RU2106948C1 - Laser method for manufacture of disk saw - Google Patents
Laser method for manufacture of disk saw Download PDFInfo
- Publication number
- RU2106948C1 RU2106948C1 RU95115375A RU95115375A RU2106948C1 RU 2106948 C1 RU2106948 C1 RU 2106948C1 RU 95115375 A RU95115375 A RU 95115375A RU 95115375 A RU95115375 A RU 95115375A RU 2106948 C1 RU2106948 C1 RU 2106948C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- saw
- laser beam
- disk
- saw blade
- cutting
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению и касается области лазерных технологий, в частности способа изготовления дисковых пил с помощью лазера. Оно может быть использовано для изготовления любого режущего инструмента аналогичной конструкции. The invention relates to mechanical engineering and relates to the field of laser technology, in particular a method of manufacturing circular saws using a laser. It can be used to make any cutting tool of a similar design.
Значительный рост объема выпуска и потребления в деревообрабатывающей промышленности новых материалов поставил новые требования к инструменту, от которого в первую очередь зависят производительность и улучшение качества обработки, а также снижение их стоимости. При этом дисковые пилы в этих технологиях занимают главенствующее положение. Чем выше качество режущей кромки и надежность дисковой пилы в работе, тем более прост и эффективен технологический процесс. Старые методы изготовления дисковых пил не отвечают всем требованиям, которые предъявляет к ним современный технологический процесс. A significant increase in the volume of production and consumption of new materials in the woodworking industry has set new requirements for the tool, on which productivity and an improvement in the quality of processing, as well as a decrease in their cost, primarily depend. At the same time, circular saws in these technologies occupy a dominant position. The higher the quality of the cutting edge and the reliability of the circular saw in operation, the more simple and efficient the process. The old methods of manufacturing circular saws do not meet all the requirements that a modern technological process presents to them.
Так, например, известен способ изготовления дисковых пил, в котором вырезание фасонных контуров зубьев производится лазерным лучом при сочетании возвратно-поступательного движения лазера и поворота заготовки [1]. So, for example, there is a known method of manufacturing circular saws, in which cutting shaped contours of the teeth is performed by a laser beam by combining the reciprocating motion of the laser and turning the workpiece [1].
Однако данная технология предусматривает только лишь вырезку заготовки дисковой пилы и не гарантирует ее качество после последующих операций, например, наплавки и термообработки. However, this technology only provides for cutting the workpiece of a circular saw and does not guarantee its quality after subsequent operations, for example, surfacing and heat treatment.
Наиболее близким способом того же назначения к предлагаемому по совокупности признаков является способ обработки инструмента, в котором свариваемую режущую кромку твердого сплава подвергают совместно с резцом воздействию луча большой тепловой мощности. При этом тепло, выделяющееся в процессе обработки, выполняет несколько функций, включающих испарение, расплавление части материала поверхностного слоя резца рядом с режущей кромкой, а в некоторых случаях - части материала самой режущей кромки. Тонкая жидкая пленка материала резца, образующаяся рядом с режущей кромкой, быстро затвердевает, образуя слой сплава, обладающий более высокой твердостью и коррозионной стойкостью, чем сплав, из которого изготовлен резец [2]. The closest method of the same purpose to the proposed combination of features is a method of processing a tool in which the welded cutting edge of a hard alloy is subjected together with the cutter to a beam of high thermal power. In this case, the heat released during the processing performs several functions, including evaporation, melting of a part of the material of the surface layer of the cutter near the cutting edge, and in some cases, part of the material of the cutting edge itself. A thin liquid film of the material of the cutter, which is formed near the cutting edge, quickly hardens, forming an alloy layer with a higher hardness and corrosion resistance than the alloy of which the cutter is made [2].
Вышеуказанная технология обеспечивает сваривание твердого сплава с основой резца, однако она мало пригодна для изготовления резцов дисковой пилы, т. к. профиль ее очень сложен, в силу чего не всегда удается с должным качеством наплавлять твердые наплавки на уже вырезанную заготовку. К тому же температурные напряжения, возникающие при вышеуказанной обработке, существенно ухудшают свойства твердосплавной вставки, которая по своему химическому составу и физическим свойствам значительно отличается от основы, с которой она сваривается. The above technology provides welding of a hard alloy with the base of the cutter, however, it is not very suitable for the manufacture of saw blade cutters, since its profile is very complicated, which is why it is not always possible to weld hard surfacing with a good quality onto an already cut workpiece. In addition, the temperature stresses arising from the above treatment significantly degrade the properties of the carbide insert, which in its chemical composition and physical properties is significantly different from the base with which it is welded.
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится отсутствие в известном способе технологических приемов и режимных условий, обеспечивающих низкие затраты на производство дисковых пил и получение высокого качества ее режущих элементов - зубьев. Предварительное вырезание диска пилы и дальнейшая обработка зубьев путем наплавки на них твердосплавной режущей кромки с помощью лазера не обеспечивает стопроцентную надежность во время работы и в значительной мере усложняет и удлиняет технологический цикл изготовления пил в целом. The reasons that impede the achievement of the required technical result when using the known method adopted for the prototype include the lack of technological methods and operating conditions in the known method that ensure low costs for the production of circular saws and obtaining high quality of its cutting elements - teeth. The preliminary cutting of the saw blade and the further processing of the teeth by surfacing with a carbide cutting edge using a laser does not provide absolute reliability during operation and greatly complicates and lengthens the technological cycle of manufacturing saws as a whole.
Сущность изобретения заключается в следующем. Изобретение направлено на снижение затрат при изготовлении дисковых пил и улучшение их качества при соответствующей надежности в работе. The invention consists in the following. The invention is aimed at reducing costs in the manufacture of circular saws and improving their quality with appropriate reliability.
Указанная задача решается за счет достижения технического результата при осуществлении изобретения, заключающегося в эффективном технологическом процессе - способе, который обеспечивает минимально возможный уровень затрат на изготовление дисковых пил и гарантирует при этом их высокое качество при соответствующей надежности в работе. This problem is solved by achieving a technical result in the implementation of the invention, which consists in an efficient process - a method that provides the lowest possible level of costs for the manufacture of circular saws and guarantees their high quality with appropriate reliability.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известный способ изготовления дисковых пил с помощью лазера включает подготовленную операцию, в результате которой заготовка для дисковой пилы совместно с кристаллизатором нагревается в защитной атмосфере до 200-250oC с помощью расфокусированного луча лазера. Далее поверхность, на которую наплавляют затем твердый сплав, подвергается обработке сфокусированным лучом вышеуказанного лазера, который сканирует по обрабатываемой поверхности по синусоиде и частотой 50-150 Гц и амплитудой, равной толщине зуба, а затем только производится вырезка зубьев пилы, при этом во время операции наплавки фокус луча лазера заглубляется на 3-8 мм относительно наружной поверхности диска, а во время операции вырезки выводится на линию раздела фаз и поддерживается относительно линии реза с точностью ± 0,1 мм.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that the known method of manufacturing circular saws using a laser includes a prepared operation, as a result of which the blank for a circular saw together with a mold is heated in a protective atmosphere to 200-250 o C using a defocused laser beam. Next, the surface on which the carbide is then deposited is subjected to a focused beam treatment of the above laser, which scans the surface to be machined with a sinusoid and a frequency of 50-150 Hz and an amplitude equal to the thickness of the tooth, and then only the teeth are cut, during the operation For deposition, the focus of the laser beam is deepened by 3-8 mm relative to the outer surface of the disk, and during the cutting operation it is displayed on the phase line and maintained relative to the cutting line with an accuracy of ± 0.1 mm.
Технический результат достигается также тем, что во время операции подготовки и наплавки твердого сплава поверхность обрабатываемого диска пилы перемещается относительно луча лазера, в то время как в процессе вырезки пилы уже луч лазера перемещают по трем координатам относительно боковой поверхности диска пилы. The technical result is also achieved by the fact that during the preparation and surfacing of the hard alloy, the surface of the saw blade being machined moves relative to the laser beam, while in the process of saw cutting, the laser beam is moved in three coordinates relative to the side surface of the saw blade.
Технический результат достигается также тем, что следом за операцией вырезки зубьев пилы последняя разводится и термообрабатывается одновременно при помощи расфокусированного луча лазера и локального обдува диска пилы, при этом сначала вышеуказанной операции подвергаются только нечетные зубья дисковой пилы, а затем, после поворота последней на 180o относительно луча лазера, обрабатываются оставшиеся четные зубья дисковой пилы.The technical result is also achieved by the fact that after the operation of cutting the teeth of the saw, the latter is bred and heat treated at the same time using a defocused laser beam and local blowing of the saw blade . relative to the laser beam, the remaining even teeth of the saw blade are processed.
Изложенная выше совокупность признаков обеспечивает достижение указанного технического результата, чем обусловливается причинно-следственная связь между признаками и техническим результатом и существенность признаков формулы изобретения. The above set of features ensures the achievement of the specified technical result, which determines the causal relationship between the features and the technical result and the materiality of the features of the claims.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и изучение источников, содержащих сведения об аналогах изобретения, позволили установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and a study of sources containing information about analogues of the invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the invention, and a definition from the list of identified analogues the prototype allowed us to identify a set of essential in relation to the applicant perceived technical result of the distinguishing features in the claimed volume kTe set forth in the claims. Therefore, the invention meets the requirement of "novelty" under applicable law.
Для проверки соответствия изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный анализ известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками изобретения, результаты которого показывают, что изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, т.е. соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству. In order to verify that the invention meets the requirements of the inventive step, the applicant conducted an additional analysis of the known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the invention, the results of which show that the invention does not explicitly follow from the prior art, i.e. meets the requirement of "inventive step" under current law.
На фиг.1 представлена схема расположения лазера по отношению к обрабатываемому диску пилы по время подготовительной операции и во время наплавки на диск пилы твердого сплава; на фиг.2 - схема расположения луча лазера относительно обрабатываемого диска пилы во время вырезки; на фиг.3 - схема расположения луча лазера относительно обрабатываемого диска во время операций разводки и термообработки. Figure 1 shows the arrangement of the laser with respect to the saw blade being processed during the preparatory operation and during surfacing on the hard alloy saw blade; figure 2 - arrangement of the laser beam relative to the processed saw blade during cutting; figure 3 - arrangement of the laser beam relative to the machined disk during wiring and heat treatment operations.
Подготовленный для пилы диск заключается в кристаллизатор, конструкция которого выполнена известным способом, например, как показано на фиг. 1, в виде двух медных дисков с диаметром, большим диаметра диска пилы. Расфокусированный луч лазера направляют на открытую поверхность диска, который совместно с кристаллизатором приводится во вращение. В зону встречи луча лазера с поверхностью диска производится наддув инертного газа, например, аргона. После достижения температуры обрабатываемого диска и кристаллизатора 200-250oC луч лазера фокусируется, при этом фокус его заглубляется на 3-8 мм ниже наружной поверхности диска и приводится в колебательное движение с частотой, равной 50-15 Гц, и амплитудой, равной ширине диска, пилы, а сам диск совместно с кристаллизатором приводится во вращение. Луч лазера проплавляет на поверхности диска синусоидальную дорожку, в зону которой впрыскивается с помощью рабочего газа мелкодисперсный порошок специального состава. При встрече с жидкой ванной обрабатываемого диска и воздействии луча лазера вышеуказанный порошок, частично расплавляясь и перемешиваясь с основным металлом обрабатываемого диска, тут же кристаллизуется. Операцию наплавки ведут с помощью газового CO2-лазера мощностью 2 кВт при толщине жидкого слоя не более 1 мм со скоростью 1-2 с и продолжают до тех пор, пока вся торцевая поверхность обрабатываемого диска пилы не будет заполнена слоями кристаллизуемой массы на глубину 2-7 мм. При этом во время вышеуказанной операции каждая последующая синусоидальная дорожка наплавки смещена не более чем на половину своей ширины относительно предыдущей. Далее обрабатываемый диск отсоединяется от кристаллизатора и подвергается операции резки. Причем, как показано на фиг. 2, диск пилы устанавливается на вращающийся стол горизонтально, а сфокусированный луч лазера направляется перпендикулярно его боковой поверхности и перемещается относительно наружной поверхности диска пилы по трем координатам. Фокус луча лазера выводится на линию раздела фаз и поддерживается во время операции вырезки пилы с точностью ±0,1 мм относительно линии реза. После вырезки пила подвергается разводке и термообработке одновременно с помощью расфокусированного луча лазера и локального обдува обрабатываемого диска пилы, как это показано на фиг.3. Обдув может производиться как газом или паром, так и любой жидкостью, способствующей эффективному образованию перенасыщенных метастабильных структур высокой дисперности. При этом сначала обрабатываются нечетные зубья пилы, а после поворота диска на 180o относительно луча обрабатываются оставшиеся четные зубья пилы. Это позволяет не только снять температурные напряжения, возникшие в диске пилы во время операции вырезки, но и обработать ее зубья соответствующим образом, придав им требуемую форму и необходимые прочностные характеристики. Следует отметить, что совмещение операции разводки и термообработки, как и использование во всех технологических операциях одного и того же лазера, существенно снижают капитальные затраты на весь технологический комплекс в целом (ввиду высокой стоимости лазерных установок). К тому же эксплуатационные и энергетические затраты при этом также уменьшаются, т.к. нет необходимости производить дополнительные операции по установке и транспортировке, а также отпадает необходимость в повторном нагреве и охлаждении обрабатываемого диска пилы.The blade prepared for the saw is contained in a mold, the structure of which is made in a known manner, for example, as shown in FIG. 1, in the form of two copper disks with a diameter larger than the diameter of the saw blade. The defocused laser beam is directed to the open surface of the disk, which, together with the mold, is rotated. An inert gas, such as argon, is charged into the zone where the laser beam meets the surface of the disk. After reaching a temperature of the processed disk and mold 200-250 o C the laser beam is focused, while its focus is deepened 3-8 mm below the outer surface of the disk and is brought into oscillatory motion with a frequency equal to 50-15 Hz and an amplitude equal to the width of the disk , saws, and the disc itself is rotated together with the mold. A laser beam melts a sinusoidal track on the surface of the disk, into the zone of which finely dispersed powder of a special composition is injected using a working gas. When meeting with the liquid bath of the treated disk and exposure to a laser beam, the above powder, partially melting and mixing with the base metal of the processed disk, immediately crystallizes. The surfacing operation is carried out using a 2 kW gas CO 2 laser with a liquid layer thickness of not more than 1 mm at a speed of 1-2 s and continues until the entire end surface of the saw blade being processed is filled with layers of crystallizable mass to a depth of 2- 7 mm. At the same time, during the above operation, each subsequent sinusoidal surfacing track is shifted by no more than half its width relative to the previous one. Next, the machined disk is disconnected from the mold and is subjected to a cutting operation. Moreover, as shown in FIG. 2, the saw blade is mounted on a rotating table horizontally, and the focused laser beam is directed perpendicular to its side surface and moves relative to the outer surface of the saw blade in three coordinates. The laser beam focus is brought to the phase line and is maintained during the saw cutting operation with an accuracy of ± 0.1 mm relative to the cut line. After cutting, the saw is routed and heat treated simultaneously using a defocused laser beam and local blowing of the processed saw blade, as shown in Fig. 3. Blowing can be done either with gas or steam, or with any liquid that contributes to the effective formation of supersaturated metastable structures of high dispersion. In this case, the odd saw teeth are first processed, and after the blade is rotated 180 ° relative to the beam, the remaining even saw teeth are processed. This allows not only to remove the temperature stresses arising in the saw blade during the cutting operation, but also to process its teeth accordingly, giving them the desired shape and the necessary strength characteristics. It should be noted that the combination of the wiring and heat treatment operations, as well as the use of the same laser in all technological operations, significantly reduce the capital costs of the entire technological complex as a whole (due to the high cost of laser systems). In addition, operating and energy costs are also reduced, because there is no need to perform additional installation and transportation operations, and there is also no need to reheat and cool the saw blade being machined.
Данный способ изготовления дисковых пил позволяет снизить капитальные затраты на технологический комплекс в целом и существенно сократить время и трудозатраты на их производство. Причем качество режущей кромки дисковой пилы после разводки и термообработки значительно возрастает, а прочностные характеристики во много раз превышают аналогичные показатели дисковых пил, изготовленных по другим технологиям, например дисковых пил с армированным твердым сплавом или с приваренными режущими кромками из твердого сплава. This method of manufacturing circular saws can reduce the capital costs of the technological complex as a whole and significantly reduce the time and labor costs for their production. Moreover, the quality of the cutting edge of a circular saw after wiring and heat treatment is significantly increased, and the strength characteristics are many times higher than those of circular saws made using other technologies, for example, circular saws with reinforced hard alloy or with welded carbide cutting edges.
