JPS60200909A - レ−ザ加工による焼入れ方法およびその装置 - Google Patents
レ−ザ加工による焼入れ方法およびその装置Info
- Publication number
- JPS60200909A JPS60200909A JP5922984A JP5922984A JPS60200909A JP S60200909 A JPS60200909 A JP S60200909A JP 5922984 A JP5922984 A JP 5922984A JP 5922984 A JP5922984 A JP 5922984A JP S60200909 A JPS60200909 A JP S60200909A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- nozzle
- cooling water
- cutting
- port
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/06—Surface hardening
- C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
加工と同時に加工箇所の附近の焼入れ硬化処理を好適に
行う焼入れ方法およびそのための付属装置に関する。
行う焼入れ方法およびそのための付属装置に関する。
たとえば、簡易抜型として用いられる鋼板積層抜き型を
製作する場合、抜き型の刃部の硬度を確保するため、切
断加工後にガスバーナー等による焼入れ処理を行ってい
る。しかし鋼板の板厚が厚い場合、たとえば５ｍｍ以上
の板厚の鋼板では焼入れ時の熱による歪が発生しやすく
問題になる。
製作する場合、抜き型の刃部の硬度を確保するため、切
断加工後にガスバーナー等による焼入れ処理を行ってい
る。しかし鋼板の板厚が厚い場合、たとえば５ｍｍ以上
の板厚の鋼板では焼入れ時の熱による歪が発生しやすく
問題になる。
レーザ加工と焼入れに関しては、特開昭５４−８１４３
（レーザ加工方法）があるが、」１記方法は、加工物
を焼入れ等何らかの方法で硬化処理した後に穴あけ等の
レーザ加工を行い、加工向のだれを防止するものであり
、上記の問題は全く解決することができず加工工数の低
減と熱による歪の発生防止を図るものではない。
（レーザ加工方法）があるが、」１記方法は、加工物
を焼入れ等何らかの方法で硬化処理した後に穴あけ等の
レーザ加工を行い、加工向のだれを防止するものであり
、上記の問題は全く解決することができず加工工数の低
減と熱による歪の発生防止を図るものではない。
本発明の目的は、切断加工後に焼入れ処理を行うのでな
く、レーザ加工による切断と同時に切断面附近の焼入れ
処理ができ工数の低減が可能となると共に、厚板の加工
においても焼入れ処理にょる歪がほとんど発生しない方
法およびその装置を提供するものである。
く、レーザ加工による切断と同時に切断面附近の焼入れ
処理ができ工数の低減が可能となると共に、厚板の加工
においても焼入れ処理にょる歪がほとんど発生しない方
法およびその装置を提供するものである。
本発明の実施例について図面を参照し説明する。
第１図において、レーザ発振器ｌから発射されたレーザ
ビームはペンドミラー２で方向を変え、鏡筒３．４内を
通り加工物１６に照射される。第１図のＡ部付近を拡大
して第２図に示す。
ビームはペンドミラー２で方向を変え、鏡筒３．４内を
通り加工物１６に照射される。第１図のＡ部付近を拡大
して第２図に示す。
鏡筒４の内部を進むレーザビームは集光レンズ８で集光
され、集束したレーザビームが加工物１６に照射される
。集光レンズ８はレンズケース７に固定され、レンズケ
ース７は冷却筒５に、冷却筒５は鏡筒４に固定されてい
る。ガスチェンバー１０が冷却筒５に固定されている。
され、集束したレーザビームが加工物１６に照射される
。集光レンズ８はレンズケース７に固定され、レンズケ
ース７は冷却筒５に、冷却筒５は鏡筒４に固定されてい
る。ガスチェンバー１０が冷却筒５に固定されている。
レーザノズル１２が固定されているリング１１がガスチ
ェンバー１０に横方向に摺動可能に取付けられており、
ノズル位置微調整用のへ−ニア１９で微調整される。冷
却水ノズル１３がレーザノズル１２に密着して固定され
ている。冷却水ノズル１３はレーザノズル１２の照射口
１４を取り囲む環状の噴出口１５を有している。冷却水
ノズル１３にはインレット１７が接続されており、この
インレット１７は冷却水量を調整するためのコック１８
を備えている。
ェンバー１０に横方向に摺動可能に取付けられており、
