекле возникают стоячие волны и образуется контурная сквозная трещина по линии надреза 1.

-При соответствующем выборе формы источника колебаний и груза. можно производить вырезку фигурных стекол любой формы.

Вырезка стекол специальной формы, а именно круглых, эллиптических и т.п., может производиться и беэ

99б347

Формула изобретения

2 аз 828/32

Подписное применения груза 5. В этом случае вибратор выполняют зквидистантным вырезаемому контуру и располагают вне его. При этом стоячие волны возникают в результате отражения-от: центра круглйх стекол либо от фокусов эллиптических.

Предлагаемый способ -в сравнении с известными повышает стойкость режущего инструмента, так как исключа,ет-необходимость контакта последнего с вибрирующим стеклом, а также обеспечивает высокую производительность и экономичность. В связи с высокими (около 5000 м/с) скоростями pacvpoстранения звука в стекле сквозная трещина образуется на месте линии надреза менее чем за 0,01 с, а использование для резки волнового процес- са позволяет концентрировать в зоне реза значительную часть подводимой 20 к стеклу энергии.

Особенно- эффективен предлагаемый способ при вырезке фигурных стекол, так как в сравнении с известными он йе требует для отделения заготовок 25 дробления ленты стекла.

1. Способ резки стекла, включающий нанесение надреза на поверхность стелка и образование сквозной трещины путем сообщения стеклу акустических колебаний, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения стойкости режущего инструмента, акустические коле- бания возбуждают параллельно поверхности стекла после нанесения линии надрез а.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что пучность напряжений акустических колебаний находится в зоне надреза.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что частота акустических колебаний равна частоте собственных колебаний. стекла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 9 1252091, кл. С 1 М, 1971.

2.. Патент Японии 9 44-8005,кл. В 21 В, 19б9 (прототип).

Филиал ППП "Патент", r,Óæãîðîä,óë.ÏðîåêTíàÿ,4