Таким образом, вышеуказанные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании данного изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно для изготовления дисковых пил с повышенным качеством и сниженной трудоемкостью;
для изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеуказанных в заявке способа и известных до даты приоритета средств и методов;
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.Thus, the above information indicates that when using the present invention the following combination of conditions:
the tool embodying the invention in its implementation is intended for use in industry, namely for the manufacture of circular saws with improved quality and reduced labor intensity;
for the invention as described in the independent clause of the claims below, the possibility of its implementation using the above methods and methods and methods known up to the priority date has been confirmed;
means embodying the invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.
Следовательно, изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству. Therefore, the invention meets the requirement of "industrial applicability" under applicable law.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95115375A RU2106948C1 (en) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | Laser method for manufacture of disk saw |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95115375A RU2106948C1 (en) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | Laser method for manufacture of disk saw |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95115375A RU95115375A (en) | 1997-07-27 |
| RU2106948C1 true RU2106948C1 (en) | 1998-03-20 |
Family
ID=20171746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95115375A RU2106948C1 (en) | 1995-08-31 | 1995-08-31 | Laser method for manufacture of disk saw |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2106948C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090245945A1 (en) * | 2007-09-22 | 2009-10-01 | Bohle Ag | Small glass cutting wheel |
| CN102470458A (en) * | 2009-07-02 | 2012-05-23 | 卡普曼股份公司 | Saw blade, knife and saw |
| RU2596545C2 (en) * | 2012-10-23 | 2016-09-10 | Виктор Никонорович Семенов | Method of making disc cutters |
-
1995
- 1995-08-31 RU RU95115375A patent/RU2106948C1/en active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090245945A1 (en) * | 2007-09-22 | 2009-10-01 | Bohle Ag | Small glass cutting wheel |
| CN102470458A (en) * | 2009-07-02 | 2012-05-23 | 卡普曼股份公司 | Saw blade, knife and saw |
| CN102470458B (en) * | 2009-07-02 | 2014-01-15 | 卡普曼股份公司 | Saw blade, knife and saw |
| RU2533570C2 (en) * | 2009-07-02 | 2014-11-20 | Капман АБ | Saw blade, knife and saw |
| RU2596545C2 (en) * | 2012-10-23 | 2016-09-10 | Виктор Никонорович Семенов | Method of making disc cutters |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4356376A (en) | Pulse laser pretreated machining | |
| JPH07236984A (en) | Method and device for laser beam processing | |
| JP2004183652A (en) | Method for fabricating, modifying or repairing of single crystal or directionally solidified article | |
| WO2015017092A1 (en) | Repair of a substrate with component supported filler | |
| JPH0224637B2 (en) | ||
| CN106148644A (en) | A kind of metallic hardfacing method of short-pulse laser | |
| RU2106948C1 (en) | Laser method for manufacture of disk saw | |
| Banas et al. | Macro-materials processing | |
| EP3525972B1 (en) | Method of manufacturing a toothed blade and apparatus for manufacturing such a blade | |
| CN111005022B (en) | Method for preparing high-hardness iron-based coating on surface of beryllium bronze copper roller by utilizing three lasers in synergy mode | |
| RU2105826C1 (en) | Method for application of hardening coating to metal or metal-containing surfaces | |
| JPS62220294A (en) | Laser beam welding method and its equipment | |
| AU2021101664A4 (en) | Polishing method for inner and outer surfaces of complex cavity additive manufacturing parts | |
| US20230249290A1 (en) | Laser deburring and chamfering method and system | |
| Stanciu et al. | Laser welding of dissimilar materials | |
| Hella | Material processing with high power lasers | |
| JPS6343788A (en) | Laser beam welding method | |
| JPH09295173A (en) | Manufacture of piston for internal combustion engine, and device therefor | |
| JPH0551628A (en) | Cutting tool made of titanium and its production | |
| Rakhimov et al. | Surface quality provision of laser welding using plasma cleaning | |
| RU2707005C1 (en) | Method for laser recovery of cutter teeth working edge | |
| SU856717A1 (en) | Method of plasmomechanical working | |
| RU2056255C1 (en) | Shearing cutter manufacturing method | |
| RU95115375A (en) | METHOD FOR MANUFACTURING DISK SAWS USING A LASER | |
| SU1748955A1 (en) | Method of tooling with rotary cutter |