ノズル位置微調整用のへ−ニア１９で微調整される。冷
却水ノズル１３がレーザノズル１２に密着して固定され
ている。冷却水ノズル１３はレーザノズル１２の照射口
１４を取り囲む環状の噴出口１５を有している。冷却水
ノズル１３にはインレット１７が接続されており、この
インレット１７は冷却水量を調整するためのコック１８
を備えている。
インレット６から冷却筒５に導入され、図示しない排出
口より排出される冷却水により、集光レンズ８が冷却さ
れる。
口より排出される冷却水により、集光レンズ８が冷却さ
れる。
高圧（約５ｋｇ／ｃｍ） のアシストガスが、ガス・イ
ンレット９から導入されレーザノズル１２の照射口１４
から噴出する。高圧のアシストカスにより加工時に発生
する水蒸気などが集光レンズ８に耐着するのを防止する
。
ンレット９から導入されレーザノズル１２の照射口１４
から噴出する。高圧のアシストカスにより加工時に発生
する水蒸気などが集光レンズ８に耐着するのを防止する
。
焼入れ作業用の冷却水はインレット１７から導入され、
コック１８により流量を調整されて冷却水ノズル１３の
環状の噴出口１５から噴出され、また、コック１８によ
り噴出停止がなされる。
コック１８により流量を調整されて冷却水ノズル１３の
環状の噴出口１５から噴出され、また、コック１８によ
り噴出停止がなされる。
加工開始時には、ます、アシストガスをインレット９よ
り導入してレーザノズルＬ２の照射口１４から噴出させ
る。次いで、レーザ発振器１を発振させレーザビームを
照射すると共に、焼入れ作業用冷却水をインレット１７
より導入し冷却水ノズル１３の噴出口１５より噴出させ
る。この状態で加工物１６を移動させ切断加工を行う。
り導入してレーザノズルＬ２の照射口１４から噴出させ
る。次いで、レーザ発振器１を発振させレーザビームを
照射すると共に、焼入れ作業用冷却水をインレット１７
より導入し冷却水ノズル１３の噴出口１５より噴出させ
る。この状態で加工物１６を移動させ切断加工を行う。
加工終了時には、まず、レーザ発振器１の発振を停止さ
せ、次いで冷却水の噴出を停止する。次ぎに、アシスト
ガスの噴出を停止する。
せ、次いで冷却水の噴出を停止する。次ぎに、アシスト
ガスの噴出を停止する。
工作物の加工＊ｐｔｒに冷却剤、たとえは冷却水を撒布
しながらレーザビームを照射する本発明に係る方法では
、レーザビームが現に照射されている１禎所は高温にな
り溶断するが、レーザビームのスポットから外れた箇所
は冷却水により直ちに冷却される。このため、加工物を
移動させ切断を続けると、レーザビームにより高温にな
った切断面の附近は、レーザビームから外れると冷却水
により直ちに冷却され焼入れ硬化される。
しながらレーザビームを照射する本発明に係る方法では
、レーザビームが現に照射されている１禎所は高温にな
り溶断するが、レーザビームのスポットから外れた箇所
は冷却水により直ちに冷却される。このため、加工物を
移動させ切断を続けると、レーザビームにより高温にな
った切断面の附近は、レーザビームから外れると冷却水
により直ちに冷却され焼入れ硬化される。
カスバーナーを用いた従来の焼入れ作業では、加工物の
比較的広い部分が加熱され、熱による歪みを発生しやす
い。本発面によるレーザ加工による焼入れ方法では、切
断面近傍の倫く狭い領域だけが加熱されるため、熱によ
る歪みがほとんど発生しない。
比較的広い部分が加熱され、熱による歪みを発生しやす
い。本発面によるレーザ加工による焼入れ方法では、切
断面近傍の倫く狭い領域だけが加熱されるため、熱によ
る歪みがほとんど発生しない。
レーザ加工機のレーザ照射口１４を取り囲む環状の噴出
口１５を有する冷却水ノズル１３から冷却剤たとえば冷
却水を加工物１６に噴出撒布することにより、レーザが
照射されるスポットの周囲に均一に冷却水を撒布するこ
とができる。このため加工方向たとえば切断の方向にか
かわらず、同一の冷却効果が得られ、切断の方向により
焼入れ後の硬度が異なることがない利点がある。
口１５を有する冷却水ノズル１３から冷却剤たとえば冷
却水を加工物１６に噴出撒布することにより、レーザが
照射されるスポットの周囲に均一に冷却水を撒布するこ
とができる。このため加工方向たとえば切断の方向にか
かわらず、同一の冷却効果が得られ、切断の方向により
焼入れ後の硬度が異なることがない利点がある。
冷却剤たとえば冷却水の噴出量を、調整手段であるコッ
ク１８により調整することにより、焼入れ後の硬度を調
整することができる利点がある。
ク１８により調整することにより、焼入れ後の硬度を調
整することができる利点がある。
