Лазерное резание

Для резания тонких заготовок древесины и древесных материалов используют устройства на основе оптических квантовых генераторов - лазеров.

Лазер состоит из активного вещества, помещенного в оптический резонатор, и источника возбуждения. В активном веществе происходит преобразование энергии, поступающей от источника возбуждения, в монохроматическое (с неизменной длиной волны) когерентное (согласованное по фазе) изучение светового диапазона, а в оптическом резонаторе - накопление световой энергии и формирование узконаправленного излучения. В результате осуществляется узколокализованный нагрев обрабатываемого материала до разрушающих его высоких температур. Древесина и древесные мате­риалы в зоне воздействия лазерного луча превращаются в нагретые газы.

Схема технологической лазерной установки для раскроя листовых древесных материалов показана на рис. 19. Газовый (активное вещество СO₂) лазер 1 мощностью 200 Вт образует пучок лучей 2 диаметром 15 мм, который с помощью системы зеркал 3 и линз 4 концентрируется и направ­ляется на обрабатываемую заготовку 5. Для быстрого удаления продуктов сгорания обрабатываемого материала из зоны резания через сопло 6 с большой скоростью выбрасывается инертный газ, подаваемый через штуцер 7. Перемещение лазерного луча относительно заготовки осуществляется автоматически по программе.

Рис. 19. Схема лазерной установки

-28-

При применении лазера для раскроя листовых и плитных древесных материалов обеспечиваются высокое качество поверхностей кромок и минимальные потери материала на разделение при получении чистовых деталей различной конфигурации (без припусков на дальнейшую обработку). Отсутствуют отходы в виде твердых опилок, шум и пыль, расширяются возможности автоматизации. К недостаткам относятся значительно боль­шая, чем лезвийного резания, энергоемкость процесса лазерного деления, дороговизна оборудования, ограниченная сфера технологического применения и другие.

-29-

12. Индивидуальное задание:

«Круглопильные станки для поперечного распиливания»

Станки этой группы предназначены для распиливания поперек волокон (торцевания) досок и брусков на чистовые и черновые заготовки опре­деленной длины или удаления из них дефектных мест.

По конструктивному признаку торцовочные станки можно разделить на два основных типа: с подвижным и неподвижным суппортом. В стан­ках с подвижным суппортом, предназначенных для точного и предвари­тельного торцевания, подача суппорта осуществляется на неподвижную заготовку. Результирующая сил резания направлена так, что прижимает за­готовку к столу и линейке, поэтому, как правило, не требуется прижимных устройств. Чтобы повторить рез, суппорт должен быть отведен в исходное положение, а заготовка перемещена вдоль своей оси на заданный размер.

Различают станки с перемещением суппорта по дуге окружности и с прямолинейным перемещением.

Торцовочный шарнирно-маятниковый однопильный станок с прямолинейным перемещением пилы (рис. 20) состоит из станины 12, на кото­рой монтируется нижняя часть 10 колонки. На верхней поворотной части 9 колонки установлена шарнирно-рычажная система 7 с моторизованным шпинделем 6 и пильным диском 4. Электродвигатель привода имеет электродинамическое торможение при его выключении. Пила ограждена кожухом с шарнирно подвешенным сектором 5, который закрывает ее переднюю часть. На нижней части колонки закреплен стол 3. Станок оснащен кнопочным 2 и педальным 1 управлением. Горизонтальное перемещение пильного суппорта обеспечивается пневмоприводом, пневмоцилиндр которого установлен на кронштейне 8.

Воздух из магистрали поступает через влагоотделитель 18, регулятор давления 19 и маслораспылитель 20 к рабочему распределителю 16 с пневматическим управлением от распределителей 14 к 17. При нажатии на педаль воздух через распределитель 17 поступает в рабочий распределитель 16 и переключает его. Поршневая полость цилиндра заполняется сжатым воздухом, а штоковая полость соединяется с атмосферой. Поршень 15 перемещается влево, и происходит рабочий ход пилы. В конце хода регулируемый по положению упор 13 воздействует на ролик распределителя 14, что приводит к переключению рабочего распределителя 16, и на­порная магистраль соединяется со штоковой полостью. Происходит обрат­ный ход

-30-

суппорта. Скорость подачи регулируется гидравлическим устрой­ством. Бесступенчатое изменение скорости рабочего хода позволяет ис­пользовать станок и в автоматических линиях. Верхняя часть колонки настраивается по высоте поворотом маховика 11

Рис. 20. Торцовочный шарнирно-маятниковый станок: а - общий вид; б - пневмокинематическая схема

Станки с перемещением суппорта по дуге окружности могут быть с верхним (маятниковые) или с нижним (балансирные) расположением пи­лы. В маятниковом станке (рис. 21, а) пильный суппорт смонтирован на рычаге 1 с верхним шарниром. Пила надвигается вручную или через пнев­моцилиндр 2. В станке балансирного типа (рис. 21, б) пильный суп­порт смонтирован на рычажной системе 1 под столом. Рабочее движение осуществляется снизу вверх гидроцилиндром 2 через систему рычагов. Над прорезью для выхода пилы в столе устанавливается ограждение, рабо­тающее в автоматическом режиме с пильным диском. При подъеме пилы ограждение опускается и закрывает прорезь.

Рис. 21. Станки с перемещением суппорта по дуге окружности: а - маятниковые; б - балансирные

-31-

Эти станки обладают рядом преимуществ: быстродействие, отсутствие регулировки суппорта по высоте, удобство встраивания в автоматиче­ские линии. Основной недостаток - большой, по сравнению со станками с прямолинейным движением суппорта, диаметр пилы при одной и той же ширине распиливаемой заготовки (рис. 22, а).

Имеются балансирные станки, конструкция которых реализует преимущества обоих рассматриваемых выше типов станков. На рис. 21, б приведена схема станка, где пила вначале перемещается по дуге окружно­сти, а затем движется прямолинейно. Это позволяет торцевать заготовки шириной до 1000-1300 мм.

Рис. 21. Схемы перемещения пилы в балансирных станках: а - по ду­ге окружности; б - по вытянутой траектории

В станках с неподвижным суппортом, предназначенных в основном для точного торцевания, движение подачи передается заготовке с помощью конвейера, каретки или барабана (рис. 22). Два последних типа станка встречаются редко. Наиболее распространены станки с подачей в помощью конвейера. Так называемые концеравнители. В них реализуется проходной метод обработки.

-32-

Одна из схем двухпильных концеравнителей с конвейерной подачей приведена на рис. 23, а. Станок оснащен двухцепным подающим конвей­ером 1 с упорами 3, проходящим под двумя продольными балками 2, на которых базируются заготовки. Заготовки скользят по балкам, подталки­ваемые упорами. Слева и справа по ходу подачи имеются два пильных суппорта 5 с двухкоординатными (по вертикали и горизонтали) и угловы­ми настроечными перемещениями. Заготовки при подходе к зоне резания прижимаются к направляющим балкам 2 холостыми конвейерами 4, при­водя их в движение за счет сил трения. Привод подающего конвейера осу­ществляется от электродвигателя через вариатор-редуктор.

Рис. 23. Торцовочные станки с неподвижным суппортом (концеравнительные) и подачей с помощью: а - конвейера; б - каретки; в – барабана

Поиск по сайту: