Инструмент для оптико-механической обработки материалов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТЬНЕСНИХ РЕСПУБЛИН

O% (n) (ц) 4 В 23 В 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 38506-25/25 "08 (22) 04. 02. 85 (46) 07.07.86. Бюл. У 25 (72) В.И. Курихин (53) 621. 9. 025 (088. 8) с

° °

° Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPbiTVM

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (56) Авторское свидетельство СССР

У 1161261, кл. В 23 В 27/00, 1982. м, (54) (57) 1° . ИЯСтРЛаят ДЛЯ ОПтиКОИЕХАНИЧЕСКОЙ OSPASOTKH МАТЕРИАЛОВ, содержащий режущую пластину и державку в виде тепловой трубы с фоконом на входе оптико-волоконного фитиля в ее паровом канале, î т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности обработки путем интенсификации теплового баланса между оптическими элементами и режущей пластиной, он снабжен размещенным в режущей пластине пучком светопрозрачных стержней, одним торцом выведенных по крайней мере на заднюю поверхность режущей пластины, а другим .сопряженных с выходом оптико-волоконного фитиля тепловой трубыа

2. Инструмент no n.1, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен электродом, который расположен вблизи режущей пластины в ппоскости тор" цов светопроэрачных стержней на ее главной задней поверхности, при этом электросопротивление материала электрода меньше электросопротивления материала режущей пластины.

2309

9 124

Изобретение относится к механической обработке металлов и неметаллов с одновременным светолучевым воздействием на обрабатываемый материал.

Цель изобретения — повышение производительности обработки за счет интенсификации теплового баланса между оптическими элементами и режущей пластиной.

На фиг.1 чзображен инструмент в вариантном исполнении (сверло) общий вид на фиг.2 — режущая пластина для сверла; на фиг.3 — разрез

А-А на фиг.2, на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг.3; на. фиг.5 .- инструмент в вариантном исполнении (резец), общий вид, Инструмент для оптико-механической обработки материалов имеет режущую пластину 1 и державку 2, которая выполнена в виде тепловой трубы 3 с фоконом 4 на входе 5 оптиковалоконного фитиля 6 в ее паровом канале 7. Пластина 1 закреплена на опорном элементе 8 державки 2. Злемент 8 имеет канавку 9 для направле-! ния сбега и отклонения стружки. Перец фоконом 4 установлено прозрачное окно 10.

Пластина 1 снабжена пучком 11 светопрозрачных стержней 12 в виде световодов 13, выполненных, например, из фнанитов и имеющих наружный светоотражающий или преломляющий слой 14.

Световоды 13 уложены в матрице 15 из тугоплавкога композиционного материала. Световоды 13 в матричной пластине 1 образуют армирующую стРУктУРУ

16, которая пронизывает пластину 1 от

Г поверхности 17, погруженной в паровой канал 7 до наружной поверхности,прилегающей к режущей кромке 18, например задней поверхности 19 и передней поверхности 20. Причем армирующие пластину 1 световоды 13 одним торцом

21 выведены как минимум на заднюю поверхность 19, а другим торцом 22 оптически сопряжены с торцами оптических волокон на выходе фитиля

6., где омываются теплоносителем тепловой трубы.

1Q

1, 2О

ЗО

11 5

Элемент 8 державки 2 снабжен электродом 23, который расположен своей токоприемной поверхностью в плоскости торцов 21 световодов 13, на главной задней поверхности 19 под режу-" щей кромкой пластины, а закрепляется в подложке иэ электроизоляционного материала, Злектросопротивление материала электрода 23 меньше электросопротивления материала режущей пластины 1, В процессе оптико-механической обработки материалов световой поток

24 направляют на фокон 4, которым концентрируют поток и вводяТ через входной конец 5 в оптико-волоконный фитиль 6 в паровом канале 7. Фитиль

6 транспортирует концентрированный поток к сопряженным с ним световодам 13. Через торцы 21 световодов световой поток направляется на обрабатываемый материал под режущей кромкой пластины 1. Под действием светового потока 25 обрабатываемый материал размягчается. При этом пластина 1 защищена от перегрева путем испарения с ее поверхности и с поверхности концов световодов 13 теплоносителя, поступающего по фитилю

6,. в направлении 26 к зоне 27 конденсации на державке 2. Фокон 4 охлаждают паровым потоком 28 в направлении к зоне 27 конденсации. Контактный теплообмен между световодами

13 и режущей пластиной 1 увеличен за счет высокоразвитой поверхности их взаимного соприкосновения. Перед установкой инструмента на станок просвечивают его пластину 1 световым потоком на предмет выявления внутренних невидимых снаружи трещин в материале матрицы 15. Для этого через открытые торцы 21 световодов 13 расположенные на задней поверхности

19, поочередно в каждый световод направляют световой поток, прохождение которого через армирующую структуру

16 устанавливают наблюдением светимости фокона 4 на противоположном конце инструмента. Обрывы в световодах армирующей структуры пластины 1 препятствуют прохождению света и дают информацию не только о наличии

1 в матрице 15 трещин, вызвавших обрывы световодов армирующей структуры, но и о месте расположения трещины, о ее направленности и характере ее дальнейшего развития во времени, например, при просвечивании пластины после очередной восстановительной заточки режущей кромки.

Воздействием светового потока 24 плотностью до 10 Вт/см на поверхность обрабатываемого материала под

1 17

1Ó

Pug Р

17

15

Puz 4

Г5 1д

1У

23 фл !

ВНИИПИ Заказ 3650/16 Тираж 1001

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

-3 1 2423 режущей кромкой 18 пластины 1 образуют струю плазмы из заряженных частиц обрабатываемого материала. Концентрация заряженных частиц в струе плазмы пропорциональна пористости рельефа обработанной поверхности, включающей в себя шероховатость, создаваемую режущей кромкой пластины.

При перемещении обработанной поверхности и полученной с нее струи 10 плазмы относительно передней поверхности 19 под режущей кромкой пластины 1 упомянутая плазменная струя достигает электрода 23, на который предварительно подают положительное !5, относительно обрабатываемого материала напряжение до 100 В. По протекающему через плазменную струю то. ку определяют с помощью регистрирующей аппаратуры, с градуировкой по 20

09 4 эталонному образцу, шероховатость поверхности монолитного материала или пористость поверхности материала, спеченного из порошка. Это измерение, проводится непосредственно в процессе резания.

Во время эксплуатации инструмента он подвергается многократной восстановительной заточке. В процессе заточки матрица и ее армирующне световоды по задней поверхности пластины 1 срезаются за один проход совместно с электродом 23 под углом к плоскости резания, обеспечивающим расстояние между электродом и обработанной контролируемой поверхностью от 2 до 5 мм. После заточки торцы 21 световодов армирующей структуры могут быть подвергнуты химическому полированию.