環状の噴出口１５を有する冷却水ノズル１３を、その内
径をレーザ加工機のレーザノズル１２の外径と同一のテ
ーパーに加工し、レーザノズル１２に密着して取付けら
れる構造とすることにより、冷却水ノズル１３のレーザ
加工機への取付は取外しが簡易になると共に、冷却水ノ
ズル１３の環状の噴出口１５とレーザノズル１２の照射
口１４が近接しているため、環状の噴出口１５から噴出
した冷却水が、レーザノズル１２の照射口１４から噴出
するアシストガスに巻き込まれて加工物１６の照射スポ
ット近傍に均一に撒布される利点がある。
径をレーザ加工機のレーザノズル１２の外径と同一のテ
ーパーに加工し、レーザノズル１２に密着して取付けら
れる構造とすることにより、冷却水ノズル１３のレーザ
加工機への取付は取外しが簡易になると共に、冷却水ノ
ズル１３の環状の噴出口１５とレーザノズル１２の照射
口１４が近接しているため、環状の噴出口１５から噴出
した冷却水が、レーザノズル１２の照射口１４から噴出
するアシストガスに巻き込まれて加工物１６の照射スポ
ット近傍に均一に撒布される利点がある。
本発明の方法および上述の装置を用いて工具鋼である５
ＫＤＩＩを切断焼入れ加工した実験結果について説明す
る。
ＫＤＩＩを切断焼入れ加工した実験結果について説明す
る。
加工前の工具＠１ｓＫＤｌｌのロックウェル硬さが、Ｈ
ＲＣ３３であるのに対してレーザ加工による焼入れ加工
後にはＨＲＣ５Ｑの値を得た。これは従来の方法である
ガスバーナーを用いた焼入れで得られる硬さがＨＲＣ６
８以上であるのに比較すればやや低いが、抜き型の刃部
に要求される硬度（ＨＲＣ５０）は充分に確保している
。また厚さ５ｍｍ以上の厚板にレーザ加工による焼入れ
を施こしても、熱による歪みは発生せず好適である。
ＲＣ３３であるのに対してレーザ加工による焼入れ加工
後にはＨＲＣ５Ｑの値を得た。これは従来の方法である
ガスバーナーを用いた焼入れで得られる硬さがＨＲＣ６
８以上であるのに比較すればやや低いが、抜き型の刃部
に要求される硬度（ＨＲＣ５０）は充分に確保している
。また厚さ５ｍｍ以上の厚板にレーザ加工による焼入れ
を施こしても、熱による歪みは発生せず好適である。
以上説明したように、本発明の方法によれば、切断加工
と同時に焼入れ処理をすることができ、工数が大幅に低
減できる効果がある。さらに従来の方法では、熱による
歪みを発生して困難であった厚板での切断焼入れ処理を
、歪みを発生することなく処理できる効果がある。
と同時に焼入れ処理をすることができ、工数が大幅に低
減できる効果がある。さらに従来の方法では、熱による
歪みを発生して困難であった厚板での切断焼入れ処理を
、歪みを発生することなく処理できる効果がある。
本発明の装置によれば、冷却剤が加工物のレーザ照射ス
ポットの周囲に均一に噴出撒布され、焼入れを均質にす
る効果がある。
ポットの周囲に均一に噴出撒布され、焼入れを均質にす
る効果がある。
第１図は本発明の一実施例の正面図、第２図は第１図の
要部を示す断面図である。 １・・・レーザ発振器、２・・ミラー、３．４・・・鏡
筒、５・・・冷却筒、８・・・集光レンズ、１２・・・
レーザノズル、１３・・・冷却水ノズル、１６・・・加
工物、１８・・・冷却水制差コック。 ′ −１・、−１ 第１図 第２図
要部を示す断面図である。 １・・・レーザ発振器、２・・ミラー、３．４・・・鏡
筒、５・・・冷却筒、８・・・集光レンズ、１２・・・
レーザノズル、１３・・・冷却水ノズル、１６・・・加
工物、１８・・・冷却水制差コック。 ′ −１・、−１ 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）工作物の加工箇所に冷却剤を撒布しながらレーザ
ビームを照射することを特徴とするレーザ加工による焼
入れ方法。 ■冷却剤が水である特許請求の範囲第１項記載のレーザ
加工による焼入れ方法。 （３）レーザ加工機のレーザ照射口を取り囲む環状の噴
出口を有するノズルと、ノズルから噴出される冷却剤の
噴出量を調整する調整手段とを有することを特徴とする
レーザ加工による焼入れ装置。 （４）環状の噴出口を有するノスルが、その内径がレー
ザ加工機のレーザノズルの外径と同一のテーパーを有し
、上記レーザノズルに密着して取付けられる構造を有す
ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のレーザ
