Изучение процесса притупления острых кромок изделий за счет использования лазерного излучения (Конструкторский раздел дипломного проекта)

1. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

1. 1. Оптимизация конструкции установки для притупления острых кромок

Для реализации задачи, поставленной дипломным проектом, была разработана конструкция установки, представленная на блок схеме (рис. 1.1).

 

1- лазер ИЛГН-802 (LCD-50), 2- блок питания лазера, 3- коллиматор (оптический преобразователь), 4- заслонка, 5- пневмоцилиндр, 6- поглотитель, 7- поворотное зеркало, 8- объектив, 9- форсунка, 10- призма под углом 45°, с расположенной на ней заготовкой, 11- координатный столик, 12- блок управления

Рис. 1.1 Блок – схема установки для притупления острых кромок

Данная конструкция является оптимальной, потому что при минимальных затратах мощности излучения, позволяет обеспечить максимальную скорость притупления острых кромок и высокое качество обработки материала.

1.2 Лазер

В данном дипломном проекте для притупления острых кромок использовались следующие лазеры:

- ИЛГН-802 с длиной волны излучения 10,6 мкм и мощностью излучения 100 Вт;

- ИЛГН-802Н с длиной волны излучения 9,3 мкм и мощностью излучения 100 Вт;

- LCD-50 длиной волны излучения 10,6 мкм и мощностью излучения 50 Вт.

1.2.1 Лазер ИЛГН-802

Рис. 1.2 Фотография «Экспериментальной установки притупления острых кромок» с лазером ИЛГН-802

Излучатель ИЛГН-802 является источником инфракрасного излучения на длине волны 10,6 мкм и предназначен для применения в технологических установках [1.1]. Габаритный чертеж излучателя приведен на рисунке 1.3.

Основные технические данные излучателя:

- Длина волны излучения - 10,6 мкм;

- Тип излучения - одномоловый TEMooq;

- Режим излучения – непрерывный;

- Мощность излучения в непрерывном режиме - 100 Вт;

- Диаметр пучка излучения по уровню 0,86 мощности на выходе излучателя  не более 7 мм;

- Расходимость пучка излучения - не более 3 мрад;

- Мощность, потребляемая излучателем - не более 1200 Вт.

Конструктивные параметры.

Охлаждение принудительное жидкостное, параметры излучателя обеспечиваются при расходе охлаждающей жидкости - не менее 3 л/мин, и температуре на входе - не более 25 °С. Давление на Габаритные размеры излучателя -165 х 178 х 1360 мм

Масса излучателя - 35 кг.

Надежность.

Наработка на отказ - не менее 500 Ч:

Средний ресурс - не менее 2000 ч.

Срок сохраняемости в условиях хранения 1 по ГОСТ 15150-69 - не менее 2 лет.

      Устойчивость к внешним воздействиям.

Излучатель сохраняет работоспособность после воздействия механических нагрузок по группе исполнения по условиям эксплуатации II по ГОСТ 24428-80.

Излучатель сохраняет работоспособность после климатических воздействий по группе исполнения по условиям эксплуатации II по ГОСТ 24428-80.

Принцип действия и конструкция излучателя.

Принцип действия излучателя основан на способности активной среды из смеси газов Хе - СО: - N₂ - He, возбуждаемой тлеющим разрядом, усиливать проходящее через нее излучение с длиной волны 10,6 мкм.

Основными элементами излучателя являются: разрядные трубки, поворотные узлы, оптический резонатор и несущая конструкция.

Рис.1.3 Габаритный чертеж излучателя ИЛГН-802

В излучателе восемь разрядных трубок, соединенных последовательно, формируютразрядный канал. Для уменьшения габаритной длины излучателя применена свертка разрядного канала в виде 4-х секций.

Катоды разрядных трубок снабжены высоковольтными выводами, к которым подводится напряжение питания. Выводы оканчиваются металлическими наконечниками, на которые нанесены номера разрядных трубок.

Разрядные трубки объединены парами через безразрядные промежутки в секции.

Секции вложены в пазы металлического блока, охлаждаемого водой. Блоки монтируются внутри трубы несущей конструкции. Охлаждение осуществляется через штуцеры, маркированными «вода» и «слив». Секции соединены с резервным объемом, снабженным вакуумным краном.

Поворотные узлы предназначены для оптической связи разрядных трубок и представляют собой инваровые обоймы с закрепленными на них под углом 90 градусов друг к другу зеркалами.

Оптический резонатор с внутренними зеркалами состоит из глухого зеркала, зеркал поворотных узлов и плоского выходного полупрозрачного зеркала. Концевые зеркала крепятся на юстировочных устройствах.

Несущая конструкция представляет собой каркас из 3-х инваровых стержней, скрепленных поперечными фланцами, жестко посаженными на трубу из сплава Д16Т. Центральный фланец обеспечивает жесткую связь стержней и трубы, остальные допускают их взаимное продольное перемещение. К торцам стержней жестко прикреплены фланцы с юстировочными и поворотными узлами. Крепление излучателя к установке осуществляется с помощью трех болтов с резьбой М8 с нижней стороны основания в посадочных местах.

1.2.2  Лазер LCD-50

Излучатель LCD-50 является источником инфракрасного излучения на длине волны 10,6 мкм и предназначен для применения в технологических установках [1.2].

Основные технические данные:

- Длина волны излучения - 10,6 мкм.

- Тип излучения - одномоловый TEMooq.

- Режим излучения - непрерывный

- Мощность излучения в непрерывном режиме - 50 Вт.

- Диаметр пучка излучения по уровню 0,86 мощности на выходе излучателя не более 2,2 мм.

- Расходимость пучка излучения - не более 7 мрад.

- Мощность, потребляемая излучателем - не более 1200 Вт.