Устройство для ультразвуковой резки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1/04 я 5 В ЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ЕТЕНИ О ПИСАН 2 Целью изобрете ие технологических ающееся в при ффективной резки иалов нв основе о олнителей. ия ялвляется воэмож насте дании спос компоэиционн гано.-, угле-, с асшире, заклюбности ых матетеклонаК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙРЕЗКИ(57) Использование; резка листовых неметаллических материалов, ультразвуковаятехника, технология изготовления изделийиэ композиционных материалов. Сущностьизобретения: устройство для ультразвуковой резки содержит генератор ультразвуковых колебаний, соединенный с Изобретение относится к резке листовых 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. электромеханическим преобразователем,трансформатор механических колебаний. . На. последнем установлено с возможностью колебательного перемещейия с амплитудой 3050 мкм съемное лезвие с режущей кромкой. Режущая кромка выполнена зубчатой и образована последовательно расположенными дугами окружностей диаметром, О0,25 мм с расстоянием 3 между их цент ами, оп еделяемым из зависимости0,08/О - 0,02/О, 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 генератора, соединенного с электромеханиче-. ским преобразователем, съемных трансформатора механических колебаний и режущего лезвия, совершающих колебания с амплитудой до 50 мкм, режущая кромка выполнена зубчатой, образованной дугами . окружностей диаметром О0,25 мм при межцентровом расстоянии Я, удовлетво.ряю ем словию (размеры в мм)0,08/О - 0.02/5О, полученными при вырезании импульсным лазером.Зубья режущей кромки позволяют распиливать разрезаемый материал при колебательных движениях лезвия, что повышает эффективность резания.Диаметр дуг окружностей зубьев О0,25 мм при межцентровом расстоянии Я, удовлетво яю ем словию (размеры в мм) 0,08/О - 0,02/ЯО позволяетполучать зубцы режущей кромки высотой не3 1805037 мм,не режуплавкиетана. ызност 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 ЯО окружности не образуют кромку, а являются . отдельными отверстиями, Нижнее значение диаметра ограничивается возможностями лазерной резки и составляет 0,05-0,06 мм. Применение импульсного лазера позволяет получить окружности малого диаметра, и что существенно вследствие специфических для лазерной резки скоростей нагрева и охлаждения, позволяет получить на образуемой поверхности твердые тугоплавкие соединения: нитриды и оксиды титана. Наличие указанных соединений повышает из. носостойкость лезвия.На фиг,1 изображено устройство, общий вид; на фиг,2 - взаимосвязь между высотой зубьев, диаметром образующих окружностей дуг и межцентровым расстояф нием,Устройство состоит из корпуса 1 с рукояткой, генератора 2, соединенного с электромеханическим (пьезоэлектрическим) преобразователем 3 посредством кабеля 4 с выключателем 5, трансформатора 6 меха.нических колебаний (например, ступенчатого 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 окружностей с диаметром О0,25 мм при .межцентровом расстоянии 8, овлетворяющеч условию 0,08/О -0,02/8О, полученным вырезанием импульсным лазером, например типа Квантс энергией . импульса 8 Дж, напряжением накачки 400 В, скоростью реза 150 мм/с.При этом диаметр окружностей дуг О0,25 мм позволяет получить высоту зуба Н, так показано на фиг.2, определяемую из прямоугольного треугольни.- ка АВС и равную и ЛУ2 .4.4 - - (о-Р:в ), 1 2 то дает после преобразован кольку минимальная величина высопри которой сохраняется эффективрезания составляет 0,02 мм, что определено экспериментально, после подставки этого значения в полученное выражение имеем Для диаметра 0=0,25 мм; 5 =0,16 мм; Н,04 мм.Устройство работает следующим обра зом.Электрические колебания от генератора 2 по кабелю 4 через выключатель 5 подаются на электромеханический преобразователь 3, преобразуются в 15 механические колебания, усиливаемыетрансформатором колебаний 6 до амплитуды 30-50 мкм, и через цанговый узел зажима подаются на лезвие 8, совершающее колебания с указанной амплитудой.20 Режущая кромка лезвия, образованнаяокружностями диаметром О0,25 с межцентровым расстоянием Я - 0,16 мм и высотой зуба Н = 0,04 мм распиливает . разрезаемый материал, причем тугоплавкие 25 соединения нитриды и оксиды титана повышает износостойкость лезвия. Частота колебаний 44 + 4 кГц, мощность 30-60 Вт.Применение предполагаемого устройства позволяет осуществить резку углепла стиков на основе ленты ЛУП.02 иэпоксидном связующем толщиной 1,5-2 мм, стеклопластиков на основе ткани Т-80 и эпоксидном связующем толщиной 2 - 3 мм, а также трехслойных; сотовых конструкций, 35 дерева, кости ит,д.Формула и зоб рете н ия Устройство для ультразвуковой резки;содержащее генератор ультразвуковых колебаний, соединенный с электромеханиче.- 40 ским преобразователем, трансформатормеханических колебаний и установленное на нем с возможностью колебательного перемещения. с амплитудой 30-50 мкм сьемное лезвие с режущей кромкой, выпол ненное 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 окруж ностей диаметром О0,25 мм срасстоянием 3 между их центрами, определяемым из зависимости ЛГйо поревело ри этом материал лезвия в 3 ромки включает твердые туго инения нитридов и оксидов ти1805037 Фйг. У Реда кто Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, Ф Заказ 921 ВНИИПИ Госуд оставитель С.Шолоховаехред М.Моргентал Корректор Н.Бучок. Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва;, Ж, Раушская наб 4/5