加工による焼入れ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5922984A JPS60200909A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | レ−ザ加工による焼入れ方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5922984A JPS60200909A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | レ−ザ加工による焼入れ方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60200909A true JPS60200909A (ja) | 1985-10-11 |
Family
ID=13107335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5922984A Pending JPS60200909A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | レ−ザ加工による焼入れ方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60200909A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103212846A (zh) * | 2012-01-19 | 2013-07-24 | 昆山思拓机器有限公司 | Smt模板激光湿切割的加工方法 |
| CN104232879A (zh) * | 2014-08-31 | 2014-12-24 | 江苏大学 | 一种柔性激光冲击装置及其冲击工件的方法 |
| US20150251276A1 (en) * | 2012-07-26 | 2015-09-10 | Aktiebolaget AKF | Method for manufacturing a synchronizing ring and program |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54100599A (en) * | 1978-01-24 | 1979-08-08 | Mitsubishi Electric Corp | Laser machining device |
| JPS58157587A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-19 | Toshiba Corp | レ−ザ切断方法およびその装置 |
-
1984
- 1984-03-26 JP JP5922984A patent/JPS60200909A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54100599A (en) * | 1978-01-24 | 1979-08-08 | Mitsubishi Electric Corp | Laser machining device |
| JPS58157587A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-19 | Toshiba Corp | レ−ザ切断方法およびその装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103212846A (zh) * | 2012-01-19 | 2013-07-24 | 昆山思拓机器有限公司 | Smt模板激光湿切割的加工方法 |
| CN103212846B (zh) * | 2012-01-19 | 2016-02-24 | 昆山思拓机器有限公司 | Smt模板激光湿切割的加工方法 |
| US20150251276A1 (en) * | 2012-07-26 | 2015-09-10 | Aktiebolaget AKF | Method for manufacturing a synchronizing ring and program |
| US10195694B2 (en) * | 2012-07-27 | 2019-02-05 | Aktiebolaget Skf | Method for manufacturing a synchronizing ring and program |
| CN104232879A (zh) * | 2014-08-31 | 2014-12-24 | 江苏大学 | 一种柔性激光冲击装置及其冲击工件的方法